El agua resultante de la extracción del petróleo representa un problema grave para el medio ambiente, por su contenido en aceites y grasas, cuya eliminación es muy complicada. Sin embargo, este problema podría tener los días contados, con el nuevo sistema de eliminación de estos residuos desarrollado por la Universidad de Nacional de Colombia, con el que se eliminan hasta el 99% de los aceites y grasas presentes en estas aguas.
En la actualidad, el agua residual que se genera en la etapa de recuperación del petróleo (agua producida) es de alrededor de 10 millones de barriles por año, y menos del 1 % se reutiliza, lo cual es un desperdicio, ya que esta agua serviría tanto en procesos petroleros como en la agricultura.
Con qué técnica se eliminan las grasas del agua residual de la industria petrolera
Ante esta situación, Andrea Cubillos, estudiante de la Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), hizo un aporte en un proyecto más grande que adelantan en conjunto el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación y la Agencia Nacional de Hidrocarburos, en el que encontró que la técnica de electrocoagulación tiene el potencial de remover casi el 100 % de los aceites y grasas de esas aguas contaminadas.
Según la investigadora, se encontró que cuanto más tiempo de electrocoagulación y corriente se emplea, más eficiente es la remoción de contaminantes, y que el intervalo entre 4 y 6 minutos es el más efectivo. Después de ese momento ya no se produce un cambio significativo.
Lo anterior se comprobó dejando actuar el método por alrededor de 20 minutos, durante los cuales no hubo un incremento importante de remoción. A su vez, en una escala de 1 a 10, en el pH inicial, que varía durante el proceso, el grado en el que mejor funciona la electrocoagulación es entre 5 y 8.
Para la prueba se creó una simulación del agua residual de petróleo, mezclando en un recipiente: 1 litro de agua, unos 1.150 mg de aceite de motor de carro, sal de cocina y Tritón X, un tensoactivo no iónico que actúa como líquido emulsificante. Allí se introducen dos placas metálicas –una de aluminio y otra de acero inoxidable– de 20 cm de alto, aunque solo se sumergen 12 cm, que son suficientes para conducir la electricidad al agua.
Cómo funciona el sistema para eliminar contaminantes de estas aguas residuales
Las láminas se conectan a dos electrodos: uno positivo (cátodo) para el aluminio y uno negativo (ánodo) para el acero inoxidable, los cuales a su vez están conectados a una fuente de poder que descarga corriente y voltaje sobre el recipiente con la mezcla.
La intensidad de la corriente aplicada oscila entre 0,5 y 3 amperios, el tiempo de electrocoagulación es de entre 1 y 20 minutos, y además se analizó la acidez o neutralidad del agua y la concentración de sal.
Mediante esta técnica –que es sostenible con el ambiente, fácil de usar y no produce olor– se genera una sustancia que permite la unión de las partículas presentes allí (coagulante), a través de la oxidación de metales como el aluminio (formación de iones de metal), y la división del agua en gas hidrógeno e iones hidroxilos (gas hidrógeno e iones hidroxilos).
El coagulante entra a desestabilizar las cargas eléctricas de las partículas contaminantes presentes en el agua, las cuales se encuentran suspendidas, mezcladas o disueltas.
Dicho desequilibrio facilita que las moléculas busquen unirse formando agrupaciones fáciles de identificar y remover por medio de procesos como la filtración, similar al que se hace en la casa con un colador para hacer jugos.
“Debido a la dificultad para tener grandes muestras de petróleo y agua de producción, utilicé aceite de motor para preparar el agua residual sintética, que al ser un derivado de esta industria tiene un comportamiento similar, en cuanto a los ensayos y el comportamiento frente a la electrocoagulación, al petróleo”, explica la investigadora.
Añade que “estas condiciones, que funcionaron en el trabajo, varían según la composición del agua a tratar, la concentración inicial de grasas y aceites, y las interacciones entre contaminantes. La cantidad de aceite de motor utilizada es similar al promedio de aceites y grasas que se encuentra en las aguas de producción del país, pero sería importante evaluar otro tipo de concentraciones, para que el modelo sea más preciso”, indica.
Esta es la primera parte de una serie de investigaciones que se están realizando dentro del proyecto para que en un futuro se logre consolidar un tren de tratamiento de aguas residuales en el Magdalena Medio, en donde hay cerca de 7.404 pozos petroleros, lo cual representaría una ayuda para reutilizar el agua producto de esta industria y descontaminar los ríos aledaños.
