UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · A mi hermano amado Kevin quien me da luz cada...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y

AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

“DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RIPIOS DE PERFORACIÓN DEL CAMPO AUCA”

Estudio Técnico presentado para optar por el Título de Ingeniera de Petróleos

Autor: Ocaña Robalino Johana Stefania

Tutor: Dr. Carlos Gilberto Ordoñez Campain, MSc

Quito, agosto 2017

iii

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y AMBIENTAL

CARRERA DE INGENIERÍA DE PETRÓLEOS

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TRIBUNAL

El tribunal constituido por: Ing. Marcelo Benítez Guerra, Ing. Jorge Erazo Basantes e Ing.

Teresa Palacios Cabrera luego de calificar el Informe Final del Estudio Técnico realizado como

trabajo de titulación denominado “DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RIPIOS DE

PERFORACIÓN DEL CAMPO AUCA”, previo a la obtención del título de INGENIERA DE

PETRÓLEOS presentado por la señorita Johana Stefania Ocaña Robalino, emite el veredicto de

APROBADO para su presentación oral.

Para constancia de lo actuado firman los miembros del tribunal.

Quito, 3 de agosto del 2017

Ing. Marcelo Benítez Guerra

PRESIDENTE

Ing. Jorge Erazo Basantes Ing. Teresa Palacios Cabrera

MIEMBRO MIEMBRO

iv

DEDICATORIA

A Dios por sus sempiternas bendiciones.

A Cecilia mi madre amada, sin ella no hubiese sido viable este sueño maravilloso.

A Teresa Lascano Fonseca y Campio Robalino Quiroga mis ángeles de la guarda quienes velan por mí y forjaron mi camino, su y mi quimera hecha realidad.

A mi hermano amado Kevin quien me da luz cada día de mi existencia.

A mi familia maravillosa de consanguinidad y de afinidad por formar parte intrínseca de mí.

Les agradezco desde lo más íntimo de mi ser, por brindarme esa hermandad que me ayudo a superar las adversidades, ustedes son mis Alfas a quienes les otorgo mi triunfo le agradezco infinitamente por formar parte de mí y de haber forjado la persona que soy los adoro.

Desde el fondo de mi alma para ustedes

Stefy O.

v

AGRADECIMIENTO

A Dios (Achillik-tayta), por sus infinitas bendiciones y amor, por permitirme consumar este sueño

maravilloso, regocijar de la vida que me ha concedido a la que valoro, admiro y respeto, gratitud.

A mi madre Cecilia Robalino Lascano quien con su ímpetu característico me enseñó a vencer las

vicisitudes de las efemérides de la vida y salir victoriosa con su claro modelo, esa mujer loable de la cual

me siento muy orgullosa de ser su hija. Gracias madre por toda su dedicación su entrega por darme su

vida y juventud, la amo con mí ser.

A Teresa Lascano y Campio Robalino mis ángeles de la guarda, que no se encuentran en cuerpo presente

pero si espiritualmente quienes me acompañan en cada santiamén velando por mi bienestar quienes

hicieron una idílica vida para mí, su entrañable amor, sus enseñanzas y valores infundidos me formaron

como ser humano y persona, siempre un Dios le pague.

A mi hermano Kevin quien es parte implícita de mí, Dios nos ha puesto para que compartamos los

mejores instantes juntos para que ambos seamos testigos de lo maravillosa que es la vida y que como

dinastía podamos crecer, el con su carácter característico alegra y da sentido a mí vida, le deseo el

mejor augurio y que siempre recuerde que el tiempo pasa pero no regresa es un “tesoro invaluable”.

A Alfre y Marquito por ser mis arcángeles gracias por ayudarme a eclipsar las situaciones más difíciles

de mi vida, por formar parte de mí, son una bendición gracias por todo su apoyo, motivación y aliento

los considero parte de mi familia, gracias por su ayuda sincera y desinteresada no tengo palabras para

darles las gracias, un Dios les pague. Con imperecedero amor a mi novio José por brindarme cariño,

esperanza, fortaleza y ser parte importante de mi vida.

A mi gran familia Juan, Mariana, Carmen, Freddy, Marcelo, Patricio, Papio, Tania, Tatiana que se han

encontrado junto a mi desde que nací, han sido mis guías, siempre brindándome el calor de hogar, a mis

primos que son mis hermanos Fernanda, Enrique, Nathaly, Freddy, Briana, Waleska, Marcela,

Doménica a quienes les deseo lo mejor del mundo y que esa bondad que las caracteriza nunca se dejen

atenuar por el sistema, no sea difusa como las estrellas fugaces, los mejores éxitos mis peques.

Anabel y Agus por permitirme ser parte de ellos y rociarme de esa ternura, amor, baluarte, por estar en

los mejores y entrañables momentos, A Kathy F. y Anita por darme palabras de aliento. A todos mis

amigos(as) que han formado parte para la consecución de este sueño, mil gracias.

A la gloriosa Universidad Central del Ecuador, en nombre de la Facultad de Ingeniería en Geología,

Minas, Petróleos y Ambiental por el conocimiento adquirido, en especial a los Ingenieros(as): Benítez

Marcelo, Erazo Jorge, Ordoñez Carlos, Palacios Teresa gracias por ser unas guías, impartir su tiempo y

conocimiento para llevar a cabo este proyecto de titulación.

A las compañías: Petroamazonas y Pecs por facilitar y auspiciar este estudio.

Alienta la esperanza, piensa positivo porque todo está en tu estado mental, puede ser lo único que una

persona posea y necesite para triunfar.

Johana Stefania O.R

vi

ÍNDICE DE CONTENIDOS

DERECHOS DE AUTOR ............................................................................................................... i

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR ...................... ii

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TRIBUNAL .............. iii

DEDICATORIA ............................................................................................................................ iv

AGRADECIMIENTO .................................................................................................................... v

ABREVIATURAS Y SIGLAS .................................................................................................... xiii

CAPÍTULO I: GENERALIDADES ............................................................................................... 1

1.1. Introducción ........................................................................................................................ 1

1.2. Planteamiento del problema ................................................................................................ 2

1.3. Objetivos ............................................................................................................................. 2

1.3.1. Objetivo general ............................................................................................................. 2

1.3.2. Objetivos específicos ...................................................................................................... 3

1.4. Justificación e importancia .................................................................................................. 3

1.5. Entorno del estudio ............................................................................................................. 4

1.5.1. Marco institucional ......................................................................................................... 4

1.5.2. Marco legal ..................................................................................................................... 5

1.5.3. Marco ético ..................................................................................................................... 8

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 9

2.1. Marco referencial ................................................................................................................ 9

2.1.1. Generalidades del Campo Auca ..................................................................................... 9

2.2. Marco conceptual .............................................................................................................. 12

2.2.1. Fundamentos de fluidos de perforación ....................................................................... 12

2.2.2. Cálculo del volumen de cortes de perforación ............................................................. 13

vii

2.2.3. Tratamiento primario de sólidos de perforación .......................................................... 14

2.2.4. Métodos de gestión de residuos.................................................................................... 20

2.2.5. Marco legal ambiental del manejo de residuos ............................................................ 26

2.2.6. Parámetros físico-químicos de cortes y fluidos de perforación ................................... 36

CAPÍTULO III: DISEÑO METODOLÓGICO ............................................................................ 43

3.1. Tipo de estudio .................................................................................................................. 43

3.2. Universo y muestra ........................................................................................................... 43

3.2.1. Descripción de los pozos .............................................................................................. 43

3.2.2. Información consolidada del procesamiento de residuos de perforación ..................... 55

3.2.3. Descripción geológica de los ripios de perforación ..................................................... 58

3.3. Métodos y técnicas de recolección de datos ..................................................................... 62

3.4. Procesamiento y análisis de la información ...................................................................... 64

3.5. Ensayo experimental de tratabilidad de cortes de perforación ......................................... 64

3.5.1. Tratamiento de ripios con humus ................................................................................. 65

3.5.2. Estabilización de ripios con zeolita .............................................................................. 71

CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ................................. 77

4.1. Análisis estadístico de tendencia central ........................................................................... 77

4.1.1. Pozo A .......................................................................................................................... 77

4.1.2. Pozo B .......................................................................................................................... 78

4.1.3. Pozo C .......................................................................................................................... 80

4.1.4. Pozo D .......................................................................................................................... 81

4.2. Desempeño de los ensayos de tratabilidad de ripios por pozo .......................................... 82

4.2.1. Pozo A .......................................................................................................................... 82

4.2.2. Pozo B .......................................................................................................................... 87

4.2.3. Pozo C .......................................................................................................................... 90

viii

4.2.4. Pozo D .......................................................................................................................... 94

4.3. Desempeño de los ensayos de tratabilidad de ripios por parámetro ................................. 98

4.3.1. Conductividad eléctrica (CE) ....................................................................................... 98

4.3.2. Potencial de hidrógeno (pH)....................................................................................... 100

4.3.3. Relación de adsorción de sodio (SAR)....................................................................... 101

4.3.4. Capacidad de intercambio catiónico (CIC) ................................................................ 102

4.4. Análisis estadístico de varianza ...................................................................................... 104

4.5. Análisis de cumplimiento de límites permisibles del TULSMA .................................... 105

4.5.1. Ensayo experimental con humus ................................................................................ 105

4.5.2. Ensayo experimental con adición de zeolitas ............................................................. 108

CAPÍTULO V: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES .................................................................. 110

5.1. Resultados ....................................................................................................................... 110

5.1.1. Ensayos del tratamiento con humus ........................................................................... 110

5.1.2. Ensayos del tratamiento con zeolitas.......................................................................... 114

5.2. Efecto de la capacidad de intercambio catiónico en la calidad del suelo ....................... 117

5.3. Análisis de la disposición y uso de los ripios tratados .................................................... 118

5.4. Conclusiones ................................................................................................................... 119

5.5. Recomendaciones............................................................................................................ 121

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 123

GLOSARIO ................................................................................................................................ 129

ANEXOS .................................................................................................................................... 131

ANEXO 01: Esquema mecánico de los pozos analizados en el estudio ................................. 131

ANEXO 02: Nomenclatura de los ensayos experimentales .................................................... 135

ANEXO 03: Análisis estadístico de resultados en el software STATGRAPHICS ................ 139

ANEXO 04: Certificado de muestreo de cortes ...................................................................... 155

ix

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Límites permisibles de lixiviados para la disposición final de lodos y ripios de perforación en

superficie. .................................................................................................................................................... 30

Tabla 2.2. Criterios de remediación del suelo según la normativa del TULSMA. .................................... 35

Tabla 2.3. Valores de intercambio catiónico de algunos suelos. ................................................................ 39

Tabla 3.1. Información de control de sólidos del Pozo A. ......................................................................... 44

Tabla 3.2. Procesamiento de residuos de perforación del POZO A. .......................................................... 45

Tabla 3.3. Información de control de sólidos del Pozo B. ......................................................................... 47

Tabla 3.4. Procesamiento de residuos de perforación del POZO B. .......................................................... 48

Tabla 3.5. Información de control de sólidos del Pozo C. ......................................................................... 50

Tabla 3.6. Procesamiento de residuos de perforación del POZO C. .......................................................... 51

Tabla 3.7. Información de control de sólidos del Pozo D. ......................................................................... 53

Tabla 3.8. Procesamiento de residuos de perforación del POZO D. .......................................................... 54

Tabla 3.9. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo A. ............................................... 59

Tabla 3.10. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo B. ............................................. 60

Tabla 3.11. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo C. ............................................. 61

Tabla 3.12. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo D. ............................................. 62

Tabla 3.13. Características del humus utilizado en el tratamiento de los ripios de perforación. ............... 68

Tabla 3.14. Características de la zeolita usada en el tratamiento experimental de suelos. ........................ 74

Tabla 4.1. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo A luego de los

tratamientos. ................................................................................................................................................ 77

Tabla 4.2. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo B luego de los

tratamientos. ................................................................................................................................................ 79

Tabla 4.3. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo C luego de los

tratamientos. ................................................................................................................................................ 80

Tabla 4.4. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo D luego de los

tratamientos. ................................................................................................................................................ 81

Tabla 4.5. Comparación entre los resultados de los ripios tratados con humus y los rangos permisibles

legales. ...................................................................................................................................................... 107

Tabla 4.6. Comparación entre los resultados de los ripios tratados con zeolita y los rangos permisibles

legales. ...................................................................................................................................................... 109

Tabla 5.1. Resultados de los ensayos de tratamiento de cortes aplicando humus. ................................... 112

Tabla 5.2. Resultados de los ensayos de tratamiento de cortes aplicando zeolita. ................................... 115

x

Tabla 5.3. Influencia de la capacidad de intercambio catiónico en la fertilidad del suelo. ...................... 117

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1: Estratigrafía general de la Cuenca Oriente. ............................................................................. 11

Figura 2.2: Clasificación del tamaño de las partículas manejadas por el sistema de control de sólidos. .. 15

Figura 2.3: Componentes de una zaranda vibratoria. ................................................................................ 16

Figura 2.4: Esquema básico de un hidrociclón. ......................................................................................... 17

Figura 2.5: Ejemplo de un mudcleaner. ..................................................................................................... 18

Figura 2.6: Esquema de una centrífuga decantadora. ................................................................................ 19

Figura 2.7: Compostaje del suelo. ............................................................................................................. 21

Figura 2.8: Sistema de reinyección de cortes. ........................................................................................... 23

Figura 2.9: Técnica de landfarming. .......................................................................................................... 24

Figura 2.10: Gestión de residuos de perforación por landspreading. ........................................................ 25

Figura 2.11: Esquema de medición del potencial de hidrógeno. ............................................................... 36

Figura 2.12: Cationes presentes en el suelo. .............................................................................................. 38

Figura 3.1: Ejemplo de humus. .................................................................................................................. 67

Figura 3.2: Estructura química de las zeolitas. .......................................................................................... 72

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico 3.1. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO A. ......................................... 46

Gráfico 3.2. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO B. ......................................... 49

Gráfico 3.3. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO C. ......................................... 52

Gráfico 3.4. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO D. ......................................... 55

Gráfico 3.5. Volumen procesado promedio de cortes de perforación. ....................................................... 56

Gráfico 3.6. Volumen procesado promedio del tratamiento de efluentes de perforación. ......................... 57

Gráfico 3.7. Porcentaje de cortes de perforación generados por sección. .................................................. 58

Gráfico 4.1. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo A. .... 83

Gráfico 4.2. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo A. ...................... 84

Gráfico 4.3. Efecto de los tratamientos experimentales en la relación de adsorción de sodio de los ripios

del Pozo A. .................................................................................................................................................. 85

xi

Gráfico 4.4. Efecto de los tratamientos experimentales en la capacidad de intercambio catiónico de los

ripios del Pozo A. ........................................................................................................................................ 86

Gráfico 4.5. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo B. ..... 87

Gráfico 4.6. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo B. ...................... 88


del Pozo B. .................................................................................................................................................. 89


ripios del Pozo B. ........................................................................................................................................ 90

Gráfico 4.9. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo C. ..... 91

Gráfico 4.10. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo C. .................... 92


del Pozo C. .................................................................................................................................................. 93


ripios del Pozo C. ........................................................................................................................................ 94

Gráfico 4.13. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo D. .. 95

Gráfico 4.14. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo D. .................... 96


del Pozo D. .................................................................................................................................................. 97


ripios del Pozo D. ........................................................................................................................................ 98

Gráfico 4.17. Influencia de los ensayos experimentales en la conductividad de los ripios de perforación.

.................................................................................................................................................................... 99

Gráfico 4.18. Influencia de los ensayos experimentales en el pH de los ripios de perforación. .............. 101

Gráfico 4.19. Influencia de los ensayos experimentales en la relación de adsorción de sodio de los ripios

de perforación. .......................................................................................................................................... 102

Gráfico 4.20. Influencia de los ensayos experimentales en la capacidad de intercambio catiónico de los

ripios de perforación. ................................................................................................................................ 103

xii

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 2.1. Barriles de cortes generados por cada pie del hoyo perforado. ........................................... 13

Ecuación 2.2. Volumen de cortes generados en pies cúbicos. ................................................................... 14

Ecuación 2.3. Masa total de sólidos generados. ......................................................................................... 14

Ecuación 3.1. Cálculo del porcentaje de humedad en el suelo por el método gravimétrico. ..................... 70

Ecuación 3.2. Relación de adsorción de sodio. .......................................................................................... 70

Ecuación 4.1. Prueba de hipótesis de diseño experimental completamente aleatorio.............................. 104

xiii

ABREVIATURAS Y SIGLAS

Bls. - Barriles.

CE. - Conductividad eléctrica.

CIC. - Capacidad de Intercambio Catiónico.

CGL INF. - [Formación Cuenca Oriente]- Conglomerado inferior.

CGL SUP. - [Formación Cuenca Oriente]- Conglomerado superior.

EDTA. - Ácido etilendiaminotetraacético.

Ft. - Feet- Pies.

Lbs/gal. - Libras por galón.

meq/100gr.- Miliequivalentes por cada 100 gramos de suelo.

MD. - Measured Depth- Profundidad medida.

NTA. - Ácido nitrilotriacético.

ORT. - [Formación Cuenca Oriente]- Orteguaza.

pH. - Potencial de hidrógeno.

p/p.- Porcentaje peso/peso.

QHSE. - Quality, Health, Safety and Environment- Calidad, salud, seguridad y ambiente.

S.f.- [Cita o fuente bibliográfica]-Sin fecha.

TID. - [Formación Cuenca Oriente]- Terciario Indiferenciado.

TIY. - [Formación Cuenca Oriente]- Tiyuyacu.

TVD. - True Vertical Depth- Profundidad vertical verdadera.

UpH. - Unidades de pH.

RAOHE. - Reglamento Ambiental de Actividades Hidrocarburíferas en el Ecuador.

TULSMA. - Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria del Ministerio del

Ambiente.

SAR. - Sodium Adsorption Ratio- Relación de adsorción de sodio.

xiv

TEMA: “Disposición final de los ripios de perforación del Campo Auca”

RESUMEN

El presente estudio tuvo por objeto proponer alternativas de tratamiento de ripios de

perforación del Campo Auca, para que los mismos tengan la capacidad de ser aprovechados en

diferentes usos, en base al cumplimiento de la normativa ambiental TULSMA. El proceso

experimental consistió en un conjunto de ensayos con muestras de cortes de cuatro pozos, donde

se fue añadiendo a los mismos humus al 5, 10 y 15% de concentración en peso, y zeolita al 1, 5 y

10% de concentración peso. El desempeño de los dos tratamientos fue regular en las muestras de

ripios de perforación, donde los resultados de los parámetros físico-químicos finales permitieron

observar que los cortes tratados serían aptos únicamente para aplicaciones industriales de

acuerdo a la comparación realizada con los límites permisibles del TULSMA respecto a la

calidad del suelo. Los parámetros de los cortes después de los tratamientos indicaron que el

ensayo con humus al 10% y 15% de concentración fueron los más efectivos en lo referente al

mejoramiento de las propiedades físico-químicas de los ripios de perforación.

PALABRAS CLAVE: GESTIÓN DE RESIDUOS/RIPIOS DE PERFORACIÓN/DISPOSICIÓN

FINAL/REMEDIACIÓN DE SUELOS/TULSMA

xv

TITLE: “Final disposal of drilling cuttings of Auca field”

ABSTRACT

The aim of this study was to propose alternatives for the treatment of drilling cuttings of the

Auca Field, so that those cuttings can be used in different applications, based on compliance with

the TULSMA environmental regulation. The experimental process consisted of a set of tests with

drilling cuttings samples of four wells, where humus was added at 5, 10 and 15% concentration

by weight and zeolite at 1, 5 and 10% by weight. The performance of the two treatments was

regular in the samples of drilling cuttings, where the results of the final physical-chemical

parameters allowed to observe that treated cuttings would be suitable for industrial applications

only according to the comparison made with the permissible limits of the TULSMA regarding

soil quality. The parameters of the drilling cuttings after the treatments indicated that the test

with humus at 10% and 15% of concentration were the most effective to improve the physical

and chemical properties of the drilling cuttings.

KEYWORDS: WASTE MANAGEMENT/DRILLING CUTTINGS/FINAL DISPOSITION

/SOILS REMEDIATION/TULSMA

1

CAPÍTULO I: GENERALIDADES

1.1. Introducción

Desde que la perforación de pozos de petróleo se inició en el siglo XIX, el tratamiento y

disposición de los cortes de perforación se ha vuelto un desafío complejo en el aspecto técnico,

económico y ambiental. A pesar de que se ha venido innovando en la tecnología de remediación

de suelos contaminados con hidrocarburos, metales pesados y otras sustancias, el problema de

una inadecuada gestión ambiental de ripios de perforación no puede ser resuelto si no se

implementan estrictas políticas de manejo de suelos por parte de las empresas estatales y

privadas. El tratamiento de los cortes de perforación de pozos petroleros ha venido ganando

importancia con el paso del tiempo, debido a los efectos en la salud y el ambiente que pueden

tener ciertos tipos de contaminantes, ya que algunos de ellos están considerados como tóxicos si

se encuentran disponibles en concentraciones fuera de los límites permisibles.

Si bien existe una amplia variedad de métodos y tecnologías de tratamiento de suelos, su

efectividad en la descontaminación de ripios de perforación es diferente, dependiendo del tipo de

suelo, concentración y las sustancias presentes en el mismo. Inclusive, algunos de estos métodos

no pueden ser aplicados en cortes provenientes de perforación de pozos costa afuera.

El campo Auca es uno de los que poseen mayor productividad de petróleo en el Ecuador lo

cual está generando grandes aportes económicos para el país; por lo tanto, nació la necesidad de

realizar este estudio, el cual contribuirá a plantear soluciones que permitan disminuir el impacto

ambiental que conllevan los cortes de perforación. El presente estudio está sustentado en el

trabajo experimental de tratamiento de cortes de perforación a partir de muestras de pozos

2

construidos en el 2016, gracias a la colaboración de la empresa estatal PETROAMAZONAS,

PECS ECUADOR y el laboratorio OSP.

1.2. Planteamiento del problema

La perforación de pozos de petróleo y gas es una actividad que produce alteraciones en el

entorno natural en que se desarrolla. La disposición de los ripios de perforación producidos con

fluidos de perforación a base de agua representa actualmente un gran reto para las compañías

involucradas. En los inicios de la industria petrolera no existía una normativa legal que regule la

adecuada disposición de los ripios de perforación. Un mal manejo de los cortes de perforación

puede conllevar a grandes afectaciones al medio donde se realizan las actividades industriales,

tomando en cuenta que los mismos pasan a ser un pasivo ambiental. Es por ello que nace la

necesidad de mejorar los actuales sistemas de tratamiento y disposición de los ripios de

perforación puesto que al ser heterogéneos deben ser tratados de manera particular, de tal forma

que la afectación en el ambiente sea mínima, especialmente en la región Amazónica del Ecuador,

donde el ecosistema es altamente sensible.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Proponer métodos alternativos de tratamiento y disposición de ripios de perforación del

campo Auca, a través de ensayos experimentales de tratabilidad de cortes.

3

1.3.2. Objetivos específicos

▪ Describir la litología de los ripios de perforación de los pozos seleccionados para el

análisis, en base a la información de perforación obtenida.

▪ Diseñar el proceso experimental a seguir en los tratamientos de las muestras de ripios de

perforación con humus y zeolita a diferentes niveles de concentración.

▪ Analizar el desempeño de los tratamientos propuestos en relación a los parámetros

físico-químicos iniciales y finales de las muestras de ripios, según la dosificación de los

aditivos a utilizar.

▪ Realizar un análisis estadístico del efecto atribuido a cada uno de los tratamientos en los

parámetros de los cortes de perforación.

▪ Discutir las variables cuantitativas y cualitativas de los cortes tratados en relación al

cumplimiento de la normativa ambiental y el posible uso de los ripios tratados.

1.4. Justificación e importancia

En la fase de perforación de un pozo petrolero la broca de perforación penetra diversas

estratificaciones del campo petrolífero según la litología de su formación, lo que da las

características geológicas a los ripios que se producen durante la perforación. La necesidad de

realizar este estudio estuvo fundamentada en la problemática de la disposición final de ripios de

perforación, teniendo en cuenta que en la actualidad existen pocos proyectos del

aprovechamiento de cortes. Cabe recalcar que la disposición final de cortes de perforación en el

entorno natural demanda de mayores extensiones de terreno a medida que se van perforando

nuevos pozos. La implementación de tecnologías alternativas de tratamiento de ripios para que

estos sean aprovechados en algunas aplicaciones (bajo condiciones seguras de salud y ambiente)

4

permitiría reducir la construcción de piscinas de disposición en los sitios predestinados para ello,

optimizando el espacio y reduciendo el impacto ambiental.

1.5. Entorno del estudio

1.5.1. Marco institucional

1.5.1.1. Universidad Central del Ecuador

Misión:

Ofrecer acceso al conocimiento y cultura universal, y generar investigación de excelencia

integrada al desarrollo humano del Ecuador. Esta misión la cumple a través de la formación de

grado y posgrado, de la investigación social y experimental y de la vinculación con la sociedad

(UCE, 2016, pág. 3).

Visión:

La Universidad Central del Ecuador se proyecta como una de las mejores universidades

públicas del país y de la región, internacionalizada, con carreras y programas pertinentes en todas

las áreas del conocimiento, con una significativa incidencia en el desarrollo humano a través de

sus programas de investigación y de vinculación con la sociedad (UCE, 2016, pág. 3).

1.5.1.2. Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental

Misión:

Buscar la excelencia en la formación de profesionales y en la investigación, para el

aprovechamiento sustentable de los recursos naturales y energéticos del Ecuador (Facultad de

Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental, 2015).

5

Visión:

Convertirse en una institución líder en el aprovechamiento sustentable de los recursos

naturales y energéticos del Ecuador, mediante la excelencia académica en la investigación y los

servicios (Facultad de Ingeniería en Geología, Minas, Petróleos y Ambiental, 2015).

1.5.1.3. Carrera de Ingeniería de Petróleos

Misión

Formar integralmente a los profesionales, investigadores y técnicos críticos de nivel superior

con el conocimiento científico tecnológico para el análisis y solución de problemas y el manejo

de todas las actividades relacionadas con el aprovechamiento sustentable de los hidrocarburos,

con valores éticos, sociales y ambientales; capaces de liderar equipos multidisciplinarios y tomar

decisiones para responder a las exigencias nacionales e internacionales (Carrera de Ingeniería de

Petróleos, 2015).

Visión

Ser líder en el aprovechamiento sustentable y sostenible de los hidrocarburos para contribuir

al desarrollo del país y de la humanidad (Carrera de Ingeniería de Petróleos, 2015).

1.5.2. Marco legal

1.5.2.1. Constitución de la República del Ecuador

El Art 350 de la Constitución de la Republica dispone que “El sistema de educación superior

tiene como finalidad la formación académica y profesional con visión científica y humanista; la

investigación científica y tecnológica; la innovación, promoción, desarrollo y difusión de los

6

saberes y las culturas; la construcción de soluciones para los problemas del país, en relación con

los objetivos del régimen de desarrollo”; y, en el inciso tercero del Art. 356, se garantiza a los

estudiantes la igualdad de oportunidades en el acceso, en la permanencia, en la movilidad y en el

egreso” (Constitución Política del Ecuador, 2008, págs. 60,61).

1.5.2.2. Ley Orgánica de Educación Superior

Art. 123.- Reglamento sobre el Régimen Académico. - El Consejo de Educación Superior

aprobará el Reglamento de Régimen Académico que regule los títulos y grados académicos, el

tiempo de duración, número de créditos de cada opción y demás aspectos relacionados con

grados y títulos, buscando la armonización y la promoción de la movilidad estudiantil, de

profesores o profesoras e investigadores o investigadoras (Ley Orgánica de Educación Superior,

2010, pág. 34)

Art. 144.- Tesis Digitalizadas. - Todas las instituciones de educación superior estarán

obligadas a entregar las tesis que se elaboren para la obtención de títulos académicos de grado y

posgrado en formato digital para ser integradas al Sistema Nacional de Información de la

Educación Superior del Ecuador para su difusión pública respetando los derechos de autor (Ley

Orgánica de Educación Superior, 2010, pág. 37)

1.5.2.3. Reglamento de Régimen Académico

El Art.21 inciso 3 del Reglamento de Régimen Académico, referente a la unidad de titulación

se establece que:

“Se consideran trabajos de titulación en la educación técnica y tecnológica superior, y sus

equivalentes, y en la educación superior de grado, los siguientes: examen de grado o de fin de

7

carrera, proyectos de investigación, proyectos integradores, ensayos o artículos académicos,

etnografías, sistematización de experiencias prácticas de investigación y/o intervención, análisis

de casos, estudios comparados, propuestas metodológicas, propuestas tecnológicas, productos o

presentaciones artísticas, dispositivos tecnológicos, modelos de negocios. Emprendimientos,

proyectos técnicos, trabajos experimentales. Entre otros de similar nivel de complejidad”

(Consejo de Educación Superior, 2014, pág. 13).

1.5.2.4. Estatuto Universitario

Art. 212. El trabajo de graduación o titulación constituye un requisito obligatorio para la

obtención del título o grado para cualquiera de los niveles de formación. Dichos trabajos pueden

ser estructurados de manera independiente o como consecuencia de un seminario de fin de

carrera.

Para la obtención del grado académico de licenciado o del título profesional universitario de

pre o posgrado, el estudiante debe realizar y defender un proyecto de investigación conducente a

una propuesta que resolverá un problema o situación práctica, con característica de viabilidad,

rentabilidad y originalidad en los aspectos de aplicación, recursos, tiempos y resultados

esperados. Lo anterior está dispuesto en el Art. 37 del Reglamento Codificado de Régimen

Académico del Sistema Nacional de Educación Superior (UCE, 2010, pág. 181).

Documento de Unidad de Titulación Especial de la Carrera de Ingeniería de Petróleos

aprobado por el CES entre las modalidades de titulación se establece que:

8

Estudios Técnicos

Son trabajos que tienen como objeto la realización de estudios a equipos, procesos, etc.,

referidos a aspectos de diseño, planificación, producción, gestión, perforación, explotación y

cualquier otro campo relacionado con la Ingeniería de Petróleos con alternativas técnicas,

evaluaciones económicas y valoración de los resultados (Carrera de Ingeniería de Petróleos,

2016, pág. 5).

1.5.3. Marco ético

El presente estudio se apega en el respeto a los derechos de autor de las fuentes investigadas

para su desarrollo. En este trabajo se mantiene en reserva la información considerada como

confidencial, cumpliendo los principios y protocolos dispuestos por la Universidad Central del

Ecuador y las instituciones que apoyaron en este estudio.

9

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

2.1. Marco referencial

2.1.1. Generalidades del Campo Auca

2.1.1.1. Ubicación

El Campo Auca se encuentra ubicado en la Cuenca Oriente, en el cantón Francisco de

Orellana. Este campo forma parte del bloque 61, tal como se muestra en el siguiente mapa.

Mapa de ubicación del campo Auca.

Fuente: Mapa de Bloques Petroleros del Ecuador (Banco de Información Petrolera del Ecuador-Secretaría de Hidrocarburos, 2017)

2.1.1.2. Historia

“El campo Auca-Auca sur fue descubierto con la perforación del pozo exploratorio Auca 1, la

misma que arrancó el 16 de febrero de 1970” (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014, pág. 368).

10

La perforación del primer pozo alcanzó una profundidad de 10578 pies, evidenciándose muestras

de petróleo proveniente de la formación Hollín con un API 31°, y de la arena “T” con un API de

27° con una producción de 3.072 BPPD (año1970), 6.752(año1975), 24.367 (año 2013), 66.931

(año 2016). En este campo se sigue incrementando gradualmente la producción de hidrocarburos,

por ello se dice que no ha alcanzado su madurez, siendo un aspecto positivo en el ámbito

petrolero (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014, pág. 368).

2.1.1.3. Geología

Descripción de las arenas productoras del campo Auca

Arenisca Tena Basal. “Se trata de una arenisca cuarzosa redondeada, de grano grueso a

medio, con un promedio de porosidad del 19%” (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014, pág.

372).

“La arenisca “U superior” es una formación cuarzosa-glauconítica de grano fino, dispuesta

en capas delgadas, con importante bioturbación. En promedio, presenta una porosidad del 13 %”

(Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014, pág. 372).

Arenisca" U inferior". Es el reservorio más limpio y desarrollado, constituido por una

arenisca cuarzosa de grano fino a medio, limpia, masiva, con estratificación plana laminar a

cruzada de bajo ángulo, abundantes detritos carbonáceos y láminas lutíticas carbonáceas, drapes

arcillosos y superficies de truncaciones observables en núcleos. Hacia arriba laminas cruzadas,

definidas por una granulometría bimodal (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014, pág. 370).

Arenisca "T”. “Consiste en una arenisca cuarzosa, limpia de grano fino, con esporádicas

capas de arcilla. Los poros en algunas muestras se encuentran rellenos con illita y caolinita. Su

11

porosidad es del 12 % en promedio. Hacia arriba se desarrolla la arenisca T Superior: cuarzosa-

glauconítica de grano fino, en partes con fuerte bioturbación” (Baby, Rivadeneira, & Barragán,

2014, pág. 370) .

Hollín Superior. “Se trata de una arenisca cuarzosa de grano fino, con contenido alto a medio

de glauconita, e importante presencia de material carbonáceo. La porosidad promedio es del 14

%. El espesor promedio es de 17 pies” (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014, pág. 370).

Hollín Inferior. “Es una arenisca masiva de cuarzo, tiene una permeabilidad promedio para

Hollín de 551 mD, con un espesor neto promedio de 26 pies” (Baby, Rivadeneira, & Barragán,

2014, pág. 370).

Figura 2.1: Estratigrafía general de la Cuenca Oriente.

Fuente: Tomado de (Baby, Rivadeneira, & Barragán, 2014)

12

2.2. Marco conceptual

2.2.1. Fundamentos de fluidos de perforación

Los fluidos de perforación juegan un rol importante en las operaciones de construcción del

pozo, desempeñando diversas tareas.

2.2.1.1. Funciones

Las principales funciones de los fluidos de perforación, según (Darley & Gray, 1988, pág. 2)

son:

▪ Permiten el transporte de cortes desde la parte inferior de la broca, a través del anular,

donde son separados en superficie.

▪ Lubrican y limpian la broca.

▪ Reducen la fricción entre la sarta de perforación y las paredes del hoyo.

▪ Estabilizan las paredes no revestidas del pozo.

▪ Forman una membrana delgada y de baja permeabilidad, la cual sella los poros y

aberturas de las formaciones perforadas por la broca.

▪ Previenen el influjo de agua, gas o petróleo provenientes de las rocas permeables.

2.2.1.2. Composición

a. Fluidos base agua: Las partículas suspendidas están suspendidas en agua o salmuera. El

petróleo puede estar emulsionado en el agua, en este caso el agua se encuentra en fase continua.

(Darley & Gray, 1988, pág. 2). En los lodos base agua, los sólidos consisten en arcillas y colides

orgánicos añadidos, para proveer las propiedades necesaria de filtración y viscosidad; mientras

tanto, para incrementar la densidad del fluido se usa la barita en caso de ser necesario. Los

13

sólidos provenientes de la formación suelen dispersarse en el fluido durante la perforación. El

agua contiene sales disueltas, sean estas de la formación o por acción de los químicos añadidos al

fluido de perforación (Darley & Gray, 1988, pág. 2 y 3).

b. Fluidos base aceite: Las partículas sólidas están suspendidas en aceite. El agua o la

salmuera están emulsionadas en el aceite, donde este forma una fase continua (Darley & Gray,

1988, pág. 2).

c. Fluidos de base gaseosa: Los cortes son removidos por un patrón de alta velocidad,

donde puede intervenir el aire o el gas natural. Para prevenir influjos menores de agua, se añaden

agentes espumantes (Darley & Gray, 1988, pág. 2).

2.2.2. Cálculo del volumen de cortes de perforación

A medida que se va perforando el pozo, se va generando un volumen de cortes en superficie,

producto de la acción cortante de la barrena en las formaciones rocosas. Es por ello, que

podemos valernos de herramientas útiles que permitan calcular el volumen teórico de cortes,

producto de la perforación del pozo, siempre y cuando tengan disponibles los datos requeridos en

las siguientes ecuaciones1:

Ecuación 2.1. Barriles de cortes generados por cada pie del hoyo perforado.

𝑩𝒂𝒓𝒓𝒊𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒓𝒕𝒆𝒔 =𝑫𝒉𝟐

𝟏𝟎𝟐𝟗. 𝟒∗ (𝟏 − ∅)

Donde:

Dh = Diámetro del hoyo en pulgadas.

Φ = Porosidad fraccional.

1 Referencia de las ecuaciones 2.1, 2.2 y 2.3: “Formulas and Calculations for Drilling, Production, and

Workover” (Lapeyrouse, 2002).

14

Ecuación 2.2. Volumen de cortes generados en pies cúbicos.

𝒇𝒕𝟑 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒓𝒕𝒆𝒔 𝒑𝒐𝒓 𝒑𝒊𝒆 =𝑫𝒉𝟐

𝟏𝟒𝟒∗ 𝟎. 𝟕𝟖𝟓𝟒(𝟏 − ∅)

Donde:

Dh = Diámetro del hoyo en pulgadas

Φ = Porosidad fraccional.

Ecuación 2.3. Masa total de sólidos generados.

𝑾𝒄𝒈 = 𝟑𝟓𝟎 𝑪𝒉 ∗ 𝑳 ∗ (𝟏 − 𝑷)𝑺𝑮

Donde:

Wcg = Sólidos generados en libras.

Ch = Capacidad del hoyo en bbl/ft.

L = Sección del hoyo perforado, ft.

SG = Gravedad específica de los cortes.

P = Porosidad fraccional.

2.2.3. Tratamiento primario de sólidos de perforación

El tratamiento primario de los recortes de perforación está involucrado con la separación

mecánica de las fases sólida y líquida del fluido de perforación proveniente del pozo, mientras se

realiza la perforación. Los sólidos de perforación que se separan del lodo están clasificados en

dos categorías: Sólidos de baja gravedad o LGS (Low Gravity Solids), con un rango de gravedad

específica de 2.3 a 2.8, y los sólidos de alta gravedad o HGS (High Gravity Solids), con una

gravedad específica igual o superior a 4.2. Las sustancias densificantes como la barita o hematita

están dentro de los sólidos HGS, mientras que las arcillas y otros aditivos del lodo entran en la

15

categoría de los LGS (MI SWACO, 1998, pág. 8.1). El sistema de control de sólidos es el

encargado de tratar y separar las partículas de acuerdo a su tamaño, tal como se observa en la

figura 2.2.

Figura 2.2: Clasificación del tamaño de las partículas manejadas por el sistema de control de sólidos.

Fuente: Tomado y modificado de (MI SWACO, 1998)

2.2.3.1. Zarandas

Son los equipos más importantes del control de sólidos, que consisten en mallas vibratorias

separadas una de otra, cuyo fin es remover los cortes de perforación del lodo (MI SWACO,

1998, pág. 8.6). Como primer paso en la limpieza del lodo y la remoción de sólidos, las zarandas

representan la primera línea de defensa contra la acumulación de sólidos. Las zarandas difieren

de otros equipos de control de sólidos, debido a que tienen la capacidad de retener cerca del

100% de los recortes. Para citar un ejemplo, una malla mesh 200 es capaz de remover el 100%

de las partículas mayores a 74 micrones (MI SWACO, 1998, pág. 8.6).

En la figura 2.3 se observa un esquema de los componentes de una zaranda.

16

Figura 2.3: Componentes de una zaranda vibratoria.

Fuente: Tomado y modificado de (MI SWACO, 1998)

2.2.3.2. Hidrociclones

Los hidrociclones son equipos simples donde interviene la fuerza centrífuga, causando que los

sólidos suspendidos en el lodo sean separados del fluido. La separación consiste en un

asentamiento acelerado de las partículas, gobernado por una fuerza gravitacional causada por la

acción centrífuga dentro del cono. La acción dentro de los hidrociclones puede multiplicar la

fuerza gravitacional por 200 veces. En las operaciones de perforación, los hidrociclones usan

estas fuerzas centrífugas para separar sólidos de 15 a 80 micrones del fluido. El fluido cargado

con sólidos es descargado en el vértice inferior del cono, mientras que el fluido limpio es

descargado por efecto del rebose o sobreflujo (ASME, 2005, pág. 257). En la figura 2.4 se

muestra el esquema básico de un hidrociclón.

17

Figura 2.4: Esquema básico de un hidrociclón.

Fuente: Tomado y modificado de (AKW Apparate + Verfahren GmbH, 2017)

a. Desarenadores: Las unidades de desarenamiento están diseñadas para separar los sólidos

de perforación en un rango de 50 a 80 micrones, y la barita en un rango de 30 a 50 micrones. Los

desarenadores deben ser usados con lodos alivianados cuando en las zarandas no están instaladas

las mallas de 100 micrones o de menor granulometría; ya que estas son usadas primariamente

para remover altos volúmenes de sólidos de agujeros superficiales de gran diámetro. En fluidos

base agua, los desarenadores hacen un corte de separación mediana de sólidos con gravedad

específica de 2.6, con un rango de tamaño de 50 a 80 micrones. El desarenador remueve

partículas del tamaño de la arena que pueden pasar a través de las mallas de las zarandas.

Los desarenadores están instalados inmediatamente aguas debajo de las zarandas y el

desgasificador (ASME, 2005, pág. 267).

b. Deslimadores: Los conos de los deslimadores son fabricados en una variedad de

dimensiones, variando de 2 a 6 pulgadas. Se encargan de la separación de sólidos en un rango de

18

12 a 40 micrones. También se encargan de separar las partículas de barita en un rango de 8 a 25

micrones. Los deslimadores están instalados después de las zarandas, la trampa de arena, el

desgasificador y el desarenador (American Association of Drilling Engineers, 1999, pág. 148).

Los conos de los deslimadores se diferencian del desarenador únicamente en las dimensiones

de los conos, mientras que el principio de funcionamiento es el mismo (American Association of

Drilling Engineers, 1999, pág. 148).

c) Mud cleaners:

Un mudcleaner consiste en una serie de hidrociclones colocados sobre una malla vibratoria de

alta energía (Rabia, 2002, pág. 231). En la figura 2.5 se muestra un esquema de un mud cleaner.

Figura 2.5: Ejemplo de un mudcleaner.

Fuente: Tomado de (GN Solids Control, s.f)

Los mudcleaners son los más adecuados para lodos de densidad moderada (inferior a 15

lbs/gal) (Bourgoyne, Millheim, Chenevert, & Young, 1986, pág. 67). Los sólidos finos que pasan

a través de la malla pueden ser manejados por dilución y defloculación. En lodos con densidades

mayores, los mudcleaners son menos eficientes. Muchos de los sólidos gruesos del lodo se

quedan en la corriente líquida saliendo por la parte superior de la unidad y, en consecuencia,

19

sobrepasando la malla. Adicionalmente, la dilución requiere descargar un gran volumen de barita

API con una porción del lodo viejo, conllevando a que el costo de la dilución sea bastante alto

(Bourgoyne, Millheim, Chenevert, & Young, 1986, pág. 67 y 68).

2.2.3.3. Centrífugas decantadoras

La centrífuga decantadora consiste en un tambor en forma de cono, el cual contiene un

tornillo transportador ajustado en el interior. La rotación del cono crea una fuerza centrífuga que

arroja las partículas más pesadas a la cubierta exterior. El tornillo transportador mueve las

partículas separadas a la descarga (Bourgoyne, Millheim, Chenevert, & Young, 1986, pág. 15).

En lodos no densificados, la centrífuga rechaza los sólidos perforados y retorna el líquido al

sistema activo. Esto debería ser ajustado para una máxima remoción de sólidos, pero el proceso

de centrifugación debe ser desacelerado para evitar el taponamiento del tazón (Saudi Aramco,

2006, pág. 13). En lodos densificados el uso primario de la centrífuga es para el control de la

viscosidad. La centrífuga tira de los sólidos gruesos, lo cual incluye la mayoría de la barita, y los

devuelve al lodo (Saudi Aramco, 2006, pág. 13). En la figura 2.6 se muestra un esquema de la

centrífuga decantadora.

Figura 2.6: Esquema de una centrífuga decantadora.

Fuente: Tomado y modificado de (HILLER, 2017)

20

2.2.4. Métodos de gestión de residuos

Una vez que los residuos de perforación salen del sistema de control de sólidos, estos pasan a

un centro de acopio para formar parte de las actividades de gestión ambiental, ya sea por cuenta

de la operadora del campo o compañías dedicadas para este tipo de servicios. La mayor parte de

los residuos generados durante la perforación son los recortes de la formación y lo químicos

utilizados para preparar los lodos (IOGP, 2016, pág. 9 y 10). Por medio de la aplicación de un

tratamiento eficiente, es posible disminuir los impactos al medio ambiente.

2.2.4.1. Tratamiento termal

“Los tratamientos térmicos ofrecen tiempos muy rápidos de limpieza, pero son generalmente

los más caros” (Volke & Velasco, 2002, pág. 46). Los altos costos se deben a la energía y los

equipos empleados para este proceso (Volke & Velasco, 2002, pág. 46). Al igual que las

tecnologías fisicoquímicas y a diferencia de las biológicas, los procesos térmicos incluyen la

destrucción, separación e inmovilización de contaminantes. En esta técnica se utiliza la

temperatura para incrementar la volatilidad (separación), quemado, descomposición

(destrucción) o fundición de los contaminantes (inmovilización) (Volke & Velasco, 2002, pág.

46).

2.2.4.2. Tratamiento biológico

El tratamiento biológico de residuos sólidos engloba a aquellos procesos que dependen de los

microorganismos para cambiar o degradar los residuos orgánicos de forma controlada (Rhyner,

Schwartz, Wenger, & Kohrell, 1995, pág. 215). Los microbios son muy sensibles a los cambios

de condiciones ambientales. Los principales factores que afectan a la actividad microbiana son la

21

humedad, temperatura, pH, concentración de oxígeno, presencia de elementos o compuestos

tóxicos, y el tipo y calidad de la materia orgánica que sirve como fuente de alimento a los

microbios (Rhyner, Schwartz, Wenger, & Kohrell, 1995, pág. 215).

Los procesos comunes de tratamiento biológico son el compostaje, la descomposición

anaeróbica (también llamada digestión anaeróbica), y la fermentación (Rhyner, Schwartz,

Wenger, & Kohrell, 1995, pág. 215).

En la figura 2.7 se muestra un ejemplo del proceso de compostaje.

Figura 2.7: Compostaje del suelo.

Fuente: Tomado de (Bevilacqua, 2015)

El compostaje es la degradación aeróbica biológica de residuos orgánicos biodegradables tales

como restos de jardín y alimentos por diferentes grupos de microorganismos (Williams, 2005).

El compostaje es relativamente un proceso rápido de biodegradación, tomando típicamente un

periodo de 4 a 6 semanas para alcanzar la estabilización del producto (Williams, 2005).

En el proceso de compostaje se necesita tener una alta rata de descomposición, por lo que el

oxígeno debe estar constantemente disponible. Para ello se realiza un volteo periódico de la

22

mezcla para permitir su aireación. El material de compostaje está dispuesto en forma de pilas o

hileras (McDougall, White, Franke, & Hindle, 2001, pág. 256).

2.2.4.3. Solidificación/ Estabilización

Estas técnicas abarcan los sistemas de tratamiento de absorción con cal/cenizas volantes,

cristalización/vitrificación, y encapsulación, donde los principales objetivos son: 1)

mejoramiento de las características físicas de los residuos, 2) disminución del área de

transferencia a través de la cual los contaminados contenidos pueden perderse o lixiviar o 3)

limitar la solubilidad o toxicidad de los componentes de los residuos (Kokoszka & Flood, 1989,

pág. 439).

“La solidificación consiste en cambiar el estado líquido del residuo transformándolo en un

sólido mediante encapsulación en una matriz sólida, con el objetivo de aumentar la resistencia y

disminuir la permeabilidad “ (Cabildo, y otros, 2008). “Para sólidos inorgánicos el agente

solidificante más utilizado es el cemento Portland, y para los residuos orgánicos se suele utilizar

la cal y el cemento” (Cabildo, y otros, 2008).

En lo que se refiere a la encapsulación, esta puede clasificarse en macroencapsulación y

microencapsulación.

Macroencapsulación. – “Es el proceso mediante el que los constituyentes del residuo quedan

atrapados físicamente en una matriz estructural de mayor tamaño, retenidos en los poros

discontinuos del material estabilizado” (Olvera, 2014).

Microencapsulación. – “Los componentes de los residuos peligrosos quedan atrapados dentro

de una estructura cristalina de la matriz solidificada a un nivel microscópico” (Olvera, 2014).

23

La estabilización involucra la adicción de materiales que limitan la solubilidad o movilidad

de los componentes de los residuos. Sin embargo, las características de los residuos no pueden

ser mejoradas. Las aplicaciones de la estabilización de residuos abarcan desde residuos con

sulfatos/sufuros, hasta metales y solventes dependiendo de la metodología (Kokoszka & Flood,

1989, pág. 439).

2.2.4.4. Re-inyección

La reinyección de cortes consiste en el bombeo presurizado de los sólidos en forma de

lechada a través de un pozo disposición. El proceso es altamente reconocido por ser amigable

con el ambiente, y ser económico al manejar ripios de perforación de pozos costa afuera (Khan

& Islam, 2007, pág. 156). La tecnología de inyección de la lechada involucra la molienda o

procesamiento de los sólidos en partículas más pequeñas, mezclándolos con agua u otro líquido

para hacer la lechada, e inyectar la misma dentro de una formación subterránea, aplicando

presiones lo suficientemente altas que permitan fracturar la roca. La inyección de la lechada

depende del fracturamiento y la permeabilidad de la formación receptora. (Khan & Islam, 2007,

pág. 157). En la figura 2.8 se muestra un esquema del sistema de inyección de recortes de

perforación.

Figura 2.8: Sistema de reinyección de cortes.

Fuente: Tomado de (JEREH, 2016)

24

El proceso de la reinyección de cortes de perforación consiste en inyectar primero agua

tratada para presurizar el sistema, para luego fracturar la formación. Cuando el agua empieza a

fluir libremente a la presión de fractura, la lechada es introducida dentro del pozo. La inyección

de la lechada continua hasta que la mezcla entera del material sólido haya sido inyectada (Khan

& Islam, 2007, pág. 157).

2.2.4.5. Landfarming

El landfarmig o tratamiento de la tierra es un proceso que remueve los contaminantes

biodegradables del suelo que ha sido excavado (Friend, 1996, pág. 23). Como ocurre con la

biomasa, el suelo excavada es dispersado sobre un área de terreno limitada (o en bioceldas) y los

nutrientes son añadidos para promover la biodegradación. En contraste con las biopilas, en el

landfarming los suelos contaminados excavados se dispersan en una capa más delgada sobre la

superficie, y típicamente involucra la labranza del suelo para mejorar la liberación de

compuestos orgánicos volátiles y la biodegradación de compuestos menos volátiles (Friend,

1996, pág. 23 y 26). En la figura 2.9 se muestra un ejemplo de las operaciones de landfarming.

Figura 2.9: Técnica de landfarming.

Fuente: Tomado de (BioGroup, 2017)

25

Aunque el landfarming generalmente involucra la excavación de suelos contaminados, los

suelos contaminados en superficie también pueden ser tratados en sitio sin necesidad de excavar.

Y aunque la remoción de los contaminantes puede ser relativamente lenta, el landfarming es

económico en cuanto al diseño, la operación y el mantenimiento (Friend, 1996, pág. 26).

2.2.4.6. Landspreading

Esta técnica es aplicable con lodos que no representen peligro de contaminación en superficie

o en aguas subterráneas, y que puedan ser reusados como acondicionadores del suelo o

fertilizantes (Bagchi, 2005, pág. 136). Estos lodos de dispersión pueden comprenden cenizas de

combustión de madera no tratada, fangos de tratamiento de aguas residuales, ceniza de carbón,

etc. El principal propósito de la técnica es intensificar los nutrientes del suelo. También reduce la

necesidad de espacio en los vertederos. Como en el caso de los vertederos, se debe tener en

cuenta la locación, las normas de desempeño y operación, y los planes de monitoreo (Bagchi,

2005, pág. 136). En la figura 2.10 se muestra un ejemplo de lo que se refiere a landspreading.

Figura 2.10: Gestión de residuos de perforación por landspreading.

Fuente: Tomado de (Vacuum Truck Exchange, 2016)

26

2.2.5. Marco legal ambiental del manejo de residuos

2.2.5.1. Constitución Política del Ecuador

Sección segunda: Medio ambiente

Artículo 86: El Estado protegerá el derecho de la población a vivir en un medio ambiente

sano y ecológicamente equilibrado, que garantice un desarrollo sustentable. Velará para que

este derecho no sea afectado y garantizará la preservación de la naturaleza2.

Se declaran de interés público y se regularán conforme a la ley:

1) La preservación del medio ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad

y la integridad del patrimonio genético del país.

2) La prevención de la contaminación ambiental, la recuperación de los espacios naturales

degradados, el manejo sustentable de los recursos naturales y los requisitos para que estos

fines deberán cumplir las actividades públicas y privadas.

3) El establecimiento de un sistema nacional de áreas naturales protegidas, que garantice la

conservación de la biodiversidad y el mantenimiento de los servicios ecológicos, de

conformidad con los convenios y tratados internacionales.

2.2.5.2. Código Orgánico del Ambiente

Título V

Gestión Integral de Residuos y Desechos

Artículo 226.- Principio de jerarquización. La gestión de residuos y desechos deberá

cumplir con la siguiente jerarquización en orden de prioridad3:

1) Prevención;

2 Referencia del artículo 86: (Constitución Política del Ecuador, 2008). 3 Referencia del artículo 226: (Código Orgánico del Ambiente, 2017).

27

2) Minimización de la generación en la fuente;

3) Aprovechamiento o valorización;

4) Eliminación; y,

5) Disposición final.

La disposición final se limitará a aquellos desechos que no se puedan aprovechar, tratar,

valorizar o eliminar en condiciones ambientalmente adecuadas y tecnológicamente

factibles.

La Autoridad Ambiental Nacional, así como los Gobiernos Autónomos Descentralizados

Municipales o Metropolitanos, promoverán y fomentarán en la ciudadanía, en el marco de

sus competencias, la clasificación, reciclaje, y en general la gestión de residuos y desechos

bajo este principio.

2.2.5.3. Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador

Artículo 28, literal c

Disposición: Se prohíbe la disposición no controlada de cualquier tipo de desecho. Los sitios

de disposición de desechos, tales como rellenos sanitarios y piscinas de disposición final,

contarán con un sistema adecuado de canales para el control de lixiviados, así como tratamiento

y monitoreo de éstos previo a su descarga4.

Artículo 28, literal d

Registros y documentación: En todas las instalaciones y actividades hidrocarburíferas se

llevarán registros sobre la clasificación de desechos, volúmenes y/o cantidades generados y la

forma de tratamiento y/o disposición para cada clase de desechos conforme a la Tabla N° 8 del

4 Referencia del artículo 28, literal c: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010).

28

Anexo 2 de este Reglamento. Un informe de dicha documentación se presentará en el Informe

Anual Ambiental5.

Artículo 29

Literal b. Disposición: Todo efluente líquido, proveniente de las diferentes fases de

operación, que deba ser descargado al entorno, deberá cumplir antes de la descarga con los

límites permisibles establecidos en la Tabla N° 4 del Anexo 2 de este Reglamento6.

Artículo 31: Manejo y tratamiento de desechos sólidos

Las plataformas e instalaciones deben ser mantenidas libres de desechos sólidos. Ningún tipo

de desechos, material de suelo o vegetal será depositado en cuerpos de agua o drenajes naturales.

Las operadoras presentarán en el Plan de Manejo Ambiental el sistema de clasificación,

tratamiento, reciclaje y/o reuso de los desechos sólidos, así como las tecnologías para la

disposición final, inclusive los acuerdos con municipios, empresas especializadas u otras

operadoras de basureros o rellenos sanitarios, cuando fuera el caso7.

Artículo 52: Normas Operativas

Numeral d.2: Tratamiento y disposición de fluidos y ripios de perforación8.

2.1. Todo sitio de perforación en tierra o costa dispondrá de un sistema de tratamiento y

disposición de los fluidos y sólidos que se produzcan durante la perforación.

5 Referencia del artículo 28, literal d: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010). 6 Referencia del artículo 29: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010). 7 Referencia del artículo 31: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010). 8 Referencia del artículo 52: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010).

29

2.2. Durante la perforación y concluida ésta, los fluidos líquidos tratados a medida de los

posible deberán reciclarse y/o podrán disponerse conforme con el artículo 29 de este

Reglamento. El monitoreo físico-químico de las descargas al ambiente se realizará

diariamente y será documentado y reportado a la Subsecretaría de Protección Ambiental en

informes mensuales.

2.3. Durante y después de la perforación, los desechos sólidos, tanto lodos de decantación, así

como ripios de perforación tratados, podrán disponerse una vez que cumplan los parámetros y

límites de la Tabla N° 7 del Anexo 2 de este Reglamento.

2.4. Las descargas submarinas se harán a una profundidad y distancia tal que se logre

controlar la variación de temperatura, conforme a lo establecido en la Tabla N° 4 del Anexo 2

de este Reglamento, obtener una rápida dilución inicial complementada con una satisfactoria

dispersión y asimilación por el medio receptor que minimice el retorno de los contaminantes a

la línea de la costa. A tales efectos en el Estudio Ambiental constará lo siguiente:

a) Descripción de las especificaciones técnicas de la tubería y características de los

efluentes a descargar, inclusive su temperatura;

b) Estudios sobre la calidad físico-química, biológica y microbiológica del agua y

sedimentos de fondos someros en el área de influencia de la descarga;

c) Estudio batimétrico, así como de corrientes marinas y superficiales en el sitio de la

descarga; y,

d) Rasgos de la línea de costa. Configuración y morfología.

2.5. En caso de usarse lodos en base de aceite mineral su disposición final será en tierra,

cumpliendo con los límites permisibles de la Tabla N° 4 del Anexo 2 de este Reglamento; los

lodos de decantación procedentes del tratamiento de los fluidos serán tratados y dispuestos,

30

cumpliendo con los límites permisibles establecidos en la Tabla N° 7 del Anexo 2 de este

Reglamento.

2.6. Si los resultados del monitoreo determinan que las descargas al entorno en proyectos

costa afuera no cumplen con los límites permisibles, todos los fluidos y ripios serán tratados y

dispuestos en tierra firme. En el RAOHE se establece que los muestreos y análisis periódicos

de los lixiviados se harán:

1) A los siete días de la disposición de los lodos y ripios tratados;

2) A los tres meses de la disposición;

3) A los seis meses de la disposición.

En la tabla 2.1 se indican los límites permisibles de contaminantes en la disposición final de

cortes de perforación, según lo establecido en los cuadros 7a y 7b de la normativa del RAOHE.

Tabla 2.1. Límites permisibles de lixiviados para la disposición final de lodos y ripios de perforación en

superficie.

Sin impermeabilización de la base

Parámetro Expresado

en Unidad

Valor límite permisible

Potencial hidrógeno pH --- 6 < pH < 9

Conductividad eléctrica CE ɥS/cm 4,000

Hidrocarburos totales TPH mg/l < 1

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) C mg/l < 0.003

Cadmio Cd mg/l < 0.05

Cromo total Cr mg/l < 1.0

Vanadio V mg/l < 0.2

Bario Ba mg/l < 5

Con impermeabilización de la base

Parámetro Expresado

en Unidad

Valor límite permisible

Potencial hidrógeno pH --- 4 < pH < 12

Conductividad eléctrica CE ɥS/cm 8,000

Hidrocarburos totales TPH mg/l < 50

Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) C mg/l < 0.005

Cadmio Cd mg/l < 0.5

Cromo total Cr mg/l < 10.0

Vanadio V mg/l < 2

Bario Ba mg/l < 10

Fuente: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010).

31

Artículo 56: Perforación de desarrollo

Literal c. Los fluidos y/o ripios de perforación podrán ser tratados y dispuestos o inyectados,

conforme a lo establecido en el artículo 29 de este Reglamento9.

Artículo 57: Instalaciones de producción

Literal e. Pozos para inyección. - Para la inyección y disposición de desechos líquidos, se

reacondicionarán aquellos pozos que han dejado de ser económicamente productivos o que estén

abandonados y, cuando sea estrictamente necesario y ambientalmente justificable se perforarán

otros adicionales10.

Artículo 59: Tratamiento y cierre de piscinas11

Literal b. Piscinas secas: Las piscinas secas que no contienen agua, pero si crudo o lodos de

perforación en su fondo, serán remediadas conforme a lo establecido en los puntos a.3), a.5), a.6)

y a.7) de este artículo, hasta que cumplan con los límites establecidos en las Tablas N° 6 y 7 del

Anexo 3 de este Reglamento.

Los literales a.3), a.5), a.6) y a.7) describen lo siguiente:

Literal a.3) El crudo que no pudiese ser recuperado será tratado en la propia piscina o ex

situ de conformidad con el programa o proyecto de remediación aprobado, favoreciendo

tecnologías de biorremediación con microorganismos endémicos del sitio en remediación;

no se permite la aplicación de microorganismos genéticamente modificados.

Literal a.5) Una vez evacuados el crudo y/o el agua, se tratarán el suelo del fondo y las

paredes de la piscina conforme lo establecido en el punto a.3) de este artículo, hasta que

9 Referencia del artículo 56, literal c: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010). 10 Referencia del artículo 57, literal e: (Decreto Ejecutivo 1215, 2010). 11 Referencia de los laterales b y c del Art. 59 y literales (a.3), (a.5), (a.6), (a.7): (Decreto Ejecutivo 1215, 2010).

32

cumpla con los parámetros y límites establecidos en la Tabla N° 6 del Anexo 2 de este

Reglamento, y se rehabilitará en sitio.

En el caso que no se tapone la piscina y se quiera utilizar por la comunidad o el propietario

a solicitud expresa y bajo su responsabilidad, se analizará la calidad del agua y las

características de los sedimentos previo a la entrega. La calidad del agua en este caso

deberá evaluarse en función del uso planificado; para piscicultura se podrá hacer la

evaluación en función de los parámetros y valores referenciales de la Tabla N° 11 del

Anexo 3 de este Reglamento.

Literal a.6) Los desechos sólidos y otros materiales encontrados en la piscina a tratar serán

clasificados y almacenados temporalmente en sitios preparados con geomembrana, que

contarán con un sistema de recolección y control de lixiviados y escorrentías. Los desechos

sólidos inorgánicos serán llevados del sitio para su tratamiento, reciclaje y/o disposición.

Los desechos sólidos orgánicos se podrán tratar en el sitio con tecnologías aceptadas

ambientalmente, y conforme consta en el Programa o Proyecto de Remediación antes

mencionado.

Literal a.7) La incineración controlada de desechos sólidos provenientes de la piscina a

tratar se llevará a cabo en incineradores con sobreoxigenación que garanticen una

combustión completa previa autorización de la Subsecretaría de Protección Ambiental, y

controlando las emisiones a la atmósfera conforme a los valores máximos referenciales

establecidos en la Tabla N° 3 del Anexo 2 de este Reglamento. Se prohíbe la incineración

abierta y no controlada de dichos desechos.

33

Literal c. Revegetación: Las piscinas que fueren taponadas, se revegetarán con especies

nativas de la zona. La operadora será responsable del seguimiento y resultados de la

revegetación.

2.2.5.4. Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria (TULSMA)

Numeral 4.7: De la remediación de suelos

Numeral 4.7.1: Del proceso de remediación12

Numeral 4.7.1.1. En caso de determinarse la contaminación del suelo, el sujeto de control

pondrá en ejecución las medidas establecidas en el programa de remediación aprobado por

la Autoridad Ambiental Competente de acuerdo a los establecido en el numeral 4.3.1.5. de

la presente norma y/o la normativa sectorial en el caso de que se aplique, dentro de los

plazos y condiciones señaladas para su adopción y ejecución. El plazo dependerá de la

situación, y será definido por la Autoridad Ambiental Competente.

Numeral 4.7.1.2. La remediación del suelo se ejecutará utilizando la mejor tecnología

disponible, atendiendo las características propias de cada caso, buscando soluciones que

garanticen la recuperación y el mantenimiento permanente de la calidad del suelo.

Numeral 4.7.1.3. Se privilegiarán las técnicas de remediación in situ. El traslado de suelos

contaminados para tratamiento y/o disposición ex situ sólo será posible en casos especiales,

debidamente justificados ante la Autoridad Ambiental Competente, quien autorizará

expresamente su ejecución.

12 Referencia del contenido del numeral 4.7.1: (TULSMA, 2015).

34

Numeral 4.7.1.4. Se utilizará la Tabla 2 para establecer los límites para la remediación de

suelos contaminados de la presente norma y/o de la normativa sectorial correspondiente.

Numeral 4.7.1.5. Ante la inaplicabilidad para el caso específico de algún parámetro

establecido en la presente noma o ante la ausencia en la presente norma de un parámetro

relevante para el suelo bajo estudio, la Autoridad Ambiental Competente debe obligar al

sujeto de control a la remediación del suelo hasta que la relación entre la concentración

presente del parámetro y su valor de fondo sea igual o menor a 1,5.

Numeral 4.7.1.6. El sujeto de control debe tomar muestras superficiales y en profundidad

de la manera ya señalada en el apartado 4.5.2, a fin de verificar el resultado de la

remediación, en los puntos de monitoreo establecidos en el programa de remediación y/o

en los que la Autoridad Ambiental Competente lo establezca.

Numeral 4.7.2: De los resultados de la remediación13

Numeral 4.7.2.1. La declaración de suelo contaminado quedará sin efecto una vez que el

sujeto de control remita el respectivo informe en el cual se pueda verificar mediante

análisis de laboratorio que los parámetros se encuentran dentro de los límites permisibles,

lo cual será notificado al sujeto de control. Esto, no obstante, no lo libera de

responsabilidades ulteriores.

Numeral 4.7.2.2. En el caso de que la remediación no permita alcanzar los niveles

establecidos en la Tabla 2 de la presente norma, ya sea por razones técnicas, ambientales o

13 Referencia del numeral 4.7.2: (TULSMA, 2015).

35

de otra índole, apropiadamente justificadas, la Autoridad Ambiental Competente podrá

aceptar soluciones orientadas a reducir la exposición a los contaminantes de personas y/o

ecosistemas, para lo cual se pondrán en práctica medidas de contención, de confinamiento,

o de otro tipo, de los suelos afectados. Esto, no obstante, no libera al sujeto de control de

responsabilidades ulteriores.

En la tabla 2.2 se muestra un extracto de los límites permisibles en cuanto a los criterios de

remediación del suelo, según lo establecido en el Texto Unificado de Legislación Ambiental

Secundaria (TULSMA).

Tabla 2.2. Criterios de remediación del suelo según la normativa del TULSMA.

Parámetro Unidades (*) USO DEL SUELO

Residencial Comercial Industrial Agrícola

Parámetros Generales

Conductividad µs/cm 200 400 400 200

pH - De 6 a 8 De 6 a 8 De 6 a 8 De 6 a 8

Relación de adsorción de sodio (Índice SAR)

- 5 12 12 5

Parámetros inorgánicos

Arsénico 12 12 12 12 12

Sulfuro mg/kg - - - 500

Bario mg/kg 500 2000 2000 750

Boro (soluble en agua caliente)

mg/kg - - - 2

Cadmio mg/kg 4 10 10 2

Cobalto mg/kg 50 300 300 40

Cobre mg/kg 63 91 91 63

Cromo Total mg/kg 64 87 87 65

Cromo VI mg/kg 0.4 1.4 1.4 0.4

Fuente: (TULSMA, 2015)

(*) Concentración en peso seco de suelo.

36

2.2.5.5. Ley de Gestión Ambiental

Artículo 2

La gestión ambiental se sujeta a los principios de solidaridad, corresponsabilidad,

cooperación, coordinación, reciclaje y reutilización de desechos, utilización de tecnologías

alternativas ambientalmente sustentables y respecto a las culturas y prácticas tradicionales14.

2.2.6. Parámetros físico-químicos de cortes y fluidos de perforación

2.2.6.1. pH o potencial de hidrógeno

El pH en soluciones acuosas es una medida de los iones hidrógeno e hidroxilo. Las moléculas

de agua se disocian en hidrógeno (H+) e iones hidroxilo (OH-) (Bier, 2010, pág. 3).

H2O H+ + OH-

▪ Medición

En la figura 2.11 se puede observar un esquema básico de medición del pH.

Figura 2.11: Esquema de medición del potencial de hidrógeno.

Fuente: Tomado de (Bier, 2010)

14 Referencia del artículo 2: (Ley de Gestión Ambiental, 2004).

37

Una celda electroquímica para medir el pH siempre consiste de un electrodo indicador, cuyo

potencial es directamente proporcional al pH, un electrodo de referencia cuyo potencial es

independiente del pH, y la solución acuosa. Si las tres partes en conjunto entran en contacto una

con otra, el potencial puede ser medido entre el electrodo indicador y el electrodo de referencia,

el cual depende del pH de la muestra y la temperatura de la misma. Debido a la complejidad que

representa medir el PH, la combinación de un electrodo indicador y de referencia debe ser

calibrada antes de la medición, para compensar los ligeros cambios en el tiempo (Bier, 2010,

pág. 3).

2.2.6.2. Conductividad eléctrica (CE)

Es una propiedad de las sustancias, que las habilita para servir de medio o canal a la

electricidad. El agua salada conduce la electricidad más fácilmente que el agua pura. Por lo tanto,

la conductividad eléctrica es usada rutinariamente para medir la salinidad. Los tipos de sales

(iones) que normalmente contribuyen a la salinidad don los cloruros, sulfatos, carbonatos, sodio,

magnesio, calcio y potasio (Waterwatch Australia, 2002, pág. 23).

La unidad básica de la medida de la conductividad eléctrica es el microSiemens por centímetro

(ɥS/cm), llamados también unidades de conductividad eléctrica. El contenido de sólidos totales

disueltos (o TDS) en una muestra de agua en miligramos por litro (mg/L), es también una

medida de la salinidad. La conductividad eléctrica de la muestra puede ser convertida a TDS

(Waterwatch Australia, 2002, pág. 23).

38

2.2.6.3. Relación de adsorción de sodio (RAS)

La relación de adsorción de sodio (SAR. - Sodium Adsorption Ratio) es un parámetro que

indica los niveles de concentración del sodio con respecto al calcio y al magnesio (PQ

Corporation, 2006, pág. 5). El impacto en el suelo que recibe residuos con un alto SAR incluye;

pérdida de la estructura del suelo, retención de sales, disminución de la permeabilidad del suelo y

retención de agua, y una degradación general de las propiedades físicas y químicas del suelo, lo

cual afecta el crecimiento de las plantas (PQ Corporation, 2006, pág. 5).

2.2.6.4. Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

Se define como el número total de cationes que un suelo puede retener, o la carga total

negativa presente en el suelo (Piedrahita, 2011, pág. 6). Los cationes principales que se

encuentran en el suelo según (Piedrahita, 2011, pág. 3) son: Calcio (Ca++), Magnesio (Mg++),

Potasio (K+), Amonio (NH4+), Hidrógeno (H+), Aluminio (Al3+) y Sodio (Na+).

Figura 2.12: Cationes presentes en el suelo.

Fuente: Tomado de (Piedrahita, 2011)

La capacidad de intercambio catiónico se mide en miliequivalentes por cada 100 gramos de

suelo (meq/100g), donde el peso equivalente se representa por medio de la siguiente expresión:

39

Peso equivalente= (peso molecular o atómico en gramos) /valencia o cargas por fórmula

Generalmente, las arcillas y la materia orgánica son las sustancias que poseen mayor

capacidad de intercambio catiónico. Asimismo, estas sustancias se caracterizan por poseer carga

negativa en su estructura (Gelderman, 2013, pág. 50). Entre mayor sea la capacidad de

intercambio catiónico, el suelo posee más fertilidad. Los suelos con bajo contenido de arcilla

poseen una menor CIC, lo que les resta capacidad para retener nutrientes y contener la

lixiviación de los mismos (Gelderman, 2013, pág. 52).

En la tabla 2.3 se muestran los valores de intercambio catiónico de algunas sustancias.

Tabla 2.3. Valores de intercambio catiónico de algunos suelos.

CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (meq/100g)

ARCILLAS

Kaolinita Illita Esmectita

De 3 a 15 De 10 a 40 De 100 a 150

MATERIA ORGÁNICA

De 200 a 400

CIC SEGÚN LA TEXTURA

Suelos arenosos

Suelo fino franco

arenoso

Suelo limoso, franco limoso

Suelo franco

arcilloso

Suelo arcilloso

De 1 a 5 De 5 a 10 De 5 a 15 De 15 a 30 >30

Fuente: Tomado de (Gelderman, 2013)

2.2.6.5. Hidrocarburos totales (TPH)

Los hidrocarburos de petróleo totales (TPH), es un término definido como cadenas de carbono

del C6 al C35. Los productos que contienen TPH incluyen una gran variedad de mezclas que

pueden contener cientos de miles de compuestos hidrocarburíferos, incluyendo sustancias

alifáticas (cadenas de carbono rectas) y aromáticas (cadenas de carbono en forma de anillo)

(Oklahoma Department of Environmental Quality, 2012, pág. 1).

40

Evaluar cientos de miles de compuestos puede resultar impráctico. Las evaluaciones para los

TPH son comunes y generalmente aceptadas. Algunas mezclas de hidrocarburos pueden contener

contaminantes prioritarios, incluyendo compuestos orgánicos volátiles (VOCs), compuestos

semi-volátiles (SVOCs), y metales, cada uno de los cuales tiene su propia información específica

de toxicidad (Oklahoma Department of Environmental Quality, 2012, pág. 1).

2.2.6.6. Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos son un grupo de químicos que se forman a partir de

la combustión incompleta de carbón, petróleo, gas, madera, basura, y otros desechos orgánicos,

tales como el tabaco y las carnes asadas a la parrilla. Generalmente se encuentran en mezclas

complejas (Mumtaz & George, 1995, pág. 1). Son compuestos cuya estructura consta de varias

unidades cíclicas. Como ejemplos de estos compuestos según (Mumtaz & George, 1995, pág. 2)

se tienen:

▪ Antraceno.

▪ Fluoranteno.

▪ Fluoreno.

▪ Pireno.

▪ Fenantreno.

▪ Benzo [a] antraceno.

▪ Benzo [a] pireno.

▪ Benzo [e] pireno.

▪ Benzo [b] fluoranteno.

41

2.2.6.7. Trazas de metales

En los seguimientos de los análisis de ripios y lodos de perforación, se toma en cuenta

principalmente las concentraciones de cadmio (Cd), cromo (Cr), vanadio (V) y bario (Ba).

a. Cadmio

El cadmio (Cd) es considerado un metal pesado, que en forma de catión forma complejos de

coordinación con aniones inorgánicos (como carbonato, sulfato, cloruro e hidroxilo), así como

con compuestos orgánicos (como EDTA y NTA) (Domènech & Peral, 2006, pág. 134). El

cadmio es un subproducto del zinc y la fundición del plomo. Este metal es usado en la industria

de la galvanoplastia, en la producción de baterías recargables, como pigmento en las pinturas de

origen orgánico, y en los productos del tabaco (Burtis, Ashwood, & Bruns, 2012, pág. 1195).

Debido a su semejanza con el zinc, el cadmio es absorbido por las plantas, ejerciendo su acción

tóxica. Cuando entra en el suelo, el cadmio se muestra bastante móvil y se distribuye

uniformemente a lo largo del perfil del suelo (Domènech & Peral, 2006, pág. 134).

b. Cromo

El cromo es un metal pesado presente en la naturaleza, por lo que se encuentra de forma

natural en gran diversidad de alimentos como oligoelemento (Cr III), pero también puede

contaminar los alimentos en su forma tóxica (Cr VI) pudiéndose transmitir al ser humano a

través del consumo de alimentos con concentraciones elevadas de cromo (Elika, 2014, pág. 1).

Si bien el cromo se encuentra en la naturaleza, en rocas, suelo, agua, polvo y gas volcánico; éste

puede ser liberado en las actividades industriales, tales como la galvanoplastia, curtido de cuero,

42

producción de textiles, y por combustión de combustibles fósiles (gas natural, petróleo y carbón),

madera y papel (Elika, 2014, pág. 1).

c. Vanadio

El vanadio está ampliamente disperso en la corteza terrestre, encontrándose en muchos tipos

de yacimientos. La mayoría del vanadio es obtenido a partir de titanomagnetitas, petróleo, vetas

de uranio y rocas con fosfatos. Las propiedades del vanadio están asociadas a su buena

conductividad, baja densidad, buena resistencia a la corrosión, entre otras cualidades (ATI, 2014,

pág. 1). El vanadio metálico no es tóxico, sin embargo, los compuestos del vanadio son tóxicos.

El vanadio finamente dividido es reactivo, lo suficiente para convertirse en algo tóxico (ATI,

2014, pág. 10).

d. Bario

El bario es un metal alcalinotérreo de símbolo (Ba), número atómico 56, y el quinto elemento

del grupo 2 de la tabla periódica (Ropp, 2013, pág. 19). Debido a que el bario se oxida

rápidamente en el aire, este elemento no se encuentra en estado libre en la naturaleza. El metal es

extraído primariamente a partir de la barita. El bario como elemento es usado en la metalurgia,

mientras que sus compuestos son usados principalmente en la industria del petróleo, pirotecnia y

radiología (Ropp, 2013, pág. 19).

En la industria del petróleo, la barita es usada como material densificante en los fluidos de

perforación (Caenn, Darley, & Gray, 2017, pág. 4).

Con respecto a los riesgos para la salud, los estudios actuales no indican con claridad riesgos

asociados al cáncer, producidos por la exposición al bario (Choudhury & Cary, 2001, pág. 5).

43

CAPÍTULO III: DISEÑO METODOLÓGICO

3.1. Tipo de estudio

Es descriptivo porque se reseña la información de control de sólidos, así como la litología de

los ripios de perforación de los pozos escogidos para la muestra.

Es experimental cuantitativo porque el estudio abarca análisis físico – químicos de las

muestras de los cortes de perforación en laboratorio, así como los ensayos de los tratamientos

propuestos para mejorar las propiedades físico-químicas de dichos ripios.

3.2. Universo y muestra

El universo está conformado por los ripios de perforación de pozos construidos en el año 2016

en el campo Auca. Debido a la complejidad que involucra el transporte de las muestras y el

volumen de datos relacionados a los análisis de laboratorio posteriores, la muestra estuvo

limitada a ripios de perforación provenientes de cuatro pozos. Por motivos de confidencialidad se

asignaron nombres asumidos a los pozos muestra.

3.2.1. Descripción de los pozos

3.2.1.1. Pozo A

Este pozo fue perforado como un pozo de desarrollo, con una configuración direccional J

modificada. El pozo fue construido en 4 secciones: 26 plg, 16 plg, 12 ¼ plg y 8 ½ plg. La

construcción del agujero alcanzó una profundidad máxima de 11550 ft MD (10494.37 ft TVD),

cuyos objetivos principales fueron las formaciones U Inferior y Hollín Superior, mientras que los

objetivos secundarios fueron las arenas U Superior, T Inferior y Hollín Inferior.

44

a. Control de sólidos

En este pozo se llegó se perforó hasta la arena Hollín Inferior. Para la perforación del Pozo A

se tuvo énfasis en el uso de lodos nativos, tomando en cuenta el contenido de arcilla en la mayor

parte de formaciones atravesadas. En la tabla 3.1 se presenta un resumen de las secciones

perforadas y el conjunto de control de sólidos utilizado en el Pozo A.

Tabla 3.1. Información de control de sólidos del Pozo A.

INFORMACIÓN DE PERFORACIÓN

Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12

¼ plg Sección de 8 ½

plg

Intervalo MD De 0 a 294 pies De 294 a 6467

pies De 6467 a 10700 pies

De 10700 a 11550 pies

Intervalo TVD De 0 a 294 pies De 294 a 5987

pies De 5987 a 9679

pies De 9679 a 10494

pies

Tipo de lodo Nativo Nativo Base agua-

polímero Base agua

Formaciones atravesadas

TID TID-ORT ORT-TIY-TENA-

BT-NAPO NAPO-HOLLÍN

ZARANDAS, MALLAS Y TAMAÑO MESH

Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg

Zaranda 1 4 x 200 4 x 230 4 x 230 4 x 230

Zaranda 2 4 x 230 4 x 230 4 x 230 4 x 230

Zaranda 3 4 x 230 4 x 230 4 x 230 4 x 230

Zaranda 4 4 x 230 4 x 230 4 x 230 4 x 230

EQUIPOS ADICIONALES

Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg

Zaranda del mudcleaner

4 x 325 4 x 325 4 x 325 4 x 325

Desarenador 2 conos de 12

pulgadas 2 conos de 12



pulgadas

Desarcillador 16 conos de 4




pulgadas

Centrífugas si si si si

Zaranda secadora

4 x 165 4 x 165 4 x 165 4 x 165

Fuente: Reportes finales de perforación (Operadora del Campo Auca y Compañías de servicios, 2016)

45

El sistema de control de sólidos en este pozo estuvo conformado por 4 zarandas vibratorias

con una configuración de 4 mallas cada una, predominando el uso de mallas Mesh 230C en toda

la actividad de perforación de este pozo. Adicionalmente, para la separación de los sólidos finos

se usó un mud cleaner que constó de un desarenador de 2 conos de 12 pulgadas, un desarcillador

o desilter de 16 conos de 4 pulgadas, y una zaranda con 4 mallas mesh 325. Para complementar

la deshidratación de los sólidos y lodos se usaron 2 centrífugas decantadoras que trabajaron en

modo dewatering, una zaranda secadora con 3 mallas 165 mesh, y un sistema de separación al

vacío.

b. Residuos de perforación

En el pozo, a más del tratamiento de los efluentes y solidos de perforación, se tuvo énfasis en

la reutilización del agua tratada. Se recicló el 100% del efluente de deshidratación de la sección

de 16 pulgadas para la preparación de nuevo fluido, limpieza de tanques y otros equipos. En la

tabla 3.2 se muestra un resumen del manejo de efluentes y sólidos de perforación del Pozo A.

Tabla 3.2. Procesamiento de residuos de perforación del POZO A.

RESIDUOS DE PERFORACIÓN

Deshidratación de lodo y agua lodosa (bbls) 20636

Tratamiento de efluentes y cubetos (bbls) 7600

Cortes de perforación y sedimentos (m3) 1763.5

Concentración del agente fijador (lbs/bbl) 2.68

Desechos de cementación (bbls) 348.1

Agua reutilizada (bbls) 7468


En lo que se refiere al volumen de sólidos generados, el mayor porcentaje perteneció a la

sección de 16 pulgadas, debido a que el intervalo de perforación fue mayor en esta etapa. En el

46

grafico 3.1 se muestran los volúmenes de solidos procesados en la perforación de las distintas

secciones del pozo A.

Gráfico 3.1. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO A.


3.2.1.2. Pozo B

El pozo B fue construido como pozo de desarrollo, con una geometría direccional tipo J. La

perforación de este pozo se realizó en 4 secciones: 26 plg, 16 plg, 12 ¼ plg y 8 ½ plg,

alcanzando una profundidad máxima de 12246 pies MD (10325.68 ft TVD). El propósito de este

pozo fue producir de la arena T inferior como objetivo primario, y de las formaciones Basa Tena,

U Superior, U Inferior, T Superior, Hollín Superior y Hollín Inferior como objetivos secundarios.


En el pozo B se utilizaron 4 zarandas vibratorias, cada una con 4 mallas de un Mesh de 120,

140, 200 y 230.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Secciones 26 y16 pulgadas

Sección de 121/4 pulgadas

Sección de 8/2pulgadas

Total

863505 395

1764

met

ros

cúb

ico

sVolúmenes de cortes procesados: POZO A

47

En la tabla 3.3 se muestra la información de perforación de las diferentes secciones del hoyo,

así como los equipos utilizados en el control de sólidos del Pozo B.

Tabla 3.3. Información de control de sólidos del Pozo B.


Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg



De 11493 a 12246 pies


pies De 5794 a 9673



polímero Base agua





Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg

Zaranda 1 (2 x 230) + (2 x

200) (2 x 230) + (2 x

200)

(2 x 230 + 2 x 200)/(2 x 140 + 2

x 120)

(2 x140) + (2 x120)

Zaranda 2 4 x 230 4 x 230 (4 x 230)/(4 x

140) 4 x 140

Zaranda 3 4 x 230 4 x 230 (4 x 230)/(4 x

140) 4 x 140

Zaranda 4 4 x 200 4 x 200 (4 x 200)/(4 x

120) 4 x 120

EQUIPOS ADICIONALES

Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg

Zaranda del mud cleaner

4 mallas 325 mesh

4 mallas 325 mesh

4 mallas 325 mesh/ 4 mallas

200 mesh

4 mallas 200 mesh





pulgadas





pulgadas

Centrífugas no si si si


En la sección de 8 ½ pulgadas se usaron mallas con un mesh de 120 y 140 en las zarandas.

En el mudcleaner se usaron 4 mallas 325 Mesh en las secciones de 26, 16 y 12 ¼ pulgadas.

Mientras que en la perforación de la etapa de 8 ½ pulgadas, se usaron 4 mallas de un mesh de

48

200. Adicionalmente se usó un mudcleaner conformado por un desarenador de 2 conos de 12

pulgadas, un desarcillador de 16 conos de 4 pulgadas, y una zaranda con 4 mallas de mesh 325.

En el sistema de deshidratación se usó una centrífuga que estuvo operando en modo dewatering,

una zaranda secadora y un sistema de separación al vacío, ayudando a minimizar la humedad en

los cortes de perforación.

En lo que corresponde a fluidos, se priorizó la utilización de lodos nativos en las formaciones

arcillosas. Asimismo, se trabajó con lodos cuya composición incluyó polímeros, lo que ayudó a

encapsular y minimizar el riesgo de derrumbe de las paredes del pozo en las lutitas.


Los cortes de perforación fueron tratados con un agente fijador con una concentración de 1.86

lbs/bbl, antes de ser enviados al centro de acopio de la gestora ambiental. Se recicló el 100% del

efluente de deshidratación de la sección de 16 pulgadas en la preparación de nuevo fluido,

limpieza de tanques, entre otras aplicaciones. Para la disposición final, se enviaron 10400

barriles de agua tratada a las facilidades del Campo Auca. En la tabla 3.4 se muestra la

información del manejo de desechos líquidos y cortes de perforación del Pozo B.

Tabla 3.4. Procesamiento de residuos de perforación del POZO B.




Cortes de perforación y sedimentos (m3) 2148





49

En el gráfico 3.2 se puede observar que se procesaron 2148 m3 de sólidos de perforación,

donde la mayor parte correspondió a las secciones de 26 y 16 pulgadas en conjunto.

Gráfico 3.2. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO B.


3.2.1.3. Pozo C

El pozo C fue perforado con una geometría direccional tipo J. Al ser un pozo de desarrollo, se

tuvo como objetivo primario la producción de petróleo de la arena T inferior, y como objetivos

secundarios las formaciones Basal Tena, U Inferior, T Superior, Hollín Superior y Hollín

Inferior. El pozo fue construido en 4 secciones: 26 plg, 16 plg, 12 ¼ plg y 8 ½ plg. Con la

perforación se alcanzó una profundidad máxima de 11290 ft MD (10442.64 ft TVD).


El equipo de control de sólidos en este pozo constó de 4 zarandas vibratorias, con un consumo

promedio de 1.4 mallas por cada 1000 pies de perforación. El tamaño mesh de las mallas fue de

140 y 200 en las tres primeras secciones del pozo; mientras que en la etapa de 8 ½ pulgadas, se

usaron mallas solamente de mesh 140. Debido a la presencia de gumbo, se tuvo un mayor

0

500

1000

1500

2000

2500




Total

1138

534 476

2148

me

tro

s cú

bic

os

Volúmenes de cortes procesados: POZO B

50

consumo de mallas en la zaranda 2, especialmente en la sección de 12 ¼ pulgadas.

Adicionalmente, el tratamiento de los sólidos fue asistido por un mudcleaner que constó de un

desarenador de 2 conos de 12 pulgadas, un desarcillador de 16 conos de 4 pulgadas, y una

zaranda vibratoria con 4 mallas de mesh 325 y mesh 200. En la tabla 3.5 se muestra la

información de fluidos y equipos de control de sólidos usados en la perforación del Pozo C.

Tabla 3.5. Información de control de sólidos del Pozo C.


Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg


pies De 6240 a 10432



pies De 5821 a 9621

pies De 9621 a 10443

pies


polímero Base agua





Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg

Zaranda 1 4 x140 4 x140 4 x140 4 x140

Zaranda 2 4 x 140 4 x 140 4 x 140 4 x 140

Zaranda 3 4 x 140 4 x 140 4 x 140 4 x 140

Zaranda 4 4 x 200 4 x 200 4 x 200 No se usó zaranda 4

EQUIPOS ADICIONALES

Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12


plg

Zaranda del mud cleaner

4 mallas 325 mesh

4 mallas 325 mesh

4 mallas 325 mesh

4 mallas 200 mesh





pulgadas





pulgadas

Centrífugas no si si si


Para optimizar la separación de las fases líquida y sólida, se trabajó con 2 centrífugas

decantadoras. que en modo dewatering, un dispositivo de separación al vacío, y una zaranda

51

secadora que permitió enviar los cortes de perforación con un bajo porcentaje de humedad.

Mientras se realizaban las operaciones de perforación del pozo C no se presentaron

inconvenientes mayores con los equipos de control de sólidos.

En lo que se refiere al fluido de perforación, se usó lodo nativo en las dos primeras secciones

del pozo, a fin de proveer viscosidad al fluido. Mientras que en las etapas de 12 ¼ y 8 ½

pulgadas se usó un lodo con un bajo contenido de sólidos.


En este pozo se procesaron 1974 metros cúbicos de cortes y sedimentos, los mismos que se

trataron con una concentración de agente fijador de 2 lbs/bbl antes de ser enviados al centro de

acopio de la gestora ambiental. En lo que se refiere a los desechos líquidos, una parte de estos

fue reutilizada para la preparación de nuevo fluido de perforación y limpieza de tanques.

Mientras tanto, 9200 barriles de agua tratada fueron enviados a las facilidades del campo Auca

para su disposición final. En la tabla 3.6 se indica un resumen del procesamiento de desechos

sólidos y líquidos del pozo C.

Tabla 3.6. Procesamiento de residuos de perforación del POZO C.




Cortes de perforación y sedimentos (m3) 1973.6





52

En el gráfico 3.3 puede observarse que la mayor cantidad de cortes provino de las secciones

de 26 y 16 pulgadas en conjunto, teniendo en cuenta que la etapa de 16 pulgadas tuvo el mayor

intervalo MD de perforación respecto a las demás secciones.

Gráfico 3.3. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO C. Fuente: Reportes finales de perforación (Operadora del Campo Auca y Compañías de servicios, 2016)

3.2.1.4. Pozo D

El pozo D fue construido como un pozo de desarrollo, con una geometría direccional J

modificada, teniendo como objetivo primario producir de la arena Hollín Superior, y como

objetivos secundarios las formaciones Basal Tena, U Superior, U Inferior, T Inferior y Hollín

Inferior. El pozo fue construido en 4 secciones: 26 pulgadas, 16 pulgadas, 12 ¼ pulgadas y 8 ½

pulgadas, alcanzando una profundidad máxima de 11125 pies MD (10502 pies TVD).


El tratamiento primario de los sólidos en el Pozo D constó de 4 zarandas vibratorias, cada una

con 2 mallas 230 mesh y 2 mallas 230 mesh. El promedio de consumo fue de 2.16 mallas por

cada mil pies de perforación. Para el control de los sólidos finos se trabajó con un mudcleaner, el

0

500

1000

1500

2000




Total

1196.3

417.2 360.1

1973.6

me

tro

s cú

bic

os

Volúmenes de cortes procesados: POZO C

53

cual estuvo conformado por un desarenador de 2 conos de 12 pulgadas, un desarcillador de 16

conos de 4 pulgadas, y una zaranda con 4 mallas 325 mesh. En la tabla 3.7 se describe la

información de control de sólidos del Pozo D.

Tabla 3.7. Información de control de sólidos del Pozo D.


Sección de 26

plg Sección de 16

plg Sección de 12 ¼

plg Sección de 8 ½

plg


pies De 6174 a 10260



pies De 5951 a 9669

pies De 9669 a 10502

pies


polímero Base agua





Sección de 26

plg Sección de 16



plg

Zaranda 1 2 x 230 + 2 x 200 2 x 230 + 2 x 200 2 x 230 + 2 x 200 2 x 230 + 2 x 200




EQUIPOS ADICIONALES

Sección de 26

plg Sección de 16



plg

Zaranda del mudcleaner

no trabajó 4 mallas 325

mesh 4 mallas 325

mesh 4 mallas 200

Mesh

Desarenador no trabajó 2 conos de 12



pulgadas

Desarcillador no trabajó 16 conos de 4



pulgadas

Centrífugas si si si si


El sistema de deshidratación estuvo compuesto por dos centrífugas decantadoras trabajando

en modo dewatering, un sistema de separación al vacío, y una zaranda secadora, la misma que

utilizó 3 mallas mesh 165C durante el proceso de perforación. Para la deshidratación se

añadieron fluidos provenientes del sistema activo, cellar, fluido descartado, entre otros. Los

54

equipos de control de sólidos no presentaron mayores inconvenientes en la perforación de este

pozo. Gracias al lavado continuo de las mallas se logró extender su vida útil y disminuir los

reemplazos. En el control de sólidos de la primera sección (sección de 26” o conductora),

solamente se trabajó con las 4 zarandas y las centrífugas decantadoras.

En lo referente a los lodos de perforación, se trabajó con lodo nativo en la perforación de las dos

primeras etapas del pozo, mientras que para las secciones de 12 ¼ y 8 ½ pulgadas se trabajó con

lodos base agua polímero, a fin de encapsular las partículas arcillosas y brindar estabilidad a las

paredes del hoyo.


En lo que se refiere al procesamiento de los desechos líquidos, el 100% del efluente de

deshidratación de la sección de 26 plg se reutilizó para limpieza de tanques, equipos, y

preparación de nuevo fluido. Se enviaron 8000 barriles de agua tratada a las facilidades del

campo Auca para su disposición final. El volumen total de agua generada fue de 14353 barriles,

de los cuales 11533 bls provinieron del sistema principal de deshidratación, 1820 bls de la

deshidratación de otras fuentes y 1000 bls de los cubetos. En la tabla 3.8 se muestra un resumen

del procesamiento de los residuos de perforación del Pozo D.

Tabla 3.8. Procesamiento de residuos de perforación del POZO D.




Cortes de perforación y sedimentos (m3) 1848





55

En lo que se refiere a los sólidos de perforación, se procesaron 1848 m3 de recortes, los

mismos que fueron tratados con una concentración de agente fijador de 1.60 lbs/bbl antes de ser

enviados a la empresa gestora ambiental.

Como se puede observar en el gráfico 3.4, la mayoría de cortes de perforación se generaron

en la etapa de 26 y 16 pulgadas en conjunto. En el volumen total de sólidos se toman en cuenta

los volúmenes de deshidratación y los que se generaron en los equipos primarios como las

zarandas y el mudcleaner.

Gráfico 3.4. Volúmenes de cortes procesados en la perforación del POZO D.


3.2.2. Información consolidada del procesamiento de residuos de perforación

3.2.2.1. Volumen promedio de cortes procesados por pozo

Como es habitual, el volumen de cortes es variable en cada uno de los pozos analizados,

debido a que la sección MD de los mismos es distinta, así como la presencia de irregularidades

en el hoyo, que conlleva a que exista cierta diferencia respecto a los volúmenes estimados por las

ecuaciones establecidas. En el Anexo 01 de este documento es posible observar los diagramas

0

200400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000




Total

808 564 476

1848

me

tro

s cú

bic

os

Volúmenes de cortes procesados: POZO D

56

mecánicos por sección de los pozos analizados, a fin de tener un mejor entendimiento del

volumen de cortes manejado por las tareas de perforación. A través del análisis de los datos de

los pozos muestra, se llegó a conocer que se procesó un volumen promedio de 1933 metros

cúbicos de cortes de perforación por pozo, muy cercano a la cifra de 2000 m3. Esta información

ayuda a programar el dimensionamiento de piscinas, recipientes para la disposición temporal de

ripios de perforación, así como la planificación del transporte de cortes.

Gráfico 3.5. Volumen procesado promedio de cortes de perforación.

Referencia: Reportes finales de perforación (Operadora del Campo Auca y Compañías de servicios, 2016)

3.2.2.2. Tratamiento de efluentes

El volumen de efluentes tratados en el sitio de perforación, corresponde a los fluidos de

deshidratación, cubetos, entre otros. Esto incluye el sistema de tratamiento de aguas, a fin de que

cumplan con los parámetros físico-químicos necesarios para su transporte y disposición en otra

locación.

1763.5

2148

1973.6

1848

1933

0 500 1000 1500 2000 2500

POZO A

POZO B

POZO C

POZO D

Promedio

Volumen [metros cúbicos]

Volumen procesado de ripios de perforación

57

En el pozo B es donde se trató el mayor volumen de efluentes, con 10920 barriles; mientras

que en el Pozo C se trataron 9660 barriles de efluentes. En los pozos A y D se procesaron 7600 y

8820 barriles de efluentes respectivamente.

En el análisis se determinó que el promedio de tratamiento de efluentes de los 4 pozos de la

muestra fue de 9250 barriles, tal como se observa en el gráfico 3.6.

Gráfico 3.6. Volumen procesado promedio del tratamiento de efluentes de perforación.

Referencia: Reportes finales de perforación (Operadora del Campo Auca y Compañías de servicios, 2016)

3.2.2.3. Volúmenes de cortes procesados por sección

Dentro del análisis, se llegó a conocer que la sección de 16 pulgadas, debido a su gran

longitud de construcción del hoyo, es de donde se generó la mayor cantidad de cortes de

perforación. Debido a que el volumen de cortes generados de la etapa de 26 pulgadas fue mínimo

en cada uno de los pozos, se decidió integrar esta cifra con la sección de 16 pulgadas. Se debe

tener en cuenta que la sección conductora de 26” llega hasta una profundidad somera para el

asentamiento del casing. En los pozos estudiados, se llegó a conocer que la sección de 26

pulgadas atraviesa las zonas de conglomerados, arcilla y arena no consolidada del Terciario

7600

10920

9660

8820

9250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

POZO A

POZO B

POZO C

POZO D

Promedio

Volumen [barriles]

Tratamiento de efluentes

58

Indiferenciado (TID). Mientras que, para perforar en la sección de 16 pulgadas se atravesaron las

zonas arcillosas del Terciario Indiferenciado y la formación Orteguaza (ORT).

En el gráfico 3.7 se muestran los porcentajes de ripios de perforación generados por sección.

Gráfico 3.7. Porcentaje de cortes de perforación generados por sección.

3.2.3. Descripción geológica de los ripios de perforación

En el Pozo A los ripios generados de la perforación de 26 pulgadas estuvieron compuestos de

arcillolita, arenisca y conglomerado en la formación del Terciario Indiferenciado, mientras que

los ripios de perforación de la sección de 16 pulgadas consistieron en su mayoría en arcillolita.

En esta sección se atravesó parte de la zona del Terciario Indiferenciado y la formación

Orteguaza. En la perforación de la etapa de 12 1/4 pulgadas se tuvo una litología muy variada de

cortes, debido a que se perforó parte de la formación Orteguaza, así como las formaciones

Tiyuyacu, Tena, Basal Tena y parte de Napo. Entre los ripios de la sección de 16” predominó la

arenisca. En la sección de 8 ½ pulgadas se generaron cortes compuestos por lutita, arenisca y

caliza. En esta etapa se perforó parte de la formación Napo y la formación Hollín, donde esta

16 y 26 pulgadas,

51.79%

12 1/4 pulgadas,

26.13%

8 1/2 pulgadas,

22.08%

Porcentaje de ripios de perforación generados por sección

59

última estuvo compuesta en su mayoría por arenisca. En la tabla 3.9 se detalla la litología de los

cortes generados en la perforación del Pozo A.

Tabla 3.9. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo A.

Análisis Sección de

26 plg Sección de

16 plg Sección de 12 1/4 plg

Sección de 8 1/2

plg

Métodos Estándar

Profundidad TVD (pies)

50-294 294-5987 5987-9679 9679-10494

Muestreo y análisis de cortes

Descripción geológica

arcillolita, arenisca,

conglomerado

arcillolita, conglomerado,

limolita, arenisca, anhidrita,

carbón, lutita

arcillolita, conglomerado,

limolita, arenisca, anhidrita,

lutita, caliza

caliza, arenisca,

lutita


Litología predominante

Arenisca Arcillolita Arenisca Lutitas Muestreo y análisis de cortes


En lo que se refiere a los ripios de perforación del Pozo B, la litología de la sección de 26

pulgadas se caracterizó por la presencia de arcillolita y arenisca, especialmente en la zona del

Terciario Indiferenciado. Los ripios de la sección de 16 pulgadas se caracterizaron por la

presencia de arcillolita, arenisca y limolita; predominando en este grupo la arcillolita. Dentro de

esta sección se atravesaron las formaciones del Terciario Indiferenciado y la formación

Orteguaza. En la perforación de la etapa de 12 ¼ pulgadas se atravesaron las zonas de Orteguaza,

Tiyuyacu, Tena, Basal Tena y Napo. Según los reportes de geología de la información fuente, se

observaron cortes compuestos por limolita, arcillolita y caliza, donde la litología predominante

fue arcillolita. Por último, los cortes provenientes de la perforación de 8 ½ pulgadas estuvieron

compuestos de caliza, arenisca y lutita. La litología predominante en esta etapa fue la arenisca,

proveniente en su mayoría de la formación Hollín. En la tabla 3.10 se describe la información

litológica de los cortes de perforación del Pozo B.

60

Tabla 3.10. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo B.

Análisis Sección de 26 plg

Sección de 16 plg

Sección de 12 1/4

plg

Sección de 8 1/2

plg

Métodos Estándar

Profundidad TVD

44-247 247-5794 5794-9673 9673-10326


Descripción geológica

arcillolita, arenisca

arcillolita, arenisca, limolita

limolita, arcillolita,

caliza

caliza, arenisca,

lutita


Litología predominante

Arcillolita Arcillolita Arcillolita Arenisca Muestreo y análisis de cortes


Con respecto al Pozo C, a través de los reportes de geología se observó que los ripios

provenientes de la sección de 26 pulgadas estuvieron conformados principalmente por arcillolita

y arenisca, pertenecientes a la zona del Terciario Indiferenciado. En la etapa de 16 pulgadas la

perforación atravesó parte del Terciario Indiferenciado y la formación Orteguaza. Los cortes

estuvieron compuestos por arcillolita, lutita, conglomerado y chert; donde la litología que más

predominó fue la arcillolita. La litología variada que se encontró en los ripios de la sección de 16

pulgadas se debe a que la broca atravesó formaciones con intercalaciones mixtas como la zona

de Orteguaza y Tiyuyacu. Los cortes de la sección de 12 ¼ pulgadas se caracterizaron por la

presencia de arcillolita, caliza y lutita. La litología que predominó en su mayoría fue la

arcillolita. En la etapa de 12 ¼” se atravesaron las formaciones Orteguaza, Tiyuyacu, Tena,

Basal Tena y Napo. Finalmente, los cortes de perforación de la etapa de 8 ½ pulgadas estuvieron

compuestos principalmente por caliza, arenisca y lutita; donde la litología predominante fue la

arenisca.

En la tabla 3.11 se puede observar la descripción litológica de los ripios del Pozo C.

61

Tabla 3.11. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo C.

Análisis Sección de 26 plg

Sección de 16 plg

Sección de 12 1/4

plg

Sección de 8 1/2

plg

Métodos Estándar

Profundidad TVD 44-258 258-5821 5821-9621

9621-10443


Descripción geológica arcillolita, arenisca

Arcillolita, lutita,

conglomerado, chert

lutita, arcillolita,

caliza

caliza, arenisca,

lutita


Litología predominante Arenisca Arcillolita Arcillolita Arenisca Muestreo y análisis de cortes


En el Pozo D, los ripios de perforación de la sección de 26 pulgadas estuvieron conformados

por arcilla, arenisca y conglomerado; este último es característico de las zonas superficiales de la

columna estratigráfica del campo Auca. La litología que más predominó entre los cortes de la

etapa de 26 pulgadas fue la arcillolita. Los ripios de la etapa de 16 pulgadas se caracterizaron por

estar compuestos de arcillolita, arenisca, conglomerado, limolita y anhidrita. De forma similar a

la sección de 26 pulgadas, la arcillolita fue predominante en los ripios provenientes de esta etapa.

Las formaciones atravesadas en la sección de 16 pulgadas fueron el Terciario Indiferenciado y

Orteguaza. En la perforación de la sección de 12 ¼” se obtuvieron cortes compuestos de limolita,

arcillolita y lutita; donde las formaciones atravesadas fueron Orteguaza, Tiyuyacu, Tena, Basal

Tena y Napo. Por último, los cortes provenientes de la sección de 8 ½ pulgadas estuvieron

conformados por caliza, arenisca y lutita, predominando en su mayoría la arenisca, debido a que

en gran parte de esta sección se atravesó la formación Hollín. En la tabla 3.12 se muestra la

descripción litológica de los ripios del Pozo D.

62

Tabla 3.12. Descripción litológica de los ripios de perforación del Pozo D.

Análisis Sección de

26 plg Sección de

16 plg

Sección de 12 1/4

plg

Sección de 8 1/2

plg

Métodos Estándar

Profundidad TVD 44-275 275-5951 5951-9669

9669-10502


Descripción geológica arcillolita, arenisca,

conglomerado

arcillolita, arenisca,

conglomerado ,limolita, anhidrita

limolita, arcillolita,

lutita

caliza, arenisca,

lutita


Litología predominante Arcillolita Arcillolita Arcillolita Arenisca Muestreo y análisis de cortes


3.3. Métodos y técnicas de recolección de datos

La información fuente respecto a las operaciones de perforación de los pozos escogidos como

muestra, fue provista por la operadora PETROAMAZONAS EP. Las muestras de los ripios

fueron tomadas en las piscinas de disposición final. Estos cortes habían sido pre tratados por la

empresa gestora para cumplir con la normativa del RAOHE, en cuya normativa se establecen los

límites permisibles para lixiviados de las piscinas de disposición final de ripios de perforación.

Dichas muestras fueron recolectadas para el ensayo experimental de tratabilidad, a fin de

determinar el posible aprovechamiento de los cortes, en base a los criterios de calidad del suelo

contemplados en la normativa del TULSMA.

El registro de los datos correspondiente a los parámetros físico-químicos de los suelos se

llevó a cabo antes y después de su tratamiento. En lo que se refiere a los ensayos experimentales,

se ha realizado un planeamiento de las concentraciones de aditivos en base a la literatura

revisada. La recolección de datos y la determinación de resultados están basadas en los métodos

63

analíticos de laboratorio, cumpliendo los estándares internacionales que exigen las entidades

normativas.

➢ Muestreo de suelos en campo

Para la recolección de las muestras de cortes de perforación se utilizaron los siguientes

materiales:

➢ Recipientes plásticos.

➢ Fundas plásticas.

➢ Recipientes para transporte refrigerado de muestras.

➢ Muestreador manual.

➢ Medidor de pH.

➢ Medidor de conductividad.

Las muestras de ripios dispuestos y tratados para su estabilización fueron tomadas de acuerdo

a la normativa del TULSMA que indica que se debe realizar un muestreo conjunto, compuesto

de varias submuestras representativas de un área de disposición de los ripios.

Se tomaron las submuestras a 1 metro de profundidad aproximadamente. Se obtuvo una

muestra compuesta por cada sitio de disposición (piscina impermeabilizada, formada de 15

submuestras, cada una con un peso superior a 0.5 kg)15.

Las submuestras fueron mezcladas y homogenizadas para obtener una muestra compuesta

representativa del suelo, de la cual se tomará un peso de entre 0.5 y 1.0 kg, que sirvió

para realizar los análisis requeridos.

Debido a que los ripios de las diferentes secciones del pozo ya se estaban mezclados de forma

homogénea en la piscina de disposición final, no fue posible realizar un muestreo en función de

las profundidades de las formaciones atravesadas en la construcción de cada pozo.

15 Referencia: Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria (TULSMA, 2015).

64

Una vez recolectadas las muestras fueron identificadas y georefenciadas, preservadas y

transportadas a las facilidades de la empresa gestora.

3.4. Procesamiento y análisis de la información

El tratamiento de remediación de los cortes de perforación se realizó utilizando dos métodos

conocidos en las actividades de remediación de suelos. Los resultados de los parámetros físico-

químicos de los ripios posterior al tratamiento serán comparados con los criterios de calidad del

suelo establecidos en la normativa ambiental TULSMA. Dichos parámetros serán

adicionalmente comparados entre los dos métodos aplicados, a fin de conocer la efectividad de

los mismos con respecto a los resultados obtenidos.

3.5. Ensayo experimental de tratabilidad de cortes de perforación

En este estudio se seleccionaron dos ensayos experimentales de tratabilidad de suelos:

➢ Tratamiento con humus.

➢ Tratamiento con zeolita natural.

Actualmente, el uso de estas dos técnicas en el tratamiento de cortes de perforación en

Ecuador es poco habitual, tomando en cuenta que no existen muchas investigaciones con este

tipo de sustancias. El tratamiento con humus se escogió por ser una técnica amigable con el

ambiente, debido a que el humus al contener un alto porcentaje de materia orgánica, constituye

una enmienda que ayuda a mejorar las características físico-químicas del suelo. El ensayo

experimental con zeolitas se consideró en base a su estructura molecular porosa que le confiere

propiedades adsorbentes16 en lo que respecta a la inmovilización y estabilización de residuos.

16 Referencia: “Chemistry of Zeolites and Related Porous Materials: Synthesis and Structure” (Xu, Pan, Yu,

Huo, & Chen, 2007).

65

3.5.1. Tratamiento de ripios con humus

“El humus o materia orgánica humificada, es la parte remanente de la materia orgánica que ha

sido usada y transformada por diferentes organismos del suelo” (Benites & Bot, 2013, pág. 210).

“El humus es un componente relativamente estable, formado por sustancias húmicas, incluyendo

ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, ácidos himatomelánicos y huminas” (Benites & Bot, 2013, pág.

210). Una de las características más sobresalientes de las sustancias húmicas, es su habilidad

para interactuar con iones metálicos, óxidos, hidróxidos, minerales y sustancias orgánicas,

incluyendo agentes contaminantes, para formar complejos solubles e insolubles en agua (Benites

& Bot, 2013, pág. 210).

La formación del humus abarca los siguientes procesos:

Compuestos

lábiles Compuestos

fenólicos

Lignina,

ceras, etc.

Biomasa

microbiana

Compuestos

amino

Polifenoles

Fuente: Tomado y modificado de (Chapin, Matson, & Vitousek, 2011)

1: Preservación selectiva. 2: Transformación microbiana. 3: Formación de polifenoles. 4: formación de quinonas. 5: Condensación abiótica.

Humus

1

1

2

4

5

Lecho de residuos de plantas

3

Quinonas 1

66

“La composición del conjunto de sustancias que forman el humus dependerá

fundamentalmente del tipo de materia orgánica humificable que se aporta al suelo

(principalmente por su riqueza en nitrógeno), así como de las condiciones del medio (aireación,

humedad, acidez, temperatura, etc.)” (Jordán, 2005, pág. 35).

“El humus constituye la fracción coloidal de la materia orgánica, obtenido por procesos de

síntesis microbiana y diversos procesos físico-químicos a partir de la materia orgánica fresca”

(Jordán, 2005, pág. 35).

Ácidos húmicos. – Son compuestos no solubles en agua bajo condiciones de acidez (pH<2,

pero son solubles en niveles de pH más altos. Esta porción del humus es el principal extracto

usado en la horticultura. El color que presentan los ácidos húmicos abarca desde el café oscuro al

negro (Cairns, 2014, pág. 1).

Ácidos fúlvicos. – Estas sustancias se caracterizan por ser solubles en agua bajo todas las

condiciones de pH. El color de los ácidos fúlvicos comprende desde el amarillo claro hasta el

amarillo castaño (Cairns, 2014, pág. 1). “En la fracción de ácidos fúlvicos se incluyen

compuestos orgánicos solubles de bajo peso molecular y polisacáridos. Muchos de estos

compuestos son productos de la respiración aeróbica y anaeróbica que descomponen la materia

orgánica incorporada al sistema” (Barros, De Ioro, & Rendina, 2000, pág. 86).

Huminas. – “Las huminas están constituidas a partir de polímeros de alto peso molecular y

compuestos orgánicos de color oscuro. Su alta resistencia microbiana conduce a un

enriquecimiento de estas sustancias en el suelo” (De Las Salas, 1987, pág. 125).

Los principales beneficios del humus según (Jordán, 2005, pág. 36 y 37) son los siguientes:

➢ El humus tiene mayor capacidad de retención de agua que la arcilla, por lo que juega

un papel muy importante en la economía del agua en el suelo.

67

➢ Al igual que en el caso de la arcilla, la presencia de materia orgánica en el suelo

favorece la formación y la estabilidad estructural de los agregados. Esto es debido a

que las sustancias húmicas poseen un alto poder aglomerante, y se unen en grupos

estables, englobando también a las partículas minerales.

➢ Como coloide floculado, la materia orgánica humificada actúa como agente

cementante de las partículas de arcilla floculada y de las partículas de tamaño limo,

constituyendo agregados y proporcionándoles estabilidad.

➢ La capacidad aproximada de intercambio catiónico del humus es elevada. Esto es

importante, ya que supone la posibilidad de tener un depósito de iones minerales que

pueden ser cedidos a la solución del suelo y asimilados por las plantas.

➢ Los suelos con una elevada proporción de materia orgánica tienen gran capacidad

amortiguadora del pH, ya que entre los diversos cationes fijados por el complejo

adsorbente está el catión hidrógeno.

A continuación, se muestra una imagen referencial del humus:

Figura 3.1: Ejemplo de humus.

Fuente: Tomado de (KIS Organics, 2017)

68

3.5.1.1. Materiales, equipos y reactivos

Los materiales que se ocuparon para la parte experimental de este estudio fueron los

siguientes:

➢ Muestra de cortes de perforación.

➢ Agua destilada.

➢ Humus comercial.

➢ Balanza analítica.

➢ Termómetro.

➢ Agente de extracción acuosa EDTA 0,01N.

➢ Vasos de precipitación de 500 ml.

➢ Agitador mecánico.

➢ Estufa de desecación.

➢ Espectrofotómetro de emisión.

En la tabla 3.13 se muestra la descripción del humus utilizado en la parte experimental.

Tabla 3.13. Características del humus utilizado en el tratamiento de los ripios de perforación.

Parámetro Unidades Valor

Carbono orgánico (C) % 12,4

Contenido de nitrógeno (N) % 6,2

Contenido de fósforo (P) % 0,75

Contenido de potasio (K) mg/kg 62

Capacidad de intercambio catiónico meq/100g 82

Fuente: Laboratorio OSP

3.5.1.2. Procedimientos

A continuación, se muestra un diagrama de flujo del proceso experimental de tratamiento de

cortes de perforación con humus:

69

Inicio

Secar las muestras de ripios de perforación

Determinar peso de las muestras

Determinar parámetros físico-químicos de los

ripios de perforación

Añadir el humus a los cortes

en diferentes concentraciones

Fin

Añadir agua y agitar la mezcla

Separar el sólido tratado por decantación y filtración

Secado de la muestra tratada de cortes

Monitoreo de la humedad

Determinar parámetros físico-químicos de los ripios de

perforación

70

3.5.1.3. Métodos analíticos utilizados

La medida del pH y la conductividad eléctrica (CE) se realizó mediante un potenciómetro

HACH Sesion modelo 378, aplicando el procedimiento EPA 9045C.

La humedad de la mezcla sólida se determinó a través del método gravimétrico, de acuerdo a

la siguiente ecuación:

Ecuación 3.1. Cálculo del porcentaje de humedad en el suelo por el método gravimétrico17.

𝜽 = 𝑉𝑤

𝑉𝑡=

𝑉𝑤

𝑉𝑠 + 𝑉𝑝

Dónde:

Θ = porcentaje de agua en el suelo.

Vw= volumen de agua.

Vt = volumen total de la muestra.

Vs = volumen de sólidos.

Vp = volumen poral.

La relación de adsorción de sodio se estimó con la norma NOM-021-SEMARNAT-2000, a

partir de las concentraciones del calcio [Ca2+], magnesio [Mg2+] y sodio [Na+], utilizando la

ecuación 3.2.

Ecuación 3.2. Relación de adsorción de sodio18.

𝑺𝑨𝑹 = ⌊𝑁𝑎+⌋

√([𝐶𝑎2+] + [𝑀𝑔2+])2

17 Referencia de la ecuación 3.1: “Manual de Procedimientos Analíticos: Laboratorio de Física de Suelos”

(Flores & Alcalá, 2010) 18 Referencia de la ecuación 3.2: “Soil Salinity and Water Quality” (Chhabra, 1996)

71

Las concentraciones de calcio y magnesio se determinaron en base a la preparación de una

solución especial, utilizando el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) como agente de

extracción acuosa, mientras que la concentración de sodio se determinó por espectrofotometría

de emisión.

Los ensayos experimentales por cada uno de los porcentajes de aplicación de humus a las

muestras de cortes se repitieron tres veces. A estos ensayos se les asignó un código específico, a

fin de poder identificar de mejor manera la información de los parámetros físico-químicos de los

ripios de perforación antes y después del tratamiento. La codificación de los tratamientos

experimentales se muestra en el Anexo 02 de este documento.

3.5.2. Estabilización de ripios con zeolita

Existen dos tipos de zeolitas: naturales y sintéticas (Carretero & Pozo, 2008, pág. 196).

“Las zeolitas forman parte de los denominados aluminosilicatos hidratados de alcalinos y

alcalinotérreos, con una estructura aniónica tridimensional e infinita donde la relación O: (Si +

Al) es igual a 2.” (Coronas, 2013, pág. 20).

“Su característica más notable es la de adsorber agua en forma reversible y exhibir una fuerte

capacidad de intercambio de cationes” (Besoain, 1985, pág. 277).

“La estructura de las zeolitas es una trama de tetraedros SiO4 y AlO4 en la que cada oxígeno

situado en un vértice está compartido entre dos tetraedros” (Besoain, 1985, pág. 277). “La red

tiene una deficiencia de carga neta, la cual es balanceada por cationes de gran tamaño (Ca, Na o

K) que se disponen dentro de los espacios reticulares” (Besoain, 1985, pág. 277).

72

“Algunas zeolitas como la heulandita y clinoptilolita presentan una estructura monoclínica

donde existen tres tipos de canales abiertos, definidos por anillos tetraédricos de 8 y 10

miembros” (Carretero & Pozo, 2008, pág. 195).

A continuación, se muestra un esquema de la estructura básica de una zeolita.

Figura 3.2: Estructura química de las zeolitas.

Fuente: Tomado de (Alvarado, Delgado, & Medina, 2015)

▪ Ventajas y aplicaciones

Según (Hogg & Koop, 2001, pág. 2), las aplicaciones de estabilización y solidificación que

tiene la zeolita en relación al manejo de residuos peligrosos son:

• Estabilización:

➢ Los compuestos orgánicos volátiles son capturados por tamización molecular.

➢ Los compuestos orgánicos no volátiles son absorbidos dentro de una gran superficie

dentro de los granos de zeolitas.

➢ Los metales pesados como Pb, Cd, Zn, Ag, Hg son atrapados por intercambio catiónico.

➢ Metales, incluyendo As, U, Cr, Mo pueden ser inmovilizados por enlaces de hidrógeno

de oxianiones.

73

• Solidificación:

La zeolita puede ser utilizada como agregado del concreto para encapsular residuos

peligrosos. Asimismo, el producto final posee una mayor resistencia mecánica y a la corrosión.

Según (Chica, Londoño, & Álvarez, 2006, pág. 32 y 33), las zeolitas actúan como enmiendas

del suelo en los siguientes aspectos:

➢ Incremento del pH y de la capacidad de intercambio catiónico en la mayoría de los

casos que han sido utilizadas.

➢ La retención de agua por parte de las zeolitas coadyuva a disminuir la concentración de

nitratos presentes en la lixiviación del suelo.

➢ Las zeolitas incrementan la eficiencia de los fertilizantes en el suelo.

➢ Aumento de retención de iones en el suelo.

En el medio ambiente, la capacidad de intercambio catiónico (CIC) delas zeolitas permite

intercambiar grandes cationes de soluciones acuosas; sacando provecho de esta cualidad la

industria de los detergentes, la agricultura y los procesos de depuración de aguas residuales

(radiactivas y no radiactivas) (Carretero & Pozo, 2008, pág. 196).

Otros usos de las zeolitas están enfocados en los procesos de craqueo catalítico (Coronas,

2013, pág. 21).

▪ Limitaciones

A continuación se mencionan algunas de las desventajas del uso de zeolitas según (Inglezakis

& Poulopoulos, 2006, pág. 48):

➢ La capacidad de la zeolita como adsorbente se deteriora gradualmente.

➢ Alto contenido de compuestos macromoleculares disminuye la eficiencia de las

zeolitas, pudiendo causar el bloqueo irreversible de sitios activos.

74

➢ Consumo de energía en la regeneración de las zeolitas.

➢ La disposición de las zeolitas genera residuos.

➢ Costo de capital relativamente alto.

3.5.2.1. Materiales, equipos y reactivos

Los materiales utilizando en la parte experimental de este estudio son los siguientes:

➢ Muestra de cortes de perforación (25 gramos).

➢ Agua destilada.

➢ Zeolita natural pulverizada.

➢ Balanza analítica.

➢ Ácido etilendiaminotetraacético (EDTA).

➢ Vasos de precipitación de 500 ml.

➢ Agitador mecánico.

➢ Estufa de desecación.

➢ Espectrofotómetro de absorción atómica.

En la tabla 3.14 se detallan las características de la zeolita utilizada en los ensayos.

Tabla 3.14. Características de la zeolita usada en el tratamiento experimental de suelos.

Parámetro Unidades valor

Contenido de potasio (K) mg/kg 31

Contenido de fósforo (P) mg/kg 26

Capacidad intercambio catiónico meq/100 g 42


75

3.5.2.2. Procedimientos

Secar las muestras de ripios

Determinar peso de las muestras

Determinar parámetros físico-químicos de los

ripios de perforación

Añadir la zeolita a los ripios

en diferentes concentraciones

Añadir agua y agitar la mezcla

Separar el sólido tratado por decantación y filtración

Secado de la muestra tratada de cortes

Monitoreo de la humedad

Determinar parámetros físico-químicos de los cortes tratados

Fin

Inicio

76

3.5.2.3. Métodos analíticos utilizados

Las medidas del pH y la conductividad eléctrica (CE) se realizaron con un equipo HACH

Sesion modelo 378, siguiendo el procedimiento EPA 9045C.

La relación de adsorción de sodio se estimó con la norma NOM-021-SEMARNAT-2000, a

partir de las concentraciones del calcio [Ca2+], magnesio [Mg2+] y sodio [Na+], utilizando la

ecuación 3.2.

Se realizaron tres repeticiones de cada uno de los ensayos experimentales de tratamiento de

cortes de perforación en los diferentes porcentajes de adición de zeolita. A las réplicas de estos

ensayos se les asignó un código específico, a fin de poder identificar de mejor manera la

información de los parámetros físico-químicos de los ripios de perforación antes y después del

tratamiento. La codificación de los tratamientos experimentales se muestra en el Anexo 02 de

este documento. En el Anexo 04 se muestra información correspondiente a muestreo de cortes.

77

CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

4.1. Análisis estadístico de tendencia central

Una vez que se han tomado los parámetros más sensibles respecto a la calidad del suelo, es

importante realizar un análisis estadístico de los resultados para poder comparar la efectividad

experimental de los métodos aplicados en este estudio, y analizar dicha información en base a los

casos documentados en la literatura revisada.

Para poder comprender de mejor manera los ensayos de tratabilidad de los ripios de

perforación, fue necesario resumir dicha información, tomando en cuenta las medidas de

tendencia central como el promedio y la desviación estándar de los resultados obtenidos.

4.1.1. Pozo A

Tabla 4.1. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo A luego de los

tratamientos.

POZO A

Criterio

Conductividad Potencial de Hidrógeno

SAR CIC

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST

Antes del tratamiento

980 209,55 7,94 0,36 2,80 0,67 0,17 0,05

Humus 5% 426 88,55 7,55 0,30 3,91 0,60 1,30 0,35

Humus 10%

399 95,63 7,50 0,30 5,37 0,43 2,53 0,25

Humus 15%

390 74,47 7,34 0,40 2,53 0,68 2,67 0,50

Zeolita 1% 531 118,74 7,34 0,45 5,61 1,02 2,20 0,79

Zeolita 5% 476 99,76 7,13 0,53 6,63 1,49 4,00 0,44

Zeolita 10%

374 48,69 7,23 0,27 7,26 1,42 4,60 0,75

Abreviaturas: PROM: Promedio; DESV EST: Desviación estándar.

Unidades: Conductividad [µS/cm], pH [adimensional], SAR [adimensional], CIC [meq/100g]

78

Los valores de conductividad de las muestras de cortes de perforación después del tratamiento

con humus oscilaron entre 390 y 426 µS/cm; mientras que el mismo parámetro luego del

tratamiento con zeolitas estuvo entre 374 y 431 µS/cm en promedio.

Los valores de pH fueron menores luego de aplicar el tratamiento de los cortes con zeolita,

donde los valores promedio estuvieron cercanos a una escala de 7.

El parámetro del SAR tuvo grandes variaciones luego de los tratamientos aplicados, donde

los valores más altos se evidenciaron luego de aplicar las diferentes concentraciones de zeolita en

los ripios de perforación.

En lo referente a la capacidad de intercambio catiónico de los ripios, la aplicación de zeolita al

5% y 10% conllevó a que los valores de la CIC sean mayores a 4 meq/100g.

En el análisis de la desviación estándar, los valores muestrales de conductividad en los cortes

tratados con zeolita al 10%, están más cercanos al promedio que los tratamientos en otras

concentraciones.

Con respecto al pH se evidenció que los ensayos experimentales con humus al 5%, humus al

10% y zeolita al 10%, están más ajustados a sus respectivos promedios.

En el caso del parámetro del SAR, la desviación estándar indica un mejor ajuste de los

resultados en los ensayos de tratamiento con humus.

Una tendencia similar existió al interpretar la desviación estándar de la capacidad de

intercambio catiónico de las muestras después del tratamiento con humus.

4.1.2. Pozo B

En la tabla 4.2 se observan los resultados promedio de los parámetros fisicoquímicos de las

muestras tratadas de ripios del pozo B.

79

Tabla 4.2. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo B luego de los

tratamientos.

POZO B

Criterio


SAR CIC

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST


792 230,5 8,35 0,34 1,87 0,61 0,52 0,16

Humus 5% 339 66,56 7,68 0,43 3,11 0,51 1,75 0,68

Humus 10%

293 49,33 7,47 0,36 3,59 0,50 2,32 0,45

Humus 15%

332 28,05 7,29 0,18 3,69 0,58 2,91 0,19

Zeolita 1% 434 133,61 7,40 0,82 3,00 1,01 1,47 0,55

Zeolita 5% 419 66,61 7,48 0,35 3,49 1,53 3,60 1,45

Zeolita 10%

412 137,66 7,47 0,39 4,71 0,61 3,97 1,27



Dentro de los parámetros físico – químicos de los cortes de perforación del Pozo B luego de

los ensayos experimentales de tratabilidad, se observó que la conductividad estuvo en un rango

de 293 a 434 µS/cm, donde los valores altos estuvieron en los cortes tratados con zeolita.

En el caso del pH, los valores promedio de los ripios de perforación luego aplicar los

tratamientos con humus y zeolitas, se situaron en una escala entre 7 y 8.

En el caso de la relación de adsorción de sodio (SAR), los valores más altos se observaron en

los cortes tratados con zeolitas al 5 y 10%, tal como se pudo notar en el Pozo A.

Finalmente, en lo que se refiere a la capacidad de intercambio catiónico de las muestras

tratadas, se observaron valores promedio entre 0.19 y 1.45 meq/100 g.

Se observó una ligera tendencia de aumento de la CIC en los cortes tratados de este pozo a

medida que la relación de adsorción de sodio fue mayor.

En el análisis de la desviación estándar, se observó que los ensayos experimentales del

tratamiento de ripios de perforación con humus al 15% de concentración, condujeron a

80

resultados más ajustados a sus respectivos promedios, dando mayor margen de certidumbre en el

proceso experimental.

4.1.3. Pozo C

En la tabla 4.3 se muestran los resultados consolidados de las muestras de cortes tratados del

pozo C.

Tabla 4.3. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo C luego de los

tratamientos.

POZO C

Criterio


SAR CIC

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST


1476 102,19 8,32 0,10 3,77 0,54 0,24 0,11

Humus 5% 789 119,04 7,68 0,37 5,66 0,61 2,90 0,61

Humus 10%

626 96,52 7,63 0,17 6,21 0,37 3,90 0,35

Humus 15%

539 131,46 7,55 0,06 6,86 0,29 5,20 0,40

Zeolita 1% 654 225,09 7,81 0,41 3,66 0,68 1,43 1,13

Zeolita 5% 606 175,68 7,66 0,38 4,00 0,73 3,37 1,36

Zeolita 10%

612 231,15 7,63 0,38 4,48 0,81 3,80 1,28



En los ripios de perforación de este pozo, se tuvieron valores de conductividad promedio entre

539 y 789 µS/cm luego de los tratamientos. No obstante, estas cifras son ligeramente más altas

que los parámetros de conductividad de los pozos A y B, lo que indica una menor efectividad en

los ensayos con los cortes de perforación del pozo C.

En lo que respecta al parámetro del pH, se obtuvieron valores finales entre 7 y 8,

considerando todas las concentraciones de humus y zeolita en las diferentes muestras.

81

En lo que se refiere a la relación de adsorción de sodio, los resultados indican que se tuvieron

los valores más altos en los cortes tratados con humus en sus diferentes concentraciones,

llegando a un valor máximo de 6,86.

Por último, los valores promedio de la capacidad de intercambio catiónico en los cortes

tratados estuvieron dentro de un rango entre 1.43 y 3.90 meq/100g.

En lo referente a la desviación estándar, los resultados de los ensayos experimentales con

ripios tratados con humus al 10% estuvieron más cercanos sus respectivos promedios en los

cuatro parámetros analizados.

4.1.4. Pozo D

En la tabla 4.4 se indican los promedios de los parámetros físico-químicos de los ripios de

perforación del pozo D luego de ser sometidos a los ensayos experimentales de tratabilidad.

Tabla 4.4. Valores promedio de los parámetros fisicoquímicos de los cortes del Pozo D luego de los

tratamientos.

POZO D

Criterio


SAR CIC

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST

PROM DESV EST


1085 248,76 8,38 0,39 3,95 1,59 0,15 0,06

Humus 5% 518 100,43 7,71 0,55 5,07 1,89 0,70 0,46

Humus 10%

490 97,68 7,49 0,16 4,95 0,85 1,72 0,58

Humus 15%

454 90,57 7,59 0,30 4,87 0,54 1,64 0,71

Zeolita 1% 562 235,11 7,61 0,30 4,99 1,05 1,55 1,01

Zeolita 5% 593 178,58 7,60 0,19 5,13 1,50 2,34 1,30

Zeolita 10%

594 183,35 7,55 0,34 5,90 0,73 2,79 0,56



En los resultados de la conductividad de los ripios del Pozo D, luego de haber aplicado los

tratamientos respectivos, se observó que los ensayos de tratabilidad con zeolitas fueron menos

82

favorables en comparación al tratamiento con humus, no obstante, el rango de conductividad de

las muestras tomando en cuenta ambos tratamientos osciló en un rango de 490 a 594 µS/cm.

El efecto de los tratamientos en cuanto al pH fue similar, luego de haber aplicado las

diferentes concentraciones de aditivos en las muestras de ripios de perforación.

El valor promedio del pH a nivel de todas las muestras de ripios de perforación estuvo un

rango de 7 a 8, luego de aplicar los distintos tratamientos.

En lo referente a la relación de adsorción de sodio, se tuvieron valores finales promedio entre

4.0 hasta 6.0.

Finalmente, en la determinación de la capacidad de intercambio catiónico promedio, los

valores más altos correspondieron a los cortes tratados con zeolitas al 5 y 10%, donde la CIC fue

de 2,34 y 2,79 meq/100g respectivamente.

La desviación estándar en los parámetros físico-químicos de las muestras de cortes tratados

con humus al 10% y 15%, indica que los resultados de estos tuvieron menos dispersión

estadística, dando lugar a que estos valores se acerquen a los promedios respectivos.

A medida que la desviación estándar va siendo cada vez menor, genera mayor certidumbre en

lo referente a la calidad de los resultados y el margen de confianza del estudio.

4.2. Desempeño de los ensayos de tratabilidad de ripios por pozo

4.2.1. Pozo A

El primer parámetro que se midió en los cortes de este pozo fue la conductividad, donde se

determinó un valor promedio de 980 µS/cm antes de los ensayos experimentales. El objetivo de

este estudio fue disminuir la conductividad en la medida de lo posible al aplicar los tratamientos

con la adición de humus y zeolita.

83

En el gráfico 4.1 se puede observar que se tuvo una mayor reducción de la conductividad

utilizando zeolitas al 10% en peso, logrando obtener una medición de conductividad de 374

µS/cm, lo que equivale a un 61.88% de reducción. Mientras tanto, existió una menor efectividad

del tratamiento al utilizar zeolita al 1% de concentración; donde el valor de la conductividad

promedio final fue de 531 µS/cm, lo que equivale a un 45,8% de reducción de este parámetro.

En el gráfico 4.1 se muestra una comparación de la variación de la conductividad de los

cortes de perforación del Pozo A según los ensayos experimentales realizados en este estudio.

Gráfico 4.1. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo A.

Se observó que estadísticamente no existían diferencias significativas (p>0,05) sobre el efecto

que ejercía cada tratamiento sobre la conductividad de los ripios de perforación del Pozo A, lo

que indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre los cortes.

En lo referente al potencial de hidrógeno (pH), se obtuvo un valor medido promedio de 7.94

unidades antes del tratamiento. Luego de haber realizado los ensayos experimentales se tuvo una

mayor efectividad en los tratamientos con zeolitas al 5 y 10%, logrando tener valores finales

a a a a a a300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

SinTratamiento

Humus 5% Humus 10% Humus 15% Zeolitas 1% Zeolitas 5% Zeolitas 10%

Co

nd

uct

ivid

ad [

µS/

cm]

Ripios del pozo A

84

promedio de pH de 7.13 para los ripios tratados con zeolita al 5%, y un pH de 7.23 para los

cortes tratados con zeolita al 10% de concentración, donde la reducción fue de 0.81 y 0.71

unidades de pH respectivamente.

El tratamiento de los ripios con humus al 5% de concentración no reflejó un buen desempeño

en la reducción del pH, observándose un valor final promedio de este parámetro de 7.55, lo que

significa una reducción de apenas 0.39 unidades.

En el gráfico 4.2 se puede observar una comparación sobre el cambio del pH de los cortes de

perforación del Pozo A, luego de los ensayos experimentales con humus y zeolitas a diferentes

porcentajes de concentración.

Gráfico 4.2. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo A.


que ejercía cada tratamiento sobre el potencial de hidrógeno de los ripios del Pozo A, lo que

indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre las muestras de cortes de

perforación de este pozo.

a a a a a a0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

SinTratamiento


pH

Ripios del Pozo A

85

En el análisis de la relación de adsorción de sodio (SAR) de los ripios del Pozo A se tuvo un

valor promedio antes del tratamiento de 2.80. Después de los ensayos experimentales se observó

un mayor aumento de este parámetro en los cortes tratados con zeolita al 5% y 10% de

concentración, como se puede ver en el gráfico 4.3.

Gráfico 4.3. Efecto de los tratamientos experimentales en la relación de adsorción de sodio de los ripios del

Pozo A.

Se observó que estadísticamente existían diferencias significativas (p<0,05) sobre el efecto

que ejercía cada tratamiento sobre la relación de adsorción de sodio de los ripios del Pozo A, lo

que indicaba que el efecto del tratamiento de humus 5% presentaba diferencias significativas en

relación al efecto generado por el tratamiento de zeolitas 10% por lo cual pertenecían a

diferentes grupos estadísticos.

La capacidad de intercambio catiónico (CIC) promedio de los ripios de este pozo A, previo a

los ensayos experimentales fue de 0.17 meq/100g.

a ab ab ab ab b0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

SinTratamiento


Re

laci

ón

de

ad

sorc

ión

de

so

dio

Ripios del Pozo A

86

Luego de los ensayos experimentales se pudo observar un gran aumento de este parámetro en

los ripios tratados con zeolita al 5 y 10% de concentración, llegando a obtener valores entre 4 y 5

meq/100g, tal como se puede observar en el gráfico 4.4.

Gráfico 4.4. Efecto de los tratamientos experimentales en la capacidad de intercambio catiónico de los ripios del

Pozo A.


que ejercía cada tratamiento sobre la capacidad de intercambio catiónico de los ripios del Pozo

A, lo que indicaba que el efecto del tratamiento de humus 5% y humus 10% presentaban

diferencias significativas en relación al efecto generado por el tratamiento de zeolitas 5% y

zeolitas 10%, y que el tratamiento zeolitas 10% presentaba diferencias significativas en relación

al efecto generado por los tratamientos humus 15% y zeolitas 1% por lo cual existieron

diferentes grupos estadísticos.

a ab ab ab bc c0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

SinTratamiento


CIC

[m

eq

/10

0g]

Ripios del Pozo A

87

4.2.2. Pozo B

En la medición del parámetro de la conductividad, se determinó un valor promedio de 792

µS/cm antes del tratamiento. Una vez que se realizaron los ensayos experimentales, se pudo

observar que se tuvo una mayor reducción de la conductividad de los ripios del Pozo B con la

adición de humus al 10%, obteniendo un valor final de 293 µS/cm y una disminución del

62.95%. Por el contrario, se observó una menor efectividad en la reducción de la conductividad

luego de haber aplicado los tratamientos con zeolitas al 1%, 5% y 10%. En el gráfico 4.5 se

observa el desempeño de los tratamientos en lo referente a la variación de la conductividad de los

cortes de perforación del Pozo B.

Gráfico 4.5. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo B.


que ejercía cada tratamiento sobre la conductividad de los ripios del Pozo B, lo que indicaba que

todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre las muestras de este pozo.

a a a a a a0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

SinTratamiento


Co

nd

uct

ivid

ad [

µS/

cm]

Ripios del Pozo B

88

En lo que se refiere al comportamiento del pH en las muestras de ripios del Pozo B, se

determinó un valor promedio de 8.35 antes del tratamiento. Después de que se realizaron los

ensayos experimentales se observó que el potencial de hidrógeno en los ripios de perforación

tuvo mayor variación en los tratamientos con humus al 15% y zeolita al 1% de concentración,

dando como valores finales 7.29 y 7.40 unidades de pH respectivamente. Dicho comportamiento

puede observarse en el gráfico 4.6.

Gráfico 4.6. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo B.


que ejercía cada tratamiento sobre el potencial de hidrógeno de los ripios del Pozo B, lo que

indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre el pozo.

En lo que se refiere a la relación de adsorción de sodio, las muestras de ripios de perforación

del Pozo B tuvieron un valor de 1.87 antes del tratamiento.

a a a a a a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

SinTratamiento


pH

Ripios del Pozo B

89


Pozo B.

Una vez realizados los ensayos experimentales se observó que la relación de adsorción de

sodio alcanzó un pico máximo de 4.71 en los ripios tratados con zeolita al 10%, tal como se

puede notar en el gráfico 4.7.


que ejercía cada tratamiento sobre la adsorción de sodio de los ripios del Pozo B, lo que indicaba

que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre los cortes del pozo.

La capacidad de intercambio catiónico de los cortes tratados tuvo gran variación en los

ensayos experimentales con zeolita al 5% y 10%, ubicándose en un rango de 3 a 4 meq/100g, tal

como se observa en el gráfico 4.8.

a a a a a a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

SinTratamiento


Re

laci

ón

de

ad

sorc

ión

de

so

dio

Ripios del Pozo B

90


Pozo B.



B, lo que indicaba que existieron diferencias significativas entre el efecto generado por el

tratamiento zeolitas 1% en relación al efecto producido por el tratamiento zeolitas 10%, por lo

que estos tratamientos se encontraban en distintos grupos estadísticos.

4.2.3. Pozo C

La conductividad promedio de los cortes de perforación antes del tratamiento fue de 1476

µS/cm. Después de haber realizado los ensayos experimentales de tratabilidad, se volvió a tomar

el parámetro de la conductividad de cada muestra. En los resultados finales se observó que hubo

una mayor disminución de la conductividad en los cortes tratados con humus al 15% de

concentración, teniendo un valor final de 539 µS/cm, lo que equivale a una reducción del

ab ab ab a ab b0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

SinTratamiento


CIC

: [m

eq

/10

0g]

Ripios del Pozo B

91

63,48%. Por el lado contrario, el tratamiento de los cortes con humus al 1% fue el menos

efectivo, donde la conductividad disminuyo en un 46,57% con respecto al valor promedio inicial.

En el gráfico 4.9 es posible ver cómo se comportó la conductividad de los ripios de perforación

del Pozo C al aplicar los distintos tratamientos.

Gráfico 4.9. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo C.


que ejercía cada tratamiento sobre la conductividad de los ripios del Pozo C, lo que indicaba que

todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre el pozo.

En el análisis del potencial de hidrógeno, se midió dicho parámetro de los ripios antes de ser

sometidos a los ensayos experimentales con humus y zeolitas. El valor inicial promedio del pH

fue de 8.32. Después de que se realizaron los tratamientos, se midió nuevamente el pH de las

muestras, donde pudo notarse que existió una mayor variación de este parámetro en los ripios

tratados con humus al 15%. Sin embargo, la disminución del pH entre todas las muestras estuvo

entre 0.5 y 0.7 unidades con respecto a su valor inicial.

a a a a a a0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

1600.00

1800.00

SinTratamiento


[Co

nd

uct

ivid

ad [

µS/

cm]

Ripios del Pozo C

92

En el gráfico 4.10 puede notarse claramente en qué medida influyeron los tratamientos

propuestos en el cambio del potencial de hidrógeno de los cortes.

Gráfico 4.10. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo C.


que ejercía cada tratamiento sobre el potencial de hidrógeno de los ripios del Pozo C, lo que

indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre las muestras del pozo.

La relación de adsorción de sodio SAR fue de 3.77 antes del tratamiento de las muestras.

Cuando se determinó nuevamente el SAR de los ripios tratados del Pozo C se observó que hubo

un mayor incremento de este parámetro en los ripios tratados con humus, donde el rango del

SAR se ubicó entre 5 y 7. En los ripios de perforación tratados con zeolita, la relación de

adsorción de sodio en las muestras tratadas se elevó hasta ubicarse en un rango entre 3 y 5.

En el gráfico 4.11 es posible observar la influencia de los tratamientos con humus y zeolitas

en el comportamiento del SAR de los ripios del Pozo C.

a a a a a a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

SinTratamiento


pH

Ripios del Pozo C

93


Pozo C.


que ejercía cada tratamiento sobre la relación de adsorción de sodio en los ripios del Pozo C, lo

que indicaba que el efecto generado por el tratamiento zeolitas 1% presentaba diferencias

significativas en relación al efecto generado por los tratamientos humus 5%, humus 10%, humus

15%, además que el efecto del tratamiento humus 10% tenía diferencias significativas en

relación al efecto del tratamiento zeolitas 5%, así como el efecto del tratamiento humus 15%

presentaba diferencias significativas con respecto al efecto del tratamiento zeolitas 10%, por lo

que los tratamientos se encontraron en diferentes grupos estadísticos.

La capacidad de intercambio catiónico en los ripios tratados del Pozo C estuvo entre 1.4 y 5.2

meq/100g, donde los valores más altos corresponden a los ripios tratados con humus al 15% y

zeolita al 1%, tal como se observa en el gráfico 4.12.

bcd cd d a ab abc0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

SinTratamiento


Re

laci

ón

de

ad

sorc

ión

de

so

dio

Ripios del Pozo C

94


Pozo C.



C, lo que indicaba que el efecto generado por el tratamiento zeolitas 1% presentaba diferencias

significativas en relación al efecto provocado por el tratamiento humus 15%, por lo que los

tratamientos se encontraron en diferentes grupos estadísticos.

4.2.4. Pozo D

Los ripios de perforación del Pozo D tuvieron una conductividad de 1085 µS/cm antes de que

las respectivas muestras fueran tratadas mediante el ensayo experimental. Los resultados de los

análisis físico-químicos luego de los tratamientos permitieron observar que la conductividad se

redujo en su mayor parte en los cortes tratados con humus al 15% de concentración. Dentro de

ab ab b a ab ab0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

SinTratamiento


CIC

[m

eq

/10

0g]

Ripios del Pozo C

95

este grupo se tuvo al final del tratamiento una conductividad de 454 µS/cm y una reducción del

58,17%, como se puede observar en el gráfico 4.13.

Gráfico 4.13. Efecto de los tratamientos experimentales en la conductividad de los ripios del Pozo D.


que ejercía cada tratamiento sobre la conductividad de los ripios del Pozo D, lo que indicaba que

todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre el pozo.

En lo referente al potencial de hidrógeno (pH), la lectura promedio inicial de las muestras de

ripios fue de 8.38. Después de que los cortes fueron sometidos a ensayos experimentales de

tratamiento, se midió nuevamente el parámetro del pH, donde las mayores variaciones se dieron

en los cortes tratados con humus al 10% y zeolitas al 10%. No obstante, los valores finales del

potencial de hidrógeno entre todas las muestras tratadas, evidenciaron una variación entre 0.67 y

0.84 unidades de pH.

En el gráfico 4.14 es posible observar cómo se comportó el pH de las muestras de ripios del

Pozo D luego de ser sometidas a los tratamientos con humus y zeolitas.

a a a a a a0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

1600.00

SinTratamiento

Humus 5% Humus 10% Humus 15% Zeolitas 1% Zeolitas 5% Zeolitas10%

Co

nd

uct

ivid

ad [

µS/

cm]

Ripios del Pozo D

96

Gráfico 4.14. Efecto de los tratamientos experimentales en el pH de los ripios del Pozo D.


que ejercía cada tratamiento sobre el potencial de hidrógeno de los ripios de perforación del Pozo

D, lo que indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre las muestras de

cortes del pozo.

El parámetro de la relación de adsorción de sodio de las muestras de cortes de perforación del

Pozo D también fue obtenido antes de realizar los ensayos experimentales, obteniendo como

valor promedio 3.95. Asimismo, se volvió a determinar el SAR en los ripios tratados con el

humus y las zeolitas, donde se obtuvieron valores cercanos a 5.0 entre todas las muestras de

ripios. Dicha tendencia puede observarse con más claridad en el gráfico 4.15.

a a a a a a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

SinTratamiento


pH

Ripios del Pozo D

97


Pozo D.


que ejercía cada tratamiento sobre la relación de adsorción de sodio de los ripios de perforación

del Pozo D, lo que indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar sobre las

muestras del pozo.

El efecto de los ensayos experimentales de tratabilidad de cortes conllevó a un aumento de la

capacidad de intercambio catiónico en todas las muestras, alcanzando un valor máximo de 2.79

meq/100 g en los cortes estabilizados con zeolita al 10% de concentración, como puede

observarse en el gráfico 4.16.

a a a a a a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

SinTratamiento


Re

laci

ón

de

ad

sorc

ión

de

so

dio

Ripios del Pozo D

98

Gráfico 4.16. Efecto de los tratamientos experimentales en la capacidad de intercambio catiónico de los ripios

del Pozo D.


que ejercía cada tratamiento sobre la capacidad de intercambio catiónico de los ripios de

perforación del Pozo D, lo que indicaba que todos los tratamientos generaban un efecto similar

sobre las muestras del pozo.

4.3. Desempeño de los ensayos de tratabilidad de ripios por parámetro

4.3.1. Conductividad eléctrica (CE)

Después de realizar el análisis estadístico de la conductividad de los pozos antes del

tratamiento, se determinó que existían diferencias significativas antes del tratamiento entre pozos

(p<0,05), se encontró que el pozo B pertenecía a un grupo estadístico diferente del pozo C.

En el análisis del parámetro de la conductividad entre todas las muestras analizadas, y

tomando en cuenta los pozos A, B, C y D, se llegó a determinar que los ripios tratados con

a a a a a a0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

SinTratamiento


CIC

[m

eq

/10

0g]

Ripios del Pozo D

99

humus al 15% de concentración tuvieron una mayor disminución la conductividad eléctrica en

comparación a los demás tratamientos. En el gráfico 4.17 es posible observar el comportamiento

de la conductividad entre las muestras de los cuatro pozos luego de los ensayos experimentales

de tratamiento con humus y zeolitas.

Gráfico 4.17. Influencia de los ensayos experimentales en la conductividad de los ripios de perforación.

La reducción de la conductividad en los ripios tratados con humus al 15% fue de

aproximadamente un 59,97%, seguido de los cortes tratados con humus al 10%, donde la CE se

redujo en un 58,69%.

En el tercer lugar de eficiencia de los procesos de tratamiento estuvieron los ripios tratados

con zeolita al 10%, donde la CE se redujo en un 53,41%.

a a a aa a a aa a a aa a a aa a a aa a a a0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1200.00

1400.00

1600.00

1800.00

POZO A POZO B POZO C POZO D

Co

nd

uct

ivid

ad [

µS

/cm

]

Efecto de los tratamientos en la conductividad de los ripios

Antes del tratamiento Humus 5% Humus 10%

Humus 15% Zeolitas 1% Zeolitas 5%

Zeolitas 10%

100

En los cortes tratados con humus al 5 % la conductividad disminuyó en un 53,15% con

respecto a su valor inicial.

Finalmente, los tratamientos menos eficientes en la reducción de la CE de los cortes fueron

aquellos tratados con zeolita al 1%, donde la conductividad se redujo en un 48,74%, y los ripios

tratados con zeolita al 5%, donde la conductividad se redujo en un 50,72%.

4.3.2. Potencial de hidrógeno (pH)

Al analizar estadísticamente el potencial de hidrógeno de los pozos antes del tratamiento, se

determinó que no existían diferencias significativas antes del tratamiento entre pozos (p>0,05);

se encontró que todos los pozos pertenecían al mismo grupo estadístico.

En los ensayos experimentales con adición de humus y zeolitas en los ripios de perforación se

observó que el pH disminuyó en todas las muestras a medida al aplicar los distintos tratamientos.

En base a los valores de pH luego de realizados los tratamientos, se llegó a conocer que se

tuvo una mayor disminución de pH en los cortes tratados con humus al 15% de concentración,

donde la reducción promedio fue de 0.81 unidades y una media de 7,44 en la escala del potencial

de hidrógeno entre todas las muestras. La adición de zeolitas a las muestras de ripios también

tuvo un efecto significativo en la reducción del pH, donde se tuvo un rango de disminución del

potencial de hidrógeno entre 0.71 y 0.78 unidades, y un valor promedio final entre 7.47 y 7.54.

En los cortes de perforación tratados con humus al 10% de concentración se tuvo una

disminución promedio de pH de 0.73, y un valor promedio final de 7.52. El tratamiento que

menos efecto tuvo en la variación del potencial de hidrógeno fue el aplicado añadiendo humus al

5%, donde la reducción de pH fue de apenas 0.59 unidades y con un valor final promedio de

101

7.66. En el gráfico 4.18 es posible notar el efecto que tuvo cada uno de los ensayos

experimentales en el comportamiento del potencial de hidrógeno de los ripios.

Gráfico 4.18. Influencia de los ensayos experimentales en el pH de los ripios de perforación.

4.3.3. Relación de adsorción de sodio (SAR)

El haber analizado estadísticamente la relación de adsorción de sodio de los pozos antes del

tratamiento, permitió observar que no existían diferencias significativas antes del tratamiento

entre las muestras de los pozos A, B, C y D (p>0,05), lo que demostró que las muestras de los

cuatro pozos pertenecían al mismo grupo estadístico.

En el análisis de la relación de adsorción de sodio se observó una tendencia general de

incremento de este valor entre las muestras de los 4 pozos escogidos. El valor más alto de SAR

después de los tratamientos se observó en los cortes tratados con zeolitas al 10% del Pozo A.

a a a aa a a aa a a aa a a aa a a aa a a a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00


Esca

la d

e p

H

Efecto de los tratamientos en el pH de los ripios de perforación



Zeolitas 10%

102

Los promedios de la relación de adsorción de sodio en los cortes de perforación al final del

tratamiento estuvieron en un rango comprendido entre 3.0 y 7.26.

Una observación importante que vale la pena resaltar es el hecho de que la relación de

adsorción de sodio fue aumentando a medida que la concentración de humus y zeolita fue mayor.

Esta tendencia se vio reflejada en los ripios de perforación de los cuatros pozos analizados, tal

como se puede observar en el gráfico 4.19.

Gráfico 4.19. Influencia de los ensayos experimentales en la relación de adsorción de sodio de los ripios de

perforación.

4.3.4. Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

Al haber analizado estadísticamente la capacidad de intercambio catiónico de los ripios de los

cuatro pozos antes del tratamiento, se determinó que existían diferencias significativas antes del

a a bcd aab a cd aab a d aab a a aab a ab ab a abc a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00


Re

laci

ón

de

ad

sorc

ión

de

so

dio

Efecto de los tratamientos en la relación de adsorción de sodio

Antes del tratamiento Humus 5% Humus 10% Humus 15%

Zeolitas 1% Zeolitas 5% Zeolitas 10%

103

tratamiento entre las muestras de los pozos A, B, C y D (p<0,05), lo que indicó que existían dos

grupos estadísticos los pozos A, C y D, y por su parte lo que corresponde al pozo B.

El parámetro de la CIC promedio de los cortes de perforación entre los cuatro pozos estuvo en

un rango de 0,15 a 0.54 meq/100g. No obstante, se experimentaron grandes variaciones con

respecto a su valor inicial en todas las muestras tratadas. Este fenómeno estuvo influenciado por

la adición de aditivos como las zeolitas y componentes del humus. Al igual que en la relación de

adsorción de sodio, la capacidad de intercambio catiónico fue aumentando a medida que las

proporciones de humus y zeolita fueron mayores. Los valores finales de la capacidad de

intercambio catiónico de los ripios oscilaron entre 0.70 y 5.20 meq/100g.

Gráfico 4.20. Influencia de los ensayos experimentales en la capacidad de intercambio catiónico de los ripios

de perforación.

a ab ab aab ab ab aab ab b aa a a abc ab ab ac b ab a0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00


CIC

[m

eq

/10

0g]

Efecto de los tratamientos en la capacidad de intercambio catiónico



Zeolitas 10%

104

4.4. Análisis estadístico de varianza

▪ Diseño experimental

El diseño aplicado en el desarrollo de los experimentos empleó un factor de bloqueo con un

número de niveles igual al del número de tratamientos. Cada tratamiento (%Humus o %Zeolitas)

se ejecutó por triplicado (tres réplicas). Al haber evaluado la diferencia de las propiedades

fisicoquímicas estudiadas de cada uno de los pozos antes del tratamiento mediante un test

ANOVA, se estableció que el análisis estadístico se realizaría entre un control sin tratamiento

(cada pozo antes del tratamiento) para cada bloque (pozo después del tratamiento). El análisis de

los datos obtenidos fue llevado a cabo mediante el paquete estadístico Statgraphics Centurion

XV.II (Statpoint Technologies Inc.; Virginia, EE.UU.). El efecto del tratamiento sobre las

propiedades fisicoquímicas de cada pozo se evaluó mediante un modelo lineal de carácter aditivo

descrito mediante la Ecuación 4.1.

Ecuación 4.1. Prueba de hipótesis de diseño experimental completamente aleatorio19.

Yij = μ + τi + εij

La existencia de diferencias significativas entre niveles de los factores estudiados se evaluó

mediante un análisis de la varianza (ANOVA). La diferenciación estadística entre las medias de

los tratamientos se determinó, en caso de existir diferencias significativas en el test ANOVA,

mediante el test HSD de Tukey, por ser idóneo para la comparación de tratamientos múltiples,

empleando un nivel de significancia del 95 %. (α=0,05). En todos los casos se verificó que los

datos cumpliesen con los requisitos de normalidad (curtosis, asimetría), homocedasticidad

19 Referencia de la ecuación 4.1: “CURSO TALLER-ESTADÍSTICA APLICADA A LA INVESTIGACIÓN”

(Carmona, Rubio, & Lemus, 2002)

105

(comparación de varianzas mediante test de Levene) e independencia (ausencia de

combinaciones lineales entre variables), exigidos por dicha técnica estadística. El proceso del

análisis estadístico de los tratamientos realizado en el software STATGRAPHICS® se encuentra

en el Anexo 03 de este documento.

4.5. Análisis de cumplimiento de límites permisibles del TULSMA

El presente análisis tiene como objetivo comparar la efectividad de los ensayos de tratabilidad

de ripios de perforación, en relación a los rangos permisibles establecidos en la normativa

TULSMA. En el Texto Unificado de Legislación Ambiental se especifica el tipo de uso que se le

puede dar al suelo en función de sus parámetros físico-químicos. En este análisis se ha tomado

como referencia los requisitos que deben reunir los ripios tratados para uso agrícola e industrial,

tal como está contemplado en el TULSMA. Para un mejor entendimiento del cumplimiento de

los resultados del tratamiento de ripios se ha realizado una matriz basada en colores, tomando en

cuenta el tipo de uso que se le puede dar a los cortes tratados.

En el caso de la capacidad de intercambio catiónico de los ripios tratados, el análisis de este

parámetro se lo hará por separado; debido a que este aspecto no está mencionado en la tabla de

rangos permisibles del TULSMA para uso del suelo.

4.5.1. Ensayo experimental con humus

En el parámetro de la conductividad, los ensayos de tratabilidad de ripios con humus en los

pozos A y B condujeron a tener valores finales dentro de los rangos permisibles únicamente para

uso industrial. En el caso de los cortes de perforación de los pozos C y D se tuvieron valores

finales de conductividad superiores a los 400 µS/cm, lo que conllevó al no cumplimiento de uso

106

de los ripios en los rangos permisibles para uso agrícola o industrial. En los casos donde la

conductividad final de los ripios está dentro del rango permisible, es posible notar que los

mejores resultados se obtuvieron en los ensayos con humus al 10% y 15% de concentración en

peso. En lo referente al potencial de hidrógeno (pH), los valores finales promedio de los ripios de

perforación de los 4 pozos están dentro del rango permisible en una escala de 6 a 8. A medida

que la concentración de humus fue mayor, el pH de las muestras tratadas fue teniendo una ligera

disminución. Dado que los resultados reales del pH de los cortes después del tratamiento están en

un rango entre 7 y 8, los cortes pueden ser usados en aplicaciones agrícolas e industriales,

siempre y cuando los demás parámetros estén dentro de sus respectivos rangos permisibles

establecidos por el TULSMA. Los resultados promedio de la relación de adsorción de sodio de

los ensayos experimentales, indican que los ripios de los pozos A y C encajan dentro de los

rangos permisibles del TULSMA para ser usados únicamente en aplicaciones industriales.

Mientras tanto, de acuerdo a los valores finales del SAR en los cortes de los pozos B y D,

permite observar que dichos cortes encajan dentro de la normativa para uso agrícola e industrial.

En la tabla 4.5 es posible observar que los valores del SAR en todas las muestras tratadas se

ajustan a los rangos permisibles del TULSMA, teniendo valores entre 3,11 y 6,87.

Comparando los tratamientos de humus de los ripios pertenecientes a los cuatro pozos

escogidos, es posible observar en la tabla 4.5 que los cortes de perforación de los pozos A y B

cumplen legalmente con los parámetros de conductividad, pH y SAR; donde los mejores

resultados se observaron en los ensayos con humus al 10% y 15%. Los cortes de perforación de

los pozos A y B podrían ser utilizados únicamente en aplicaciones industriales.

En la tabla 4.5 se muestra una matriz de cumplimiento legal del uso de los ripios tratados con

humus en los ensayos experimentales de este estudio.

107

Tabla 4.5. Comparación entre los resultados de los ripios tratados con humus y los rangos permisibles legales.

POZO A

Parámetro Unidades Antes del

tratamiento Humus

5% Humus

10% Humus

15%

Límites permisibles

según el TULSMA

Uso industrial

Uso agrícola

Conductividad uS/cm 980 426 399 390 400 200

Potencial Hidrógeno

- 7,94 7,55 7,50 7,34 De 6 a 8 De 6 a 8

Relación de adsorción de

sodio - 2,80 3,91 5,37 5,65 12 5

Capacidad de intercambio

catiónico meq/100g 0,17 1,30 2,53 2,67 N/D N/D

POZO B



- 8,35 7,68 7,47 7,29 De 6 a 8 De 6 a 8


sodio - 1,87 3,11 3,59 3,69 12 5



POZO C



- 8,32 7,68 7,63 7,55 De 6 a 8 De 6 a 8


sodio - 3,77 5,66 6,21 6,86 12 5



POZO D



- 8,38 7,71 7,49 7,59 De 6 a 8 De 6 a 8


sodio - 3,95 5,07 4,95 4,87 12 5



N/D: No se menciona a la capacidad de intercambio catiónico en la normativa del TULSMA.

cumplimiento de normativa uso agrícola e industrial

solo uso industrial

ninguno uso

108

4.5.2. Ensayo experimental con adición de zeolitas

Los valores de la conductividad en la mayor parte de las muestras tratadas estuvieron sobre

los 400 µS/cm, lo que conlleva a que los ripios no estén en condiciones de ser usados en

aplicaciones tanto agrícolas como industriales según los rangos del TULSMA. A pesar de que en

los cortes tratados con zeolita al 10% se alcanzó a tener una conductividad promedio menor a

400 µS/cm, esto no es suficiente para indicar una buena tendencia entre los demás ensayos. El

aumento de la concentración de zeolita del 5% al 10% y 15% respectivamente en cada uno de los

ensayos experimentales, no conllevó a variaciones significativas en la conductividad. En lo

referente al pH de los cortes tratados, se pudo observar que los tratamientos permitieron tener un

potencial de hidrógeno en una escala entre 7 y 8 unidades, lo cual indica que este rango se ajusta

a lo exigido en la tabla del Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria para uso de

ripios en aplicaciones agrícolas e industriales. La relación de adsorción de sodio de los ripios de

perforación al final del tratamiento estuvo dentro de los límites permisibles del TULSMA. No

obstante, se observó que los cortes de los pozos A y D son aptos solo para uso industrial;

mientras que el SAR los ripios de los pozos B y C los hace aptos en uso agrícola e industrial. Los

valores finales medidos de SAR no representan peligro de toxicidad por sodio para las plantas.

Después de haber realizado los ensayos de tratabilidad de ripios añadiendo zeolita, los

parámetros de conductividad, pH, y relación de adsorción de sodio estuvieron dentro de los

rangos permisibles del TULSMA únicamente en los cortes del Pozo A tratados con zeolita al

10%. La efectividad en los ensayos de tratabilidad de ripios mediante la adición de zeolita se vio

afectada en su mayoría por efecto de la conductividad. En la tabla 4.6 se muestra una

comparación entre los parámetros finales de los cortes tratados con zeolita y los límites

permisibles estipulados en la normativa ambiental.

109

Tabla 4.6. Comparación entre los resultados de los ripios tratados con zeolita y los rangos permisibles legales.

POZO A

Parámetro Unidades Antes del

tratamiento Zeolita

1% Zeolita

5% Zeolita

10%

Límites permisibles

según el TULSMA

Uso industrial

Uso agrícola


Potencial Hidrógeno - 7,94 7,34 7,13 7,23 De 6 a 8 De 6 a 8

Relación de adsorción de sodio

- 2,80 5,61 6,63 7,26 12 5



POZO B




- 1,87 3,00 3,49 4,71 12 5



POZO C




- 3,84 3,66 4,00 4,48 12 5



POZO D




- 3,95 4,99 5,13 5,90 12 5



N/D: No se menciona a la capacidad de intercambio catiónico en la normativa del TULSMA.

cumplimiento de normativa uso agrícola e industrial

solo uso industrial

ninguno uso

110

CAPÍTULO V: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

5.1. Resultados

En los ensayos experimentales se realizaron tres repeticiones del tratamiento de ripios de

perforación por cada pozo, de manera que se puedan obtener datos suficientes para la

elaboración del análisis estadístico.

5.1.1. Ensayos del tratamiento con humus

Dentro del ensayo experimental de tratabilidad con humus, los valores de conductividad en el

Pozo A evidenciaron una disminución progresiva de la conductividad a medida que se fue

incrementando la concentración de humus en los cortes.

El mejor desempeño del tratamiento por adición de humus en los ripios del Pozo A, se

obtuvo en la muestra A1, logrando disminuir la conductividad desde 1216 hasta 453 µS/cm. En

el caso del Pozo B, se obtuvo una mayor diminución de la conductividad de los ripios de la

muestra B2, logrando disminuir la conductividad desde 1050 hasta 353 µS/cm. En el tratamiento

de los cortes de perforación del Pozo C, se obtuvieron mejores resultados en la adición de humus

en los ripios de la muestra C1, logrando disminuir la conductividad desde 1530 hasta 430 µS/cm,

especialmente con una concentración de humus del 15%. Finalmente, en el ensayo experimental

de tratabilidad de los cortes del Pozo D, se logró un buen desempeño al disminuir la

conductividad en la muestra D3, aplicando humus al 15% de concentración, donde los valores de

conductividad se redujeron desde 1310 hasta 485 µS/cm.

En lo referente al potencial de hidrógeno de las muestras de ripios, la adición de humus en los

cortes de perforación permitió disminuir el pH a valores que oscilaron en un rango comprendido

111

entre 7 y 8.11. En el Pozo A se evidenció un efecto pobre en cuanto a la diminución del pH. En

el Pozo B se obtuvieron buenos desempeños del tratamiento, como en el caso de la muestra B1,

donde la adición de humus en los cortes de perforación permitió disminuir el pH desde 8.69 a

7.49. En el Pozo C, se lograron resultados medianamente favorables en cuanto a la disminución

del pH, llegando a valores similares al final del tratamiento entre los tres ensayos realizados,

donde el pH disminuyó a cifras comprendidas entre 7.51 y 7.62. Finalmente, en el Pozo D, el

tratamiento con humus en la muestra D3 conllevó a una reducción significativa del pH, llegando

a un valor final de 7.25 en los ripios tratados, especialmente al aplicar el tratamiento con humus

al 15% de concentración.

En cuanto a la relación de adsorción de sodio (SAR), el tratamiento con humus conllevó a

tener valores más estables en las muestras de los pozos B y C, donde las cifras más altas fueron

levemente mayores a 5.

En la tabla 5.1 es posible observar el comportamiento de los cuatro parámetros analizados en

el tratamiento de las muestras de los cuatro pozos.

112

Tabla 5.1. Resultados de los ensayos de tratamiento de cortes aplicando humus.

CORTES DE PERFORACIÓN

DEL POZO A

Parámetro Conductividad

Potencial de

hidrógeno (pH)

Relación de adsorción de sodio (SAR)

Capacidad de

intercambio catiónico

(CIC)

Primer ensayo

(muestra A1)

Unidades µS/cm UpH - meq/100g


1216 8,21 3,51 0,11

Humus 5% 520 7,88 4,20 1,10

Humus 10% 470 7,56 5,60 2,30

Humus 15% 453 7,79 5,30 2,20

Segundo ensayo

(muestra A2)


910 8,09 2,17 0,21

Humus 5% 344 7,49 4,31 1,70

Humus 10% 290 7,77 5,64 2,80

Humus 15% 308 7,21 6,43 3,20

Tercer ensayo

(muestra A3)


815 7,53 2,72 0,19

Humus 5% 415 7,29 3,22 1,10

Humus 10% 436 7,17 4,88 2,50

Humus 15% 410 7,02 5,21 2,60


DEL POZO B

Primer ensayo

(muestra B1)


718 8,69 2,16 0,70

Humus 5% 325 7,26 3,22 2,50

Humus 10% 270 7,1 3,51 2,80

Humus 15% 359 7,49 3,05 2,90

Segundo ensayo

(muestra B2)


1050 8,33 2,28 0,43

Humus 5% 280 8,11 3,56 1,16

Humus 10% 260 7,82 4,12 2,25

Humus 15% 303 7,21 4,16 2,72

Tercer ensayo

(muestra B3)


607 8,02 1,17 0,43

Humus 5% 411 7,68 2,56 1,60

Humus 10% 350 7,49 3,13 1,90

Humus 15% 334 7,16 3,87 3,10


113


DEL POZO C


Potencial de

hidrógeno (pH)

Relación de

adsorción de sodio (SAR)

Capacidad de


(CIC)

Primer ensayo (muestra C1)



1535 8,26 4,18 0,21

Humus 5% 926 7,93 6,35 3,20

Humus 10% 721 7,81 6,58 4,10

Humus 15% 430 7,62 7,15 5,60

Segundo ensayo

(muestra C2)


1535 8,26 3,97 0,36

Humus 5% 725 7,85 5,42 2,20

Humus 10% 528 7,47 5,85 3,50

Humus 15% 502 7,52 6,57 4,80

Tercer ensayo (muestra C3)


1358 8,44 3,15 0,14

Humus 5% 715 7,25 5,20 3,30

Humus 10% 628 7,60 6,21 4,10

Humus 15% 685 7,51 6,87 5,20


DEL POZO D

Primer ensayo (muestra D1)


1128 8,83 5,16 0,15

Humus 5% 613 8,21 5,33 0,19

Humus 10% 580 7,55 4,35 1,05

Humus 15% 525 7,81 4,25 0,99

Segundo ensayo

(muestra D2)


818 8,20 4,55 0,20

Humus 5% 413 7,80 6,81 0,82

Humus 10% 386 7,62 5,92 2,06

Humus 15% 352 7,71 5,25 2,40

Tercer ensayo (muestra D3)


1310 8,12 2,15 0,09

Humus 5% 529 7,12 3,06 1,08

Humus 10% 503 7,31 4,58 2,05

Humus 15% 485 7,25 5,12 1,52


114

5.1.2. Ensayos del tratamiento con zeolitas

El tratamiento de cortes mediante la adición de zeolitas tuvo efectos de diferente magnitud en

lo que se refiere a los parámetros físico-químicos de las muestras.

Con respecto a la conductividad de los ripios, en el Pozo A se obtuvieron resultados

favorables en los tres ensayos luego del tratamiento, llegando a valores de 386, 415 y 320 µS/cm

aplicando zeolita al 10% de concentración. En el Pozo B, el tercer ensayo de tratamiento tuvo

una mejor respuesta, donde se obtuvo un valor final de conductividad de 255 µS/cm. La

disminución de la conductividad eléctrica de los ripios del pozo C fue pobre en los dos primeros

ensayos, mientras que en el tratamiento de la muestra C3, se obtuvo un resultado favorable de

352 µS/cm luego de aplicar zeolita al 10% de concentración. En el Pozo D, el valor más bajo de

conductividad luego del tratamiento, correspondió a la muestra D2, con un valor de 383 µS/cm.

En lo referente al parámetro del pH, los valores finales estuvieron entre 6,93 y 8,22. Dentro de

este rango se obtuvieron los valores más bajos luego de haber aplicado zeolita al 10%; mientras

que en la mayoría de los casos los resultados más altos se vieron reflejados luego de haber

aplicado zeolita al 1% de concentración a las muestras de ripios.

En lo que referente a la relación de adsorción de sodio, el tratamiento con zeolitas tuvo un

buen desempeño en las muestras de ripios del Pozo B, donde se obtuvieron valores entre 2.56 y

4.12. Mientras tanto, los resultados más desfavorables se evidenciaron en los ripios del Pozo C,

donde el SAR estuvo en un rango de 5.20 a 6.87.

Con respecto a la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de los ripios tratados, los valores

tendieron a aumentar a medida que la concentración de zeolita fue mayor en cada uno de los tres

ensayos en las diferentes muestras. En la tabla 5.2 se muestran los valores de los parámetros

físico-químicos de las muestras de ripios, luego de haber aplicado la zeolita.

115

Tabla 5.2. Resultados de los ensayos de tratamiento de cortes aplicando zeolita.


DEL POZO A


Potencial de

hidrógeno (pH)

Relación de adsorción de sodio (SAR)

Capacidad de


(CIC)

Primer ensayo

(muestra A1)



1216 8,21 3,51 0,11

Zeolita 1% 421 7,59 6,58 3,10

Zeolita 5% 468 7,67 8,21 4,20

Zeolita 10% 386 7,32 8,70 3,90

Segundo ensayo

(muestra A2)


910 8,09 2,17 0,21

Zeolita 1% 657 7,62 5,71 1,90

Zeolita 5% 580 7,12 6,43 3,50

Zeolita 10% 415 7,44 7,22 4,50

Tercer ensayo

(muestra A3)


815 7,53 2,72 0,19

Zeolita 1% 516 6,82 4,55 1,60

Zeolita 5% 381 6,61 5,26 4,30

Zeolita 10% 320 6,93 5,87 5,40


DEL POZO B

Primer ensayo

(muestra B1)


718 8,69 2,16 0,70

Zeolita 1% 440 8,11 4,16 1,10

Zeolita 5% 483 7,80 5,23 5,10

Zeolita 10% 469 7,91 5,34 4,20

Segundo ensayo

(muestra B2)


1050 8,33 2,28 0,43

Zeolita 1% 564 6,51 2,56 1,20

Zeolita 5% 423 7,11 2,38 2,20

Zeolita 10% 512 7,34 4,12 2,60

Tercer ensayo

(muestra B3)


607 8,02 1,17 0,43

Zeolita 1% 297 7,58 2,28 2,10

Zeolita 5% 350 7,52 2,85 3,50

Zeolita 10% 255 7,16 4,66 5,10


116


DEL POZO C


Potencial de

hidrógeno (pH)

Relación de

adsorción de sodio (SAR)

Capacidad de


(CIC)

Primer ensayo

(muestra C1)



1535 8,26 4,18 0,21

Zeolita 1% 812 7,41 3,19 2,40

Zeolita 5% 766 7,76 4,12 4,80

Zeolita 10% 795 7,89 3,66 4,90

Segundo ensayo

(muestra C2)


1535 8,26 4,18 0,21

Zeolita 1% 753 7,79 4,44 1,70

Zeolita 5% 634 7,24 4,67 3,20

Zeolita 10% 688 7,19 5,28 4,10

Tercer ensayo

(muestra C3)


1358 8,44 3,15 0,14

Zeolita 1% 396 8,22 3,36 0,18

Zeolita 5% 418 7,98 3,22 2,10

Zeolita 10% 352 7,81 4,51 2,40


DEL POZO D

Primer ensayo (muestra D1)


1128 8,83 5,16 0,15

Zeolita 1% 518 7,68 6,16 2,16

Zeolita 5% 620 7,81 6,55 2,57

Zeolita 10% 711 7,94 6,71 3,02

Segundo ensayo

(muestra D2)


818 8,20 4,55 0,20

Zeolita 1% 352 7,86 4,68 2,10

Zeolita 5% 402 7,55 5,28 3,50

Zeolita 10% 383 7,31 5,69 3,20

Tercer ensayo

(muestra D3)


1310 8,12 2,15 0,09

Zeolita 1% 816 7,28 4,12 0,38

Zeolita 5% 756 7,44 3,57 0,94

Zeolita 10% 689 7,39 5,29 2,16


117

5.2. Efecto de la capacidad de intercambio catiónico en la calidad del suelo

Los valores finales promedio de CIC en los cortes tratados con humus estuvieron en un rango

entre 0.17 y 5.20 meq/100g. Estos resultados conllevan a que se tenga un suelo con poca

capacidad para retener nutrientes.

Las posibles causas para una insuficiente capacidad de intercambio catiónico en las muestras

tratadas pueden atribuirse a una a una escasa cantidad de materia orgánica en el humus.

Según la literatura revisada, la capacidad de intercambio catiónico juega un rol importante en

la fertilidad del suelo, tal como se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 5.3. Influencia de la capacidad de intercambio catiónico en la fertilidad del suelo.

Capacidad de intercambio catiónico total [meq/100g]

Nivel Observaciones

De 0 a 10 Muy bajo Suelo muy pobre, necesita aporte importante de

materia orgánica para elevar C.I.C

De 10 a 20 Bajo Suelo pobre; necesita aporte de materia orgánica

De 20 a 35 Medio Suelo medio

De 35 a 45 Medio alto Suelo rico

Mayor de 45 Alto Suelo muy rico Fuente: Tomado de (Garrido, 1993).

Si bien el valor de pH en las muestras tratadas con humus es óptimo para que los ripios de

perforación sean usados en la agricultura, los valores bajos de la capacidad de intercambio

catiónico pueden conllevar a una lixiviación acelerada de cationes como Ca++, Mg++ y K+.

En los ripios tratados con zeolitas, los resultados al final del tratamiento indican que la CIC

tiende a presentar valores más altos que en los cortes tratados con humus. Este comportamiento

puede interpretarse en base la gran capacidad que poseen las zeolitas en su estructura interna

para retener cationes de otras sustancias. No obstante, la capacidad de intercambio catiónico de

las muestras tratadas con zeolita no es suficiente para tener un suelo con buenas condiciones para

118

la nutrición de las plantas. En la tabla 4.6 es posible observar que la capacidad de intercambio

catiónico tuvo el valor más alto en los ripios tratados con zeolita al 10% de concentración.

5.3. Análisis de la disposición y uso de los ripios tratados

En base al análisis de las tablas 4.5 y 4.6, los parámetros finales de los cortes en las diferentes

muestras indican que los rangos de cumplimiento de los límites permisibles establecidos en la

normativa del TULSMA permiten al suelo ser utilizado únicamente para aplicaciones

industriales. Cabe recalcar que en este estudio solo se analizó el posible uso de los cortes tratados

para los aspectos industrial y agrícola.

La principal desventaja del tratamiento de ripios de perforación añadiendo humus y zeolita

radica en el aumento del volumen de sólidos independientemente del porcentaje de aditivo que se

aplique.

Antes de que los ripios tratados sean destinados para uso industrial se deberá tener en

consideración el dimensionamiento del centro de acopio temporal, el mismo que deberá reunir

las siguientes condiciones:

▪ La capacidad del centro de acopio deberá estar en función del volumen generado de

cortes por pozo y el tiempo de permanencia de dichos ripios.

▪ Localización cercana a los sitios donde se generan los ripios y a los sitios de

aplicación del suelo.

▪ La planta de tratamiento y el centro de acopio de ripios de perforación deberán estar

en la misma locación, con el fin de optimizar tiempo y costos de transporte.

▪ Se deberán considerar posibles costos extra para la empresa gestora en relación a la

adquisición de aditivos, logística, construcción de nuevas instalaciones y maquinaria.

119

▪ Considerar la posibilidad de integrar el cumplimiento del RAOHE y TULSMA en un

solo proceso de tratamiento de cortes de perforación.

▪ Estudios de orden técnico, económico, ambiental y comunitario sobre el lugar de

aprovechamiento de los ripios de perforación tratados.

Entre las aplicaciones industriales están el uso de ripios como:

▪ Material de lastrado de carreteras.

▪ Suelo base en plataformas petroleras y accesos.

▪ Construcción de ladrillos para muros (linderos) de terrenos.

Para asegurar las condiciones de uso de los ripios en aplicaciones de ingeniería civil, se

recomienda solidificar y estabilizar el material tratado con concreto, a fin de obtener una buena

resistencia mecánica y disminuir el riesgo de lixiviación de contaminantes que puedan existir en

los cortes tratados.

Debido a que la efectividad en los ensayos experimentales de tratamiento de ripios de

perforación fue regular, las técnicas de tratamiento de cortes aplicando humus y zeolita necesitan

ser perfeccionadas para obtener resultados que se ajusten de mejor manera a la normativa del

TULSMA y que sean a la vez técnicas confiables para ser aplicadas a gran escala por las

empresas gestoras.

5.4. Conclusiones

▪ La información fuente de la descripción geológica de los cortes de perforación de los

pozos analizados en este estudio, permitió conocer que su litología correspondía a una

composición sedimentaria en la que predominan la arcillolita, arenisca y lutita. En la perforación

de estos pozos se utilizó principalmente lodo nativo y lodo base agua-polímero.

120

▪ En este estudio se aplicó un diseño experimental completamente aleatorio (DCA). En los

ensayos de tratamiento de ripios de perforación, la adición de agua a la mezcla constituyó un

medio que facilitó la interacción química entre los aditivos utilizados y los ripios de perforación.

▪ El tratamiento de ripios con humus al 15% fue el más efectivo en la reducción de la

conductividad, con un porcentaje del 60%. Este comportamiento pudo haberse originado en la

composición química de las muestras de ripios en base a los componentes lodo de perforación

utilizado en la construcción de los pozos, la composición mineralógica de los ripios de

perforación, y en la capacidad del humus y la zeolita para retener cationes.

▪ En el parámetro del pH, se tuvo un efecto general positivo en los dos tratamientos

aplicados, logrando tener valores finales medidos entre 7.44 y 7.66 en los ripios tratados.

▪ La relación de adsorción de sodio promedio entre todas las muestras luego del

tratamiento estuvo entre 4.32 y 5.59.

▪ En relación a la capacidad de intercambio catiónico, los tratamientos tuvieron un pobre

desempeño, donde el valor máximo promedio al final de los ensayos experimentales corresponde

a los ripios del Pozo C, con 5.20 meq/100gr.

▪ El tratamiento con humus al 10% y 15% p/p tuvo más efectividad en relación a la

reducción de la conductividad, mientras que el tratamiento con zeolita al 5% y 10% p/p fue más

efectivo en el aumento de la capacidad de intercambio catiónico.

▪ En base al análisis realizado en el software STATGRAPHICS®, se observó que

estadísticamente no se presentaron variaciones significativas (p>0,05) sobre el efecto que ejercía

cada tratamiento sobre la conductividad y el pH de las muestras de ripios de los 4 pozos

analizados. Con respecto a la relación de adsorción de sodio, se observaron variaciones

significativas entre los tratamientos en los ripios de los pozos A y C (P<0,05). En lo referente a

121

la capacidad de intercambio catiónico, existieron variaciones significativas (p<0,05) en el efecto

que ejerció cada tratamiento en los ripios de perforación de los pozos A, B y C.

▪ En cuanto al cumplimiento de los límites permisibles de los parámetros del suelo en la

normativa del TULSMA, se pudo concluir que los ripios de los pozos A y B con 15% de humus

y los ripios del pozo A con 10% de zeolita lograron cumplir a cabalidad lo exigido en la

normativa en lo referente a conductividad, pH y SAR de los cortes tratados.

▪ Los resultados generales indican que los cortes tratados pueden ser usados únicamente en

el sector industrial, debido principalmente a que la conductividad estuvo entre 200 y 400 µS/cm.

A pesar de que el parámetro de la CIC del suelo no es mencionado en la normativa del

TULSMA, los parámetros finales de los cortes después del tratamiento indican que el suelo no

posee suficiente capacidad para la nutrición de las plantas en caso de que éste fuera destinado

para uso agrícola.

5.5. Recomendaciones

▪ Se sugiere que en futuros estudios experimentales de tratamiento de cortes se realice un

análisis de la composición arcillosa de los ripios de perforación en laboratorio. Esta información

ayudará a diseñar mejores tratamientos para mejorar la capacidad de intercambio catiónico del

suelo.

▪ Para conocer con más profundidad el desempeño que tienen los ensayos experimentales

de tratabilidad de cortes de perforación con humus y zeolita, es necesario trabajar con

porcentajes de dosificación adicionales a los realizados en este estudio; lo que permitirá observar

con más precisión el efecto de los tratamientos en las propiedades físico-químicas de los ripios

de perforación.

122

▪ Con la finalidad de obtener un análisis estadístico más confiable y preciso se recomienda

aumentar el tamaño de la muestra estadística de los tratamientos.

▪ Independientemente del cumplimiento de los ripios tratados como suelo en relación al

Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria, se sugiere realizar pruebas de lixiviación

de los ripios antes de su disposición final.

▪ Si bien los resultados de los ensayos indican que los ripios pueden ser usados en

aplicaciones industriales, es importante determinar la concentración de metales pesados, con la

finalidad de determinar posibles indicios de toxicidad. Sería conveniente tener convenios con los

gobiernos locales para planificar el uso de los ripios tratados en obras de ingeniería civil.

▪ Se recomienda realizar estudios económicos profundos en relación a los costos

adicionales que implicaría para la empresa gestora ambiental la implementación a gran escala de

los tratamientos de ripios de perforación con humus o zeolita.

123

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129

GLOSARIO

Ácidos himatomelánicos. – Sustancias húmicas que poseen alto peso molecular.

Adsorbente. – Sustancia que tiene la capacidad de retener partículas de otro compuesto en su

superficie.

Aglomerante. – Compuesto mineral utilizado como material de unión en la construcción.

Amino. - Grupo químico funcional vinculado al amoníaco.

Anión. – Ion que posee carga eléctrica negativa.

Biomasa. – Conjunto de materia animal y/o vegetal que reúne las cualidades para ser

aprovechada en la generación de energía.

Catión. -Ion que posee carga eléctrica positiva.

Clinoptilolita. – Nombre de una de las variedades de zeolita.

Compostaje. – Acondicionamiento de la estructura física y química del suelo mediante la

adición de materia orgánica.

Compuestos amino. – Sustancias que en su estructura molecular incorporan el grupo funcional

amino (-NH2).

Compuestos fenólicos. – Sustancias cuya estructura molecular está conformada por uno o más

anillos aromáticos, formando el complejo R-(OH)n.

Compuestos lábiles. – Compuestos que poseen la facilidad de transformarse químicamente en

otras sustancias.

Curtosis. – Distribución estadística que se caracteriza por tener un gráfico simétrico.

Degradación. – Desintegración de la materia orgánica bajo la influencia de medios físicos,

químicos, biológicos o la combinación de estos.

130

Estabilización. – Proceso mediante el cual se inmovilizan los compuestos nocivos del suelo con

el objetivo de disminuir su lixiviación.

Homocedasticidad. – Es la homogeneidad que existe en las varianzas estadísticas.

Humificación. – Conjunto de procesos que intervienen en la transformación de la materia

orgánica en humus.

Humus. – Suelo caracterizado por tener materia orgánica en descomposición.

Lixiviado. – Sustancia líquida que se filtra a través del suelo, llevando consigo diversos tipos de

sustancias. Una de las causas de la lixiviación es la infiltración de las precipitaciones (agua de

lluvia).

Lignina. – Polímero natural que forma parte del tejido vegetal como la madera.

Lodo nativo. - Fluido de perforación al que se le incorporan ciertos sólidos de la formación que

se está perforando.

Mesh: Número de agujeros por pulgada lineal de malla de las zarandas.

Polisacáridos. - Polímeros asociados a la celulosa, conformados por varias estructuras

moleculares de monosacáridos.

Polifenoles. – Compuestos orgánicos conformados por más de un grupo fenol en su estructura

química.

Quinonas. – Compuestos orgánicos aromáticos que juega un rol importante en la humificación

de la materia orgánica.

Sorción. – Acción por media de la cual una sustancia puede absorber y retener partículas de otro

compuesto.

Solidificación. – Proceso por el cual la materia pasa al estado sólido.

131

ANEXOS

ANEXO 01: Esquema mecánico de los pozos analizados en el estudio

a) Esquema mecánico del Pozo A


132

b) Esquema mecánico del Pozo B


133

c) Esquema mecánico del Pozo C


134

d) Esquema mecánico del Pozo D


135

ANEXO 02: Nomenclatura de los ensayos experimentales

CODIFICACIÓN DE LOS TRATAMIENTOS

T0 Muestra cruda (sin tratar) A Ripio Pozo A 0 Antes del tratamiento

T1 Tratamiento con humus B Ripio Pozo B X Primer Nivel humus 5% - zeolita 1%

T2 Tratamiento con zeolitas C Ripio Pozo C Y Segundo Nivel humus 10% - zeolita 5%

R1 Primer ensayo D Ripio Pozo D Z Tercer Nivel humus 15% - zeolita 10%

R2 Segundo ensayo

R3 Tercer ensayo

Pozo Tratamiento Nivel Ensayo Conductividad Potencial

de hidrógeno

Relación de

adsorción de sodio

Capacidad de


A

T0 0 R1 1216 8,21 3,51 0,11

T0 0 R2 910 8,09 2,17 0,21

T0 0 R3 815 7,53 2,72 0,19

T1 X R1 520 7,88 4,20 1,10

T1 X R2 344 7,49 4,31 1,70

T1 X R3 415 7,29 3,22 1,10

T1 Y R1 470 7,56 5,60 2,30

T1 Y R2 290 7,77 5,64 2,80

T1 Y R3 436 7,17 4,88 2,50

T1 Z R1 453 7,79 5,30 2,20

T1 Z R2 308 7,21 6,43 3,20

T1 Z R3 410 7,02 5,21 2,60

T2 X R1 421 7,59 6,58 3,10

T2 X R2 657 7,62 5,71 1,90

T2 X R3 516 6,82 4,55 1,60

T2 Y R1 468 7,67 8,21 4,20

T2 Y R2 580 7,12 6,43 3,50

T2 Y R3 381 6,61 5,26 4,30

T2 Z R1 386 7,32 8,70 3,90

T2 Z R2 415 7,44 7,22 4,50

T2 Z R3 320 6,93 5,87 5,40

136


de hidrógeno

Relación de

adsorción de sodio

Capacidad de


B

T0 0 R1 718 8,69 2,16 0,70

T0 0 R2 1050 8,33 2,28 0,43

T0 0 R3 607 8,02 1,17 0,43

T1 X R1 325 7,26 3,22 2,50

T1 X R2 280 8,11 3,56 1,16

T1 X R3 411 7,68 2,56 1,60

T1 Y R1 270 7,10 3,51 2,80

T1 Y R2 260 7,82 4,12 2,25

T1 Y R3 350 7,49 3,13 1,90

T1 Z R1 359 7,49 3,05 2,90

T1 Z R2 303 7,21 4,16 2,72

T1 Z R3 334 7,16 3,87 3,10

T2 X R1 440 8,11 4,16 1,10

T2 X R2 564 6,51 2,56 1,20

T2 X R3 297 7,58 2,28 2,10

T2 Y R1 483 7,80 5,23 5,10

T2 Y R2 423 7,11 2,38 2,20

T2 Y R3 350 7,52 2,85 3,50

T2 Z R1 469 7,91 5,34 4,20

T2 Z R2 512 7,34 4,12 2,60

T2 Z R3 255 7,16 4,66 5,10

137


de hidrógeno

Relación de

adsorción de sodio

Capacidad de


C

T0 0 R1 1535 8,26 4,18 0,21

T0 0 R2 1535 8,26 3,97 0,36

T0 0 R3 1358 8,44 3,15 0,14

T1 X R1 926 7,93 6,35 3,20

T1 X R2 725 7,85 5,42 2,20

T1 X R3 715 7,25 5,20 3,30

T1 Y R1 721 7,81 6,58 4,10

T1 Y R2 528 7,47 5,85 3,50

T1 Y R3 628 7,60 6,21 4,10

T1 Z R1 430 7,62 7,15 5,60

T1 Z R2 502 7,52 6,57 4,80

T1 Z R3 685 7,51 6,87 5,20

T2 X R1 812 7,41 3,19 2,40

T2 X R2 753 7,79 4,44 1,70

T2 X R3 396 8,22 3,36 0,18

T2 Y R1 766 7,76 4,12 4,80

T2 Y R2 634 7,24 4,67 3,20

T2 Y R3 418 7,98 3,22 2,10

T2 Z R1 795 7,89 3,66 4,90

T2 Z R2 688 7,19 5,28 4,10

T2 Z R3 352 7,81 4,51 2,40

138


de hidrógeno

Relación de

adsorción de sodio

Capacidad de


D

T0 0 R1 1128 8,83 5,16 0,15

T0 0 R2 818 8,20 4,55 0,20

T0 0 R3 1310 8,12 2,15 0,09

T1 X R1 613 8,21 5,33 0,19

T1 X R2 413 7,80 6,81 0,82

T1 X R3 529 7,12 3,06 1,08

T1 Y R1 580 7,55 4,35 1,05

T1 Y R2 386 7,62 5,92 2,06

T1 Y R3 503 7,31 4,58 2,05

T1 Z R1 525 7,81 4,25 0,99

T1 Z R2 352 7,71 5,25 2,40

T1 Z R3 485 7,25 5,12 1,52

T2 X R1 518 7,68 6,16 2,16

T2 X R2 352 7,86 4,68 2,10

T2 X R3 816 7,28 4,12 0,38

T2 Y R1 620 7,81 6,55 2,57

T2 Y R2 402 7,55 5,28 3,50

T2 Y R3 756 7,44 3,57 0,94

T2 Z R1 711 7,94 6,71 3,02

T2 Z R2 383 7,31 5,69 3,20

T2 Z R3 689 7,39 5,29 2,16

139

ANEXO 03: Análisis estadístico de resultados en el software STATGRAPHICS

a) Análisis Estadístico Antes Del Tratamiento

➢ Análisis de varianza ANOVA

140

➢ Prueba de múltiples rangos

142

➢ Gráficos de la prueba de Tukey

143

b) Análisis Estadístico Después Del Tratamiento: Ripios de perforación del Pozo A


144


145


146

c) Análisis Estadístico Después Del Tratamiento: Ripios de perforación del Pozo B


147


148


149

d) Análisis Estadístico Después Del Tratamiento: Ripios de perforación del Pozo C


150


151


152

e) Análisis Estadístico Después Del Tratamiento: Ripios de perforación del Pozo D


153


154

➢ Gráficos de la prueba de Tukey.

155

ANEXO 04: Certificado de muestreo de cortes

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