DERECHOS RESERVADOS

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
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SR
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C
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DE
SELECCIÓN DE UN BIOCIDA PARA LA ELIMINACIÓN DE LAS
BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN PLANTAS DE INYECCIÓN
DE AGUA EN EL PATIO TANQUE ULE (PDVSA)
MARACAIBO, SEPTIEMBRE DE 2005
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
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DE
“SELECCIÓN DE UN BIOCIDA PARA LA ELIMINACIÓN DE LAS
BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN PLANTAS DE INYECCIÓN
DE AGUA EN EL PATIO TANQUE ULE (PDVSA)”
Trabajo Especial de Grado presentado para optar al título de
Ingeniero Químico
Realizado por: Br. Delainy Carolina González Labarca
MARACAIBO, SEPTIEMBRE DE 2005
ii
Este jurado aprueba el trabajo especial de grado titulado “SELECCIÓN DE UN
BIOCIDA PARA LA ELIMINACIÓN DE LAS BACTERIAS SULFATO
REDUCTORAS EN PLANTAS DE INYECCIÓN DE AGUA EN EL PATIO
TANQUE ULE (PDVSA)” presentado por la bachiller González Labarca,
Delainy Carolina, C.I: 16.458.286, para optar al título de Ingeniero Químico en la
Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo Septiembre de 2005.
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Ing. José Ramón
S RFerrer González.
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C C.I: 3.924.460.
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Tutor Académico.
__________________________
Jurado: Prof. Ana Castro.
C.I: 6.728.686.
__________________________
Ing. Oscar Urdaneta B.
C.I: 4.520.200.
Director de la Escuela de
Ingeniería Química.
Jurado: Ing. MSc. Edinson Alcántara A.
C.I: 3.453.064.
__________________________
Ing. José Bohórquez.
C.I: 3.379.454.
Decano de la Facultad
De Ingeniería.
iii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA
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DE
“SELECCIÓN DE UN BIOCIDA PARA LA ELIMINACIÓN DE LAS
BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN PLANTAS DE INYECCIÓN
DE AGUA EN EL PATIO TANQUE ULE (PDVSA)”
Trabajo Especial de Grado presentado para optar al título de
Ingeniero Químico
______________________________________
GONZÁLEZ LABARCA, DELAINY CAROLINA.
C.I: 16.458.286
MARACAIBO, SEPTIEMBRE DE 2005
iv
DEDICATORIA
Quiero dedicar mi trabajo especial de grado a todas las personas que de
una u otra manera colaboraron conmigo y me dieron fuerzas para alcanzar esta
gran meta.
A Dios, por haberme dado la vida, por encaminar mi destino y por darme
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la oportunidad de ser quien soy. Gracias por estar hoy y siempre a mi lado.
E
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Sincondicional,
O
vida, por darme siempre
su
apoyo
guiarme por el buen camino,
H
C
E
ER
hacer de mí
sueño realidad. Espero estén orgullosos de lo que han logrado.
Deste
A mis Padres Delso y Liyibeth, por ser las personas más importante en mi
Gracias por existir, este es mi más preciado regalo para ustedes. Nunca los
defraudaré. Los amos.
A mis Hermanos Delso y Delimar, por estar siempre a mi lado en todo
momento. Los quiero mucho.
A alguien Especial en mi vida a ti Terry Pírela, por brindarme todo tu
apoyo, aconsejarse y estar allí cuando más lo necesito. Gracias por ser tan
Especial conmigo.
A mi Tío Dírimo, por ser quién me ayudó a conseguir éste gran logro.
A mi Primo Dírimo Jr., porque siempre estuvo allí en lo que necesitara.
A mi Tutor Ing. José Ferrer, por brindarme su apoyo para lograr mi meta y
por guiarme por el camino del éxito.
v
A mis Amigos y Compañeros de trabajo en la Empresa Tratamientos
Químicos, C. A., por haberme dado su apoyo y confianza que tanto valoro Ing.
Michele Garófalo, Sr. Oscar Antúnez, Sr. Néstor Méndez y a todos mil gracias.
A todos ustedes, les dedico este pedacito de mí, que no es mas que el
símbolo de esa puerta que deja atrás un ansiado final y da paso a un temeroso
comienzo.
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DE
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Delainy González.
vi
AGRADECIMIENTOS
A Dios todopoderoso, por darme la fortaleza y tener perseverancia para
lograr culminar con éxito éste mi trabajo de grado.
A mis Padres, por su ayuda, apoyo y educación recibida por ellos hasta
ahora.
OS
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SR
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E Dírimo ya que con su ayuda y con el material prestado pude
A mi
DTío
A la Empresa Tratamientos Químicos, C.A., por prestarme sus
instalaciones para la realización de esta investigación.
hacer posible éste mérito.
Al Ing. Dírimo Jr González., Ing. Michele Garófalo y el Sr. Oscar
Antúnez, porque estuvieron dispuestos en todo momento a ayudarme y brindarme
su apoyo incondicional.
A la Universidad Rafael Urdaneta, por brindarme los conocimientos
esenciales para cumplir con la meta de ser Ingeniero Químico.
A mi Tutor Ing. José Ferrer, quien estuvo conmigo apoyándome y
brindándome toda su experiencia y conocimiento durante el desarrollo de mi
trabajo.
A mi Asesora Metodológica Prof. Milagros Quijada, por su colaboración,
ayuda y paciencia para aclarar todas las dudas de redacción y normas a seguir para
lograr la culminación de mi tesis.
vii
A todo el Personal Docente, por brindarme sus conocimientos a lo largo de
toda nuestra trayectoria dentro de la institución, en especial a mi tutor José Ferrer,
a mi director de escuela Oscar Urdaneta y a todos los demás profesores que de
una u otra manera me dieron los conocimientos necesarios para poder ser un
Ingeniero Químico.
…Y a todas aquellas personas que me motivaron y me ayudaron a
culminar éste gran paso tan importante para mí. Sobre todo a mis padres,
OS
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hermanos y esa personita tan especial que llegó a mi vida justo en el momento que
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DE
más lo necesitaba.
A todos muchas Gracias.
viii
González Labarca, Delainy Carolina. Selección de un biocida para la
eliminación de las bacterias sulfato reductoras en plantas de inyección de agua en
el patio tanque ULE (PDVSA). Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de
Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química. Tesis de Pregrado. Maracaibo
Septiembre de 2005.
RESUMEN
Se seleccionó un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras en
plantas de inyección de agua en el patio tanque ULE-PDVSA. En el sistema
donde circulan esta agua, la cantidad de bacterias sulfato reductoras debe ser igual
o menor a 100 colonias/ml para evitar el taponamiento de los yacimientos y
prevenir la corrosión de líneas y equipos, y así asegurar la calidad del agua de
inyección y garantizar la factibilidad del proceso de recuperación secundaria del
petróleo sin afectar sus yacimientos. Para alcanzar este propósito, se analizó física
y químicamente el agua que se encuentra en el patio tanque ULE-PDVSA; en la
cual se evaluaron 8 biocidas a base de Glutaraldehído y THPS en el laboratorio,
cumpliendo todos con el criterio de calidad. Aplicando el método API-RP-38
durante un lapso de 7 días se determinó que el biocida (producto) TQ-4 a base de
Glutaraldehído fue el mas óptimo y rentable para este tipo de agua de formación a
una dosis de 240 ppm por 4 horas. Probado en campo, el agua tratada cumplió con
el criterio de calidad establecido para bacterias sulfato reductoras.
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Palabras claves: Biocida, Bacterias Sulfato Reductoras, Plantas de Inyección
de Agua.
ix
González Labarca, Delainy Carolina. Selection of a biocide to eliminate the
sulfate reducing bacteria on plants of water injection at the ULE (PDVSA) yard
tank. Gonzalez L, Delainy C. University Rafael Urdaneta. Faculty of Engineering,
School of Chemical Engineering. Thesis of Pregrado. Maracaibo September of
2005.
ABSTRACT
It was selected a Biocide to eliminate the sulfate reducing bacteria on plants of
water injection at the ULE (PDVSA) yard tank. In the systems where these waters
flow, the quantity of sulfate reducing bacteria must be equal or minus to 100
colonies/ml to avoid the deposits to be obstructed and prevent the corrosion of
lines and equipment, to insure the quality of the water injection and guarantee the
feasibility of the process of secondary recovery of the petroleum without affecting
their deposits. To reach this purpose, was analyzed physically and chemistry the
water in the yard tank ULE (PDVSA); in which 8 Biocides were evaluated on
base of Glutaraldehyde y THPS in the lab, fulfilling with the quality criterion.
Applying the method API RP 38, during 7 days was determined that the product
TQ-4 on base of Glutaraldehído was the very best and profitable for this type of
water of formation on doses of 240 ppm. Tested on camp, the treated water
fulfilled the quality criterion established for this sulfate reducing bacteria.
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Passwords: Biocides, Sulfate reducing bacteria, plants of water injection.
x
ÍNDICE GENERAL
Pág.
Dedicatoria…………………………………………………………………….v
Agradecimiento………………………………………………………………..vii
Resumen………………………………………………………………………..ix
Abstract…………………………………………………………………………x
Índice General………………………………………………………………….xi
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Lista de Tablas…………………………………………………………………xiv
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O
Introducción…………………………………………………………………….1
H
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DE
Lista de Fotos…………………………………………………………………..xv
Lista de Figuras………………………………………………………………..xvi
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema…………………………………………………….4
Formulación del Problema……………………………………………………....6
Objetivos de la Investigación……………………………………………………6
Objetivo General………………………………………………………..6
Objetivos Específicos…………………………………………………..6
Justificación……………………………………………………………………..7
Delimitación de la Investigación………………………………………………...8
Delimitación Espacial…………………………………………………..8
Delimitación Temporal………………………………………………....8
xi
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la investigación………….…………………………………..10
Bases Teóricas………………………………………………………………...12
Bacterias………………………………………………………………12
Clasificación de las Bacterias…………………………………………12
OS
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A
RV
Estructura de una Célula Bacteriana…………………………………..14
E
S
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R
SCampo
O
Bacterias Perturbadoras
en
el
Petrolífero……………………..23
H
C
E
Corrosión
Microbiana………………………………………………....28
DER
Crecimiento Microbiano…………………..…………………………..17
Identificación y Contaje de Bacterias………………………………….20
Control de Microorganismos………………………………………….29
Biocida………………………………………………………………...29
Clasificación de Biocida………………………………………………30
Factores Determinan la Elección de un Biocida……………………....37
Función de los Biocida en la Recuperación de Crudo………………...39
Definición de Términos Básicos……………………………………………...41
Mapa de Variables……………………………………………………………46
xii
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Investigación…………………………………………………………48
Diseño de la Investigación……………………………………………………48
Técnica de Recolección de Datos…………………………………………….49
Procesamiento, Análisis e Interpretación de los Datos……………………….49
Fases de la Investigación……………………………………………………...50
OS
D
A
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S
E
S R IV
O
CAPÍTULO
H
C
E
R
DE ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Resultados y Análisis de los Resultados……………………………………...56
Conclusiones………………………………………………………………….74
Recomendaciones…………………………………………………………….75
Referencias Bibliográficas……………………………………………………76
xiii
LISTA DE TABLAS
Tablas
Pág.
1
Diferencias entre cada Biocida Evaluado…………………………..38
2
Resultados de pH, dureza, alcalinidad, hierro y crudo………….....56
3
Resultados del cultivo (Blanco)…………………………………....57
4
E
S
E
Resultados del cultivo (Producto
S RTQ-2)…………………………...61
O
H
C (Producto TQ-3)…………………………....62
E
Resultados
del
cultivo
R
DE
5
6
OS
D
A
RV
Resultados del cultivo (Producto TQ-1)…………………………...59
7
Resultados del cultivo (Producto TQ-4)…………………………....64
8
Resultados del cultivo (Producto TQ-5)…………………………....65
9
Resultados del cultivo (Producto TQ-6)…………………………....67
10
Resultados del cultivo (Producto TQ-7)…………………………....68
11
Resultados del cultivo (Producto TQ-8)…………………………....70
12
Resultados de la Efectividad de los Biocida…………………….….72
xiv
LISTA DE FOTOS
Fotos
Pág.
1
Blanco……….………………………………………………………58
2
Producto TQ-1……………………………………………………....60
3
Producto TQ-2……………………………………………................61
4
Producto TQ-3……………………………………………................63
5
Producto TQ-4……………………………………………................64
6
Producto TQ-5……………………………………………................66
7
8
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E
S
E
SR
O
Producto TQ-6………………………………………………………67
H
C
E
R
Producto
DE TQ-7………………………………………………………69
9
Producto TQ-8………………………………………………………70
10
Producto Seleccionado TQ-4………………………………………..72
xv
LISTA DE FIGURAS
Figuras
Pág.
1
Esquema de una Célula Bacteriana……………………………..…..14
2
Curva del Crecimiento Microbiano……………………………..…..19
3
Método API-RP-38. Cultivo de Bacterias Extinción por Dilución....21
4
Cultivo de Bacterias, Extinción por Dilución………………………23
5
6
7
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Bacterias Sulfato Reductoras……………………………………….26
RV
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Blanco……………………………………………………………….58
HO
C
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Producto
DERTQ-1………………………………………………………60
8
Producto TQ-2………………………………………………………62
9
Producto TQ-3………………………………………………………..63
10
Producto TQ-4………………………………………………………65
11
Producto TQ-5………………………………………………………66
12
Producto TQ-6………………………………………………………68
13
Producto TQ-7………………………………………………………69
14
Producto TQ-8………………………………………………………71
15
Efectividad de los Biocida…………………………………………..73
xvi
INTRODUCCIÓN
Las bacterias sulfato reductoras (BSR) pueden vivir en grupos o colonias
fijadas a superficies sólidas o suspendidas en el agua. Las bacterias fijadas a la
superficie son llamadas bacterias sésiles, cuando ellas están suspendidas en el
agua se denominan bacterias planctónicas.
OS
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Estas bacterias causan serios problemas en las plantas de inyección de
E
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E
S Rde corrosión y pueden causar directamente
O
participan directamente
en
la
reacción
H
C
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picaduraD
enE
la base de la biopelícula producida por la colonia bacteriana. 2. La
agua. Ellas reducen el sulfato a sulfito y sulfuro en el agua. Cuatro tipos de
problemas pueden resultar de la actividad de reducir el sulfato: 1. Las BSR
generación de ácido sulfhídrico (H2S) por parte de las BSR puede incrementar la
corrosividad del agua. 3. La presencia de BSR en un sistema que originalmente
era libre de H2S crea la posibilidad de agrietamiento por acción del sulfuro y
aparición de picaduras en el acero al carbono. 4. La corrosión ácida resulta en la
formación de sulfuro de hierro soluble que es un excelente material de
taponamiento.
Los productos químicos usados para el control de los microorganismos en
los sistemas de tratamientos de agua de deshidratación se denominan biocida.
Estos contienen uno o más compuestos químicos tales como aldehídos,
compuestos de amonio cuaternario y aminas. El Glutaraldehído es ampliamente
usado para el control bacteriano en las aguas de deshidratación de petróleo, pero
no es eficiente para penetrar la biopelícula donde se establecen las BSR y es
frecuentemente mezclado con otros productos químicos tales como sales de
amonio cuaternario para aumentar su eficiencia en la penetración.
1
Los biocida no son universales en su poder de control de las BSR, por lo
que cada biocida debe ser probada con la flora bacteriana presente en el sistema
de estudio. Estos no controlan el crecimiento bacteriano instantáneamente por lo
que requieren un tiempo suficiente de contacto cuando se adicionan por carga. El
período de tratamiento puede estimarse a través de pruebas de tiempo- dosis de
control bacteriano.
El análisis del agua que entra a la planta de tratamiento en estudio,
OS
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evidenció la presencia de BSR en una cantidad mayor de 100 colonias/ml, lo cual,
E
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SR
O
H
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E
La
se desarrolló en cuatro fases las cuales involucraron: 1)
Dinvestigación
aunado al alto costo de tratamiento químico con biocida, hace necesario la
adecuación de este tratamiento químico de la planta (Carrasquero, 2002).
La caracterización del medio de crecimiento microbiano; 2) La determinación del
crecimiento microbiano sin biocida; 3) La determinación del crecimiento
microbiano con biocida y 4) Establecer el efecto de la eliminación de las bacterias
sulfato reductoras.
El objetivo general de este trabajo es seleccionar un biocida para la
eliminación de las bacterias sulfato reductoras en plantas de inyección de agua en
el patio tanque ULÉ (PDVSA).
2
OS
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SR
O
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E
R
DE
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema.
Países a nivel mundial y Venezuela confrontan desde hace muchos años atrás,
uno de los grandes problemas como es la corrosión en todas sus formas,
OS
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RV
provocadas por aguas de efluentes industriales, aguas domésticas y desechos
E
S
E
S R la emisión de diversos productos al medio
Oocasionar
de los peligros la cualC
pueden
H
E
R
E
ambiente.
D
químicos generados a nivel industrial en las aguas de inyección de pozos. Estos
problemas son difíciles de solucionar en una sociedad donde no existe conciencia
El Estado Zulia es un área de creciente y acelerado desarrollo de bacterias
sulfato reductoras presentes en el Lago de Maracaibo. Este desarrollo cada día
conlleva a un aumento de la corrosión sin un previo tratamiento de los efluentes
industriales (ULÉ) PDVSA contra dicha bacteria. Actualmente, en el estado
existen empresas tratan el agua por diferentes vías para evitar la reproducción de
las bacterias sulfato reductoras, por medio de biocida estos se encargan de llevar
el control del crecimiento de estos microorganismos reduciendo así la corrosión y
por tanto la contaminación del lago.
Las bacterias sulfato reductoras son organismos anaeróbicos es decir no
necesitan oxígeno para vivir, pueden crecer en agua dulce o salobre, viven en
grupos o colonias fijadas a superficies sólidas o suspendidas en el agua; estas
bacterias toman el sulfato del agua y lo transforman en H2S (ácido sulfhídrico o
sulfuro de hidrógeno). Éste ácido es sumamente corrosivo y ataca al hierro
produciendo un precipitado negro más hidrógeno. Por lo tanto al eliminar esta
4
bacteria se elimina la corrosión de los equipos y mejora el hábitat del Lago.
(http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S025407702003000100004&lng=es&nrm=iso).
Este tipo de bacterias tiene como problema la participación directa en la
reacción de corrosión y pueden causar picadura en la base de la biopelícula
producida por la colonia bacteriana en las tuberías sumergidas en el Lago.
OS
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A
RV
Para evitar los problemas ocasionados por las bacterias sulfato reductoras y
E
S
E
R
S
O
biocidas para la eliminación
del
desarrollo
de los microorganismos en los sistemas
H
C
E
de tratamiento
DERde agua de deshidratación. Estos biocida contienen uno o más
asegurar la calidad del agua de inyección, además de garantizar la factibilidad del
proceso de recuperación secundaria, son usados productos químicos denominados
compuestos químicos tales como aldehídos, compuestos de amonio cuaternario y
aminas. No son universales en su poder de control de las bacterias sulfato
reductoras, en la cual cada biocida debe ser probado con la flora bacteriana
presente en el sistema de estudio. Estos no controlan el crecimiento bacteriano
instantáneamente por lo cual requieren un tiempo suficiente de contacto cuando se
adicionan por carga.
Por consiguiente, estas sustancias activas (Biocida) impiden la acción sobre
microorganismos nocivos por medios químicos o biológicos. Para ello se contó
con el patio tanque ULÉ (PDVSA) para la toma de muestra, por ser uno de los
principales patios de occidente la cual maneja grandes cantidades de crudo y por
tanto de agua, en donde contiene grandes cantidades de bacterias sulfato
reductoras la cual PDVSA controla todos los parámetros de dicha bacteria.
Contamos con la empresa Tratamientos Químicos, C. A. para desarrollar el
estudio de la selección de un biocida para la eliminación de dichas bacterias.
5
Formulación del Problema.
¿Como seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato
reductoras en plantas de inyección de agua en el patio tanque ULE (PDVSA)?
Objetivos de la Investigación.
Objetivo General.
OS
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A
RV
Seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras
E
S
E
S R Específicos.
O
Objetivos
H
C
E
R
Caracterizar
DE el medio de crecimiento microbiano del efluente de patio tanque
en plantas de inyección de agua en el patio tanque ULE (PDVSA).
1.-
ULÉ (PDVSA).
2.-
Determinar el crecimiento microbiano en el laboratorio físico-químico de la
empresa Tratamientos Químicos, C.A., con la finalidad de seleccionar un
biocida para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras en plantas de
inyección de agua en el patio tanque ULÉ (PDVSA).
3.- Evaluar el control del desarrollo al utilizar el biocida en el laboratorio físicoquímico de la empresa Tratamientos Químicos, C.A., con la finalidad de
seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras
en plantas de inyección de agua en el patio tanque ULÉ (PDVSA).
4.- Establecer el efecto de la eliminación de las bacterias sulfato reductoras de las
tuberías y equipos de las plantas de inyección de agua en el patio tanque
ULÉ (PDVSA).
6
Justificación de la Investigación.
La selección de un biocida a partir de las bacterias sulfato reductoras en
plantas de inyección de agua permite simular el efecto que éste tendría al controlar
y a su vez eliminar estas bacterias en los efluentes del lago, los cuales además de
generar un problema a la formación de gases malolientes como el
ácido
sulfhídrico (H2S), ocasionan graves problemas en la corrosión de los metales.
OS
D
A
RV
Por otra parte, las cantidades crecientes de bacterias sulfato reductoras
E
S
E
SunaRadecuada disposición. Esto permite además
O
alternativa lo cual permita
darles
H
C
E
R
demostrar
la importancia de la realización de investigaciones que tiendan a
DE
actualmente generadas en las plantas de inyección de agua de ULÉ (PDVSA) y
creando serios problemas de polución, hacen necesaria la búsqueda de una
controlar el nivel de corrosión de tuberías y equipos.
Lo anteriormente expuesto, sumado a una sociedad de microorganismos en la
cual, las bacterias sulfato reductoras, contenidas en los efluentes de patio tanque
ULÉ (PDVSA), así como la aparición de la formación de gases malolientes y la
corrosión de los metales la cual se agrava cada día mas, dejan ver la relevancia de
seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras. A
futuro se podrán establecer procesos los cuales permitan obtener a gran escala
productos (biocida) evitando la corrosión en los metales, la producción de ácido
sulfhídrico, el taponamiento de los yacimientos en pozos de inyección y además
aseguren la calidad del agua en los mismos, garanticen la factibilidad del proceso
de recuperación secundaria del petróleo y este producto sea el más efectivo y a
menor costo. De esta manera se pueden satisfacer los requerimientos del entorno
aumentando la productividad y calidad de servicio y así lograr eliminar la
corrosión de las fuentes de agua producida por los desechos desembocados a los
efluentes.
7
Delimitación de la Investigación.
Delimitación Espacial.
La selección de un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato
reductoras en plantas de inyección de agua se llevó a cabo al tomar la muestra en
los efluentes de patio tanque ULÉ (PDVSA), ubicada en la costa oriental del lago
(Estado Zulia) y al analizar dichas muestras en el laboratorio físico- químico de la
OS
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A
RV
empresa Tratamientos Químicos, C.A., ubicada en la zona industrial segunda
E
S
E
SR
O
H
C
E
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Delimitación Temporal.
DE
etapa calle 149B con avenida 71 al lado de la Alfarería Alfa Z y detrás de Polar
Lago II.
La investigación se realizó en un periodo comprendido entre Enero de 2005 y
Julio de 2005.
8
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SR
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R
DE
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la investigación
En 1994, Duque presentó como trabajo especial de grado para optar al
OS
D
A
RV
título de Ingeniero Químico, de la Universidad del Zulia, un estudio titulado
“EFECTOS DE LAS BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS DE LAS
E
S
E
OS enRun sistema dinámico con circulación en un
en la cual se evaluó C
estaH
aleación
Edel Lago de Maracaibo, proveniente del canal de la bahía de el
R
E
solo paso
de
agua
D
AGUAS DEL LAGO DE MARACAIBO SOBRE LA ALEACION Cu- Ni”,
Tablazo Planta Eléctrica del Complejo Petroquímico Zulia. Los resultados físicoquímicos indicaron condiciones propicias para el desarrollo microbiano
determinándose la presencia de bacterias sulfato reductoras en el orden 1x 107
cel/ml. Este estudio, de sistemas de monitoreo, permitió caracterizar el
mecanismo de falla por corrosión, encontrando micro picaduras y biocapas debajo
de depósitos localizados en solo 6 meses de circulación.
En 1998, Flores y Torres realizaron, como trabajo especial de grado para
optar al título de Ingeniero Químico, de la Universidad del Zulia, un estudio
titulado “TRATAMIENTO ANAERÓBICO MESOFÍLICO POR CARGA
DE AGUA RESIDUALES SINTÉTICAS A ALTAS CONCENTRACIONES
DE SULFATO”, donde aplicaron los procesos anaerobios para el tratamiento de
compuestos aromáticos en aguas de desechos, tales como el fenol y benzonato los
cuales pueden ser degradados efectivamente mediante estos procesos. Este estudio
determinó la existencia de una influencia inhibidora por parte de las bacterias
sulfato reductoras sobre las bacterias metano productoras, independientemente de
la concentración de sulfato en el medio.
10
En 1999, Álvarez y Arrieta presentó como trabajo especial de grado para
optar al título de Ingeniero Químico, de la Universidad del Zulia, un estudio
titulado “ADECUACIÓN DE LOS TRATAMIENTOS FÍSICO-QUÍMICOS
DE PLANTAS DE INYECCIÓN DE AGUAS EN POZOS”, el cual tuvo como
objetivo el acondicionamiento de los tratamientos físico-químicos de las plantas
de aguas efluentes de Puerto Miranda y Bachaquero. Estas deben cumplir con los
parámetros para asegurar la calidad del agua de inyección y garantizar la
factibilidad del proceso de recuperación secundaria del petróleo sin afectar los
OS
D
A
RV
yacimientos respectivos. Para alcanzar este propósito, se realizaron análisis
físicos-químicos y microbiológicos para caracterizar las aguas de las
E
S
E
S Rinhibidores de incrustaciones y biocida los
O
productos químicos como
clarificantes,
H
C
E
R
cuales fueron
DEprobados en campo.
segregaciones y sus mezclas en cada planta, así como se evaluaron diversos
En 2002, Carrasquero presentó como trabajo especial de grado para optar
al título de Ingeniero Químico, de la Universidad del Zulia, un estudio titulado
“CORROSIÓN SULFÍHIDRICA Y PERMEACIÓN DE HIDRÓGENO
BAJO CONDICIONES QUE SIMULEN CORROSIÓN POR BACTERIAS
SULFATO REDUCTORAS”, en la cual estudió la morfología del ataque del
hierro y la permeación de hidrógeno a las condiciones alcanzadas por la difusión
del ácido sulfhídrico abiótico. Este trabajo se hizo con la finalidad de comparar la
acción corrosiva del ácido sulfhídrico biótico con la acción abiótica del ácido
sulfhídrico, utilizando un substrato como el hierro.
En 2003, Barrientos realizó como trabajo especial de grado para optar al
título de Ingeniero Químico, de la Universidad del Zulia, un estudio titulado
“CORRELACION
ENTRE
EL
CRECIMIENTO
SÉSIL
DE
LA
DESULFOVIBRIO DESULFURICANS SUBESPECIE DESULFURICANS
CON LOS PRODUCTOS DE CORROSIÓN Y LA MORFOLOGÍA DE
ATAQUE DEL HIERRO”, éste estudio consistió en 7 ensayos a nivel de
11
laboratorio lo cual permitieron evaluar el comportamiento del crecimiento
bacteriano a nivel sésil de bacterias sulfato reductoras identificada como
desulfovibrio desulfuricans subespecie desulfuricans ATCC 7757 sobre una
lamina de hierro puro a diferentes períodos de exposiciones: 3,6,9,15,18,21,24
horas. Estos resultados permitieron establecer una correlación entre el crecimiento
nivel sésil, la morfología de ataque y los productos de corrosión.
Bases Teóricas
OS
D
A
RV
Bacterias
E
S
E
OS yRlongitudes de 1 a 100 veces ese valor.
diámetro del orden deC
0.5H
micrones
E de especies diferentes de bacterias que se clasifican en
R
E
Existen
miles
D
Son organismos extremadamente pequeños, de diferentes formas y
géneros y familias, (Tratamientos Químicos, C.A.).
Clasificación de las Bacterias
1.- Según su Forma
-
Coccus: Son bacterias redondas o esféricas.
-
Bacillus: Son bacterias con forma de bastón.
-
Vibrio: Son bacterias con forma de “S” o de una coma.
-
Clostridium: Son bacterias que tienen forma de agujas pequeñas.
-
Spirillum: Son bacterias que tienen diferentes formas.
El nombre completo de una especie de bacterias describe en general forma
y funciones en donde Desulfovibrio desulfuricans, es una especie de bacteria,
pequeña que vibra rápidamente y reduce iones sulfato y la bacteria Clostridium
Nigrificans es una bacteria con forma de aguja que deja negras las aguas.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
12
2.- Según si Requiere o no Oxígeno
-
Aeróbicas: Bacterias la cual requieren oxígeno.
-
Anaeróbicas: Bacterias la cual crecen solo en ausencia de oxígeno.
-
Facultativas: Bacterias la cual pueden crecer ya sea en presencia o en
ausencia de oxígeno.
(Tratamientos Químicos, C.A.)
3.-Según el tipo de sustrato
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
como es el caso de lactato
de
sodio.
H
C
E
R
E ecuación describe un caso típico la cual corresponde a una
La
Dsiguiente
• Heterotróficas: Si la bacteria consume un producto orgánico
especie de Desulfovibrio:
Ecuación Nº1:
2 CH3CHOHCOONa + MgSO4 → 2 CH3COONa + CO2 + MgCO3 + H2S + H2O
Sustrato orgánico + Sulfato inorgánico
(Lactato de sodio).
(Tratamientos Químicos, C.A.)
• Autotróficas: Si las bacterias metabolizan el hidrógeno gaseoso.
La siguiente ecuación describe el proceso:
Ecuación Nº2:
4 H2 + HCO3 + SO4= → Sº + HO¯ + CO2 ↑ + 4 H2O
13
Corresponde a otros tipos de Desulfovibrio, en la cual se requiere una
fuente de carbono orgánico por oxidación proporcionando el hidrógeno gaseoso,
(Tratamientos Químicos, C.A.).
En general los resultados de campo indican la totalidad de bacterias del
tipo Desulfovibrio sin especificaciones posteriores, puesto que el efecto es el
mismo: reducen sulfato inorgánico a sulfuro, (Tratamientos Químicos, C.A.).
OS
D
A
RV
Estructura de una Célula Bacteriana
E
S
E
R
S externas
O
Algunas de estas estructuras
son
y otras incluidas dentro del propio
H
C
E
R
cuerpo D
de E
la bacteria. Las estructuras externas de las bacterias son el flagelo
Las bacterias están rodeadas por una serie de envolturas y apéndices.
(órgano de locomoción), la fimbria o pili (órgano de adherencia), la cápsula o
“slime”, y la pared celular, ésta última forma parte del cuerpo bacteriano. Como
todas las células, las bacterias tienen una estructura indispensable: la membrana
citoplasmática, el citoplasma y los ácidos nucleicos.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 22,23).
Figura 1
Esquema de una Célula Bacteriana
Fuente: Núñez, Gómez y Carmona (1991)
14
a) Flagelos: Son órganos de locomoción de los microorganismos de las
cuales la poseen. Ellos son delgados, filamentosos, compuestos de una proteína
elástica: la flagelina, miden de 3 a 12 um, se encuentran unidos a la pared de la
bacteria y a la membrana citoplasmática por un cuerpo basal y un gancho.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 25).
b) Pili: Son estructuras pequeñas, filamentosas, compuestas de
subunidades de una proteína llamada pilina, solo se visualizan al microscópico
OS
D
A
RV
electrónico. Estos pilis son más cortos, más pequeños, menos rígidos y muchos
más numerosos de los flagelos. Igual al flagelo salen de un cuerpo basal de la
E
S
E
R
Sconsidera
O
como en las no móviles,
se
les
órganos de adherencia más a la de
H
C
E
R
movilidad.
El pili tiene un papel muy importante en la conjugación bacteriana, es
DE
membrana citoplasmática, pueden estar presentes tanto en las bacterias móviles
el llamado pili sexual; durante la transferencia de material genético (DNA), uno
de los pili se llama pili donante o masculino y el otro pili receptor o femenino,
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 26).
c) Cápsula o “slime”: Muchas bacterias cuando crecen bajo condiciones
apropiadas, pueden estar rodeadas de una capa gelatinosa, pobremente definida,
que se colorea con dificultad a la cual se le denomina cápsula o slime. El tamaño
y característica de la cápsula varía ampliamente de una cepa a otra, la sustancia
gelatinosa compone la cápsula la cual consiste en un polisacárido o un polipéptido
o ambos, de variable complejidad.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 25).
d) Pared Celular: Es una estructura rígida en la cual mantiene la forma
característica de cada célula bacteriana. Dependiendo de las especies y de las
condiciones de cultivo, la pared celular puede suponer desde el 10 por ciento al 40
por ciento del peso seco de la célula. Las paredes celulares no son estructuras
15
homogéneas sino distintas capas la cual varían según el tipo de bacteria,
existiendo diferencias tanto en su grosor como composición. Estas diferencias se
utilizan para identificar y clasificar las bacterias, así como diferenciarlas mediante
la tinción de Gram.
(http://edicion-micro.usal.es/web/educativo/micro2/tema03.html#anchor102665).
Entre otras estructuras indispensables tenemos:
OS
D
A
RV
e) Membrana Citoplasmática o Celular: Es una estructura fina la cual
rodea el citoplasma de la célula, se encuentra entre éste y el lado interno de la
E
S
E
S Rfunciones, a las otras membranas de los
O
composición, estructura,
y
algunas
H
C
E
R
organismos
DEeucarióticos. Está constituida por una bicapa de fosfolípido: fosfatidilpared celular. La membrana citoplasmática de las bacterias es similar en
etanolamina, con una estructura protéica; éstas moléculas de proteína pueden estar
colocadas a un lado de la membrana o imbricadas de tal forma pueda atravesarlas
de un lado a otro. Esta membrana, como las otras, contiene de un 50 a 70 por
ciento de proteínas y un 20 a 35 por ciento de lípidos. En el lado externo de la
membrana se encuentran enzimas la cual participan en la síntesis de la pared
celular y en el otro lado interno enzimas en relación con las funciones del
citoplasma. (Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 27).
f) Citoplasma: Tiene un aspecto granuloso, muy fino, esto es debido a la
presencia de ribosomas, éstas son estructuras esféricas de 150-200 nm de
diámetro, las cuales contienen aproximadamente el 90 por ciento del ARN de la
célula bacteriana. El citoplasma contiene un número importante de inclusiones
granulares, las cuales básicamente son depósitos de gránulos.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 29).
16
g) Ácidos Nucleicos: De acuerdo a la composición química, los ácidos
nucleicos se clasifican en ácidos desoxiribonucleicos (ADN) se encuentran
residiendo en el núcleo celular y algunos organelos, y en ácidos ribonucleicos
(ARN) actúan en el citoplasma. Se conoce con considerable detalle la estructura y
función de los dos tipos de ácidos.
(http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-1-3.html).
OS
D
A
RV
Crecimiento Microbiano
E
S
consiste esencial y
E
R
S
O específica y equilibrada de los componentes del
fundamentalmente enC
la H
síntesis
E
protoplasma
DEaRpartir de las sustancias nutritivas existentes en el ambiente.
El
desarrollo
de
los
microorganismos
Evidentemente, este proceso depende de las sustancias nutritivas disponibles de
sus concentraciones, y es afectado por ellas; asimismo, se requiere un suministro
continuo de energía para las reacciones endotérmicas de síntesis. Las bacterias
difieren de los organismos superiores en que son unicelulares, es decir durante el
desarrollo normal, el aumento de la población depende simplemente del
crecimiento de cualquier célula perteneciente a dicha población. Cuando las
bacterias han duplicado su tamaño pueden dividirse formando dos células
idénticas y capaces de crecer y dividirse a la misma velocidad que las células
individuales. Esto significa que el número de células en esa población aumenta en
forma exponencial o logarítmica, es decir transcurre siempre el mismo lapso cada
vez de duplicarse la población, pero el número de células a la cual participa en
cada división se duplica en cada generación.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 61).
Si se inocula un medio de cultivo adecuado con bacterias y se toman
muestras pequeñas a intervalos regulares de tiempo, la representación gráfica de
los datos dará una curva de crecimiento de característica. Generalmente se
17
grafican valores logarítmicos del número de células en lugar de valores
aritméticos. Los logaritmos en base 2 son los más útiles, dado que cada unidad de
la ordenada representa una duplicación de la población. La curva de crecimiento
bacteriano puede dividirse en cuatro fases principales:
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág.64).
1.- Fase de Latencia (laq) o Retardo: Después de la inoculación, hay un
aumento de tamaño celular en un momento en el cual la división celular es escasa
OS
D
A
RV
o nula. Hay un marcado aumento de la actividad metabólica y de la
susceptibilidad a los agentes físicos y químicos. Es el período de ajuste necesario
E
S
E
S REsta fase depende de la naturaleza de la
O
compatible con la síntesis
celular.
H
C
E
R
bacteria,D
laE
edad y el tamaño del inóculo, de la naturaleza del medio del cual
para el reabastecimiento del pool de metabolitos celulares hasta un nivel
provienen y de los nutrientes contenidos en el nuevo medio.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 64).
2.- Fase de Crecimiento Exponencial o Logarítmica: Durante esta fase,
la masa y el número de células se incrementan en forma logarítmica, con un
tiempo de generación constante. Es una fase de crecimiento equilibrado durante la
cual, todos los componentes celulares aumentan en proporción constante. La
velocidad de la división celular va a depender del tipo de bacteria, de la naturaleza
del medio, de la temperatura, y en el caso de los organismos aerobios, de la
velocidad de oxigenación. Durante esta fase se puede determinar el tiempo de
generación, éste se define como el tiempo que tarda un cultivo bacteriano en
duplicarse. Para E. coli, en caldo nutritivo a 37 ºC es de 20 minutos. Es la fase
ideal para medir la sensibilidad de las bacterias a los agentes antimicrobios.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 64).
3.- Fase Estacionaria: El crecimiento logarítmico finalmente se
desacelera debido a la acumulación de productos de desecho, agotamiento de los
18
nutrientes, cambios en el pH y disminución de la concentración de oxígeno. La
población bacteriana pasa a una fase de crecimiento estacionario, en la cual el
número de células viables permanece más o menos constante. Por lo general,
algunas células se dividen, mientras otras mueren.
(Núñez, Gómez y Carmona, 1991, Pág. 64).
4.- Fase de Muerte: En ella la velocidad a la cual mueren las bacterias es
mayor a la velocidad de reproducción; por ello, el número de células viables
OS
D
A
RV
disminuye al paso del tiempo. El tiempo necesario para la muerte de todas las
células varía de una especie a otra. Durante esta fase las bacterias adquieren con
E
S
E
R
SPág.
O
(Núñez, Gómez y Carmona,
1991,
64).
H
C
E
DER
frecuencia una morfología atípica, lo cual hace difícil su identificación.
Figura 2
Curva del Crecimiento Microbiano
Fuente: Núñez, Gómez y Carmona (1991)
19
Identificación y Contaje de Bacterias
Un especialista puede identificar los microorganismos utilizando un
microscopio y diferentes técnicas de teñido. Sin embargo estas técnicas son muy
complicadas y sofisticadas, por lo cual se recurre a otras menos selectivas, pero
más apropiadas para el campo petrolífero. Estas técnicas son las de cultivo, es
decir hacer crecer las bacterias. Bacterias diferentes requieren alimentación
diferentes, o sea “medios de cultivo” distintos, (Tratamientos Químicos, C.A.).
OS
D
A
RV
Una muestra de agua en la cual se sospecha la existencia de bacterias se
E
S
E
R
OsonSrelativamente
Como los medios de C
cultivo
específicos se puede identificar el
H
E
ERpresentes observando el tipo de medio en el cual se reproducen.
tipo de D
bacteria
coloca en un medio de cultivo, de este modo las bacterias crecen y se multiplican.
Efectuando el cultivo a diferentes diluciones se puede obtener una indicación del
número de bacterias presentes. Existen diferentes versiones de las técnicas de
identificación y contaje, (Tratamientos Químicos, C.A.).
Método API-RP-38
Es una técnica del recuento de dilución por extinción. Utiliza
procedimientos a continuación se describirán:
- Se utiliza una serie de frascos tipo penicilina, conteniendo 9 ml del
cultivo anaeróbico. Estos cultivos contienen una solución llamada agar, la cual les
permite a las bacterias sulfato reductoras estar en su mismo medio facilitando el
crecimiento de las bacterias y de un clavo, representando al hierro la cual al estar
en contacto con el ácido sulfhídrico generado por estas bacterias y el sulfato
producen sulfuro de hierro. Un cambio de color indica una prueba positiva con la
presencia de bacterias.
20
- Se inyecta 1 ml de la muestra de agua en el primero de ellos y se mezcla.
- Se retira 1 ml de solución del primer frasco con una jeringa descartable y
se inyecta en el segundo. Se mezcla y se tira la jeringa.
- Se retira 1 ml de solución del segundo frasco con una nueva jeringa
descartable y se inyecta en el tercer frasco. Se mezcla y se tira la jeringa.
- Luego éste procedimiento se repite el número de veces se desee. La
dilución será para el n-símo frasco 1/10n-1
OS
D
A
RV
La mejor práctica es el uso de una nueva jeringa esterilizada cada vez el
E
S
E
SR
O
(Tratamientos Químicos,
C.A.).
H
C
E
R
DE
líquido es transferido de una botella a la próxima para así no descartarla.
Figura 3
Método API-RP-38. Cultivo de Bacterias Extinción por Dilución
Fuente: Tratamientos Químicos, C.A. (2005)
21
La idea del procedimiento es diluir la muestra en la cual el ml que se
inyecta en el último frasco no tenga bacterias, es decir la actividad bacteriana se
haya extinguido. De allí se puede estimar el número de bacterias de la muestra
original. Después de inocular los frascos se los incuba durante un período variable
de 2 semanas como mínimo. Se recomienda temperatura constante, dentro de los
36,6 ºC (95ºF) por 24 horas de la temperatura a la que se muestrea puesto la
velocidad de reproducción depende de la temperatura. En el campo, sin embargo,
esto no es posible y conviene dejarlos en un ambiente protegido de la temperatura
OS
D
A
RV
exterior. El crecimiento de bacterias queda indicado por la aparición de una
turbidez en el caso de bacterias en general o un oscurecimiento en el caso de las
E
S
E
R
S
O
suficientes para las bacterias
en
general
y 2 semanas a un mes para que crezcan las
H
C
E
ER El contaje final puede efectuarse a los 7, 14, 21 y 30 días
sulfato D
reductoras.
bacterias sulfato reductoras. Como regla aproximada se puede decir que 3 días son
respectivamente pero la metodología utilizada por PDVSA es que el producto se
inyecte cada 7 días. (Tratamientos Químicos, C.A.).
En general se considera para el contaje de bacterias aeróbicas totales un
valor de menos de 10.000 organismos/ml no es peligroso en aguas sin tratar pero
que un contaje de 100.000 bacterias/ml es un indicio de una gran posibilidad de
taponamiento por lo que se aconseja un tratamiento con biocida. Haciendo la
salvedad de algunas bacterias formadoras de mucílagos no son detectadas por esta
técnica pues solo se desarrolla sobre una superficie sólida.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
22
Figura 4
Cultivo de Bacterias, Extinción por Dilución
Rango de Concentración de
Las Bacterias en la Muestra
Botellas Nº
Factor de Dilución
1
1x
2
10x
3
100x
4
5
6
7
8
de Agua (Colonias/ml)
1-9
E
S
E
SR
O
10.000x
H
C
E
R
100.000x
DE
S
O
D
100 - 999
A
RV
1.000x
10 - 99
1.000 - 9.999
10.000 - 99.999
100.000 - 999.999
1.000.000x
1.000.000 - 9.999.999
10.000.000x
10.000.000 - 99.999.999
Fuente: Tratamientos Químicos, C.A. (2005)
Bacterias Perturbadoras en el Campo Petrolífero
Aquí las bacterias perniciosas pueden aparecer en un yacimiento
petrolífero pertenecen fundamentalmente a cuatro tipos según sus efectos:
1.- Bacterias Formadoras de Mucílagos: Estas bacterias no pertenecen a
un único grupo bacteriano. Existen muchos tipos de bacterias capaces de formar
un producto mucilaginoso, en general es una cobertura celular. Algunos tipos son
aeróbicos, otros anaeróbicos y algunas son facultativas. Producen el mucílago
sobre las superficies sólidas, (Tratamientos Químicos, C.A.).
23
Las principales familias de éste grupo son: Pseudomonas, Enterobacter,
Aerobacter, Bacillus, Escherichia y Flavobacterium. Son heterótrofas y obtienen
su energía de fuentes orgánicas, (Tratamientos Químicos, C.A.).
Por ejemplo las Pseudomonas son poderosos taponadores de las
formaciones y contribuyen a la corrosión, pues al aislar las superficies permiten la
formación de celdas de concentración de oxígeno por un lado y por el otro, el
crecimiento de bacterias sulfato reductoras.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
pueden requerir menos
de
0.5
ppm
para subsistir. Se encuentra en aguas dulces,
H
C
E
ERfiltros, cañerías y otros equipos; también pueden subsistir en
piletas, D
pozos,
2.- Bacterias Ferrooxidantes: Estos organismos son aeróbicos, aunque
salmueras y se caracterizan por poder oxidar el hierro ferroso existente en
solución al estado trivalente, precipitando Fe(OH)3.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
Ecuación Nº3:
4 FeCO3 + O2 + 6 H2O → 4 Fe(OH)3 + 4 CO2↑
El hidróxido férrico favorece la corrosión por formación de celdas de
concentración de oxígeno y/o proporcionando el ambiente adecuado para las
bacterias sulfato reductoras. Algunos ejemplos de estas bacterias son: Siderocapsa
(capsulas pequeñas), Sphaerotilus (Bacteria filamentosa) y varias familias de
bacterias envainadas, (Tratamientos Químicos, C.A.).
24
3.- Bacterias Sulfurooxidantes:
Estas bacterias pertenecen fundamentalmente a dos clases:
a) Bacterias Aeróbicas Incoloras: Un ejemplo de ésta es la Beggiatoa. Se
encuentra en aguas en la cual contienen H2S, particularmente donde las cañerías
colectoras vuelcan el agua en piletas abiertas. Se caracterizan por poseer
filamentos, gránulos de azufre intracelulares y por un lodo grisáceo la cual puede
taponar los filtros. Produce iones sulfato, es decir nutrientes para las bacterias
OS
D
A
RV
sulfato reductoras. Tiene la particularidad de no crecer en los medios habituales de
cultivo de laboratorio, éste modo debe ser reconocido al microscópico.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
Db)EBacterias Anaeróbicas Coloreadas:
(Tratamientos Químicos, C.A.).
Un ejemplo de ésta es el
Chlorobium (verde), y Chromatium (púrpura), ellas requieren la luz solar para
efectuar la fotosíntesis y producen una descomposición biológica. Su importancia
en los sistemas de inyección es relativa, (Tratamientos Químicos, C.A.).
4.- Bacterias Sulfato-Reductoras: La mayor parte de los problemas en el
campo petrolífero aparece por causa de bacterias del género Desulfovibrio y en
menor proporción del género Clostridium, (Tratamientos Químicos, C.A.).
Aquí se hará referencia fundamentalmente a la bacteria Desulfovibrio
Desulfuricans, en la cual algunos tipos de éste mismo género difieren solamente
en el sustrato orgánico requerido para su crecimiento pero todas reducen los iones
sulfato a sulfuro, son anaeróbicas y pueden crecer en agua dulce o salobre. Son
bacterias sésiles, es decir se adhieren a una superficie donde crecen. Este hecho es
muy importante puesto el recuento de colonias obtenido a partir de muestras de
agua, es sólo un indicio (y en general por defecto) de la población bacteriana del
sistema, (Tratamientos Químicos, C.A.).
25
La aparición de iones sulfuro en el sistema por acción bacteriana tiene
como consecuencia la formación de acido sulfhídrico (H2S), corrosión de los
equipos y taponamientos debido a la formación de sulfuro de hierro (FeS).
(Tratamientos Químicos, C.A.).
Figura 5
Bacterias Sulfato Reductoras
ORGAMISMOS ANAERÓBICOS
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
SUSTANCIAS ORGÁNICAS
H+, electrones
DESCOMPOSICIÓN BIOLÓGICA
(Bacteria Fermentadora)
H2
ACIDOS GRASOS
ALCOHOLES
SO4 -2
BACTERIAS
SULFATO
REDUCTORAS
H2S
CO2
CO2
Fuente: Tratamientos Químicos, C.A. (2005)
26
a) Síntomas de su Existencia
- La gradual acidificación del agua de inyección, muestra un aumento de la
concentración de sulfuros y/o se ennegrece.
- Pérdida de inyectabilidad de la formación.
- Deterioro del metal en el sistema, en especial en los puntos estacionarios
(fondos de tanque, decantadores, y otros.).
- Presencia de hierro en las aguas y eflorescencias en las superficies.
OS
D
A
RV
- Al reflejar los pozos se produce “agua negra” y mucílago negro.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
E
S
E
S R en el Proceso de Corrosión
b) Tres MecanismosO
Intervienen
H
C
E
R
DE
- Actúan como despolarizantes catódicos, activando al hidrógeno en forma
similar a la que se refiere para el oxígeno. La ecuación balanceada resume éste
mecanismo:
Ecuación Nº4:
4 Fe + SO4= + 4 H2O → FeS + 3Fe ( OH ) 2 + 2 OH
- Es característico de las bacterias heterotróficas, es decir aquellas usando
un sustrato orgánico, producen ácido acético.
- El ataque del metal por el H2S generado por los microorganismos.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
27
Corrosión Microbiana
La actividad microbiológica es reconocida como un contribuyente
significativo a los problemas de corrosión enfrentados por varias industrias. Los
procedimientos para determinar la influencia de los microorganismos han sido
tediosos, ineficientes e imprecisos abarcando la gran importancia de la corrosión
inducida por microorganismos (CIM), (Tratamientos Químicos, C.A.)
OS
D
A
RV
Esta corrosión inducida por microorganismos son fenómenos de corrosión
tienen lugar cuando determinados microorganismos se sitúan en la interface
E
S
E
SR
proceso de corrosiónC
y esH
unO
mecanismo de corrosión importante abarcando el 10
E de corrosión de este tipo. El 50 por ciento de los casos de
R
E
por ciento
de
los
casos
D
material-metálico-medio, modifican las condiciones en la cual se lleva a cabo el
estructuras enterradas se atribuyen a la corrosión inducida por microorganismos.
(Castro, Pág.26).
Ha sido establecido unos de los mecanismos más importantes de la
corrosión inducida por microorganismos es la despolarización catódica por
hidrógeno utilizando como medio, las bacterias sulfato reductoras. Este tipo de
bacteria, usa una enzima hidrogenasa para convertir la energía del proceso de
corrosión en sus actividades metabólicas. Estos resultados en la corrosión
localizada forman picaduras, debido a la producción de ácido sulfhídrico y
depósitos de sulfato de hierro por medio de la bacteria.
(Tratamientos Químicos, C.A).
Las presentes pruebas se han concentrado en identificar la presencia de
ciertos organismos como las bacterias sulfato reductoras en el agua y muestras de
depósitos. Se ha convertido en aparente determinar la influencia de la bacteria en
celdas de corrosión debería estar basado en una medida de la actividad de los
organismos preferiblemente su número absoluto.
(Tratamientos Químicos, C.A).
28
Control de Microorganismos
Existen cuatro tipos de reactivos químicos para el control de los
microorganismos:
-
Bactericidas: Sustancias en la cual matan bacterias.
-
Bacteriostatos: Sustancias en la cual inhiben el crecimiento de las
bacterias.
-
Biocidas: Sustancias en la cual además de matar bacterias, matan otras
OS
D
A
RV
formas de vida.
-
Biostatos: Compuestos en la cual retardan el crecimiento de bacterias
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E de eliminar las bacterias o solamente inhibir su crecimiento y
La
Ddecisión
y otras formas de vida.
su reproducción depende del tipo de bacterias que se encuentre. Las bacterias
sulfato reductoras requieren un bactericida pues se debe buscar su eliminación
total. En otros casos, sin embargo es posible transigir y usar sustancias
bacteriotásticas. Sea cual fuera la decisión, un estudio previo del problema es
imprescindible en todos los casos, puesto que la aparición de los primeros
inconvenientes se puede producir en momentos en que ya sea imposible tomar
soluciones adecuadas, (Tratamientos Químicos, C.A.).
Biocida
Un biocida es un agente físico o químico la cual pueden matar organismos.
Es un término aplicado a los productos químicos utilizados para destruir
organismos vivos, también interfieren o amenazan la salud y las actividades
humanas. Entre ellos están los herbicidas (para controlar malezas), los
nematicidas (contra gusanos y similares), los insecticidas (contra las plagas de
insectos), los acaricidas (contra los ácaros), los fungicidas (contra enfermedades
29
de las plantas y moho), y los raticidas.
(www.Ingenieroambiental.com.ar/dic_amb/601.htm).
Son biocida los insecticidas, herbicidas, fungicidas y plaguicidas en
general. Producen efectos a corto plazo, en la cual hongos, insectos y plantas no
deseados desarrollan formas resistentes al cabo de un tiempo. Algunos biocida son
selectivos, siendo más potentes contra un número pequeño de especies, en tanto
otros son más indiscriminadamente tóxicos.
OS
D
A
RV
(www.Ingenieroambiental.com.ar/dic_amb/601.htm).
E
S
E
S RCuando se conocen estos datos en muchos
O
determina con pruebas
de
laboratorio.
H
C
E
R
E de bacterias y de otros microorganismos necesita ser reducido.
casos, elD
número
El límite máximo tolerable de población microbiana en sistemas se
Esto se puede lograr mediante la adición de biocida; productos químicos son
tóxicos para los microorganismos. Los biocidas son generalmente dosificados a
un sistema para reducir eficaz y rápidamente la población de los
microorganismos, los cuales no pueden recuperarse fácilmente del descenso de
población. Hay varios tipos de biocida, algunos de los cuales tienen una amplia
gama de efectos sobre muchas y diversas clases de bacterias.
(www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
Clasificación de Biocida
1.- Biocida Oxidantes
Oxidan irreversiblemente proteínas provocando pérdida de la actividad
enzimática, hidrólisis de los constituyentes orgánicos y consecuentemente la
rápida muerte de la célula. (www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
30
a) Cloro Gas: El cloro es posiblemente el biocida industrial más usado
hoy en día. Se utilizó durante mucho tiempo para la desinfección de los
abastecimientos de agua domésticas y para el retiro del sabor y los olores del
agua. La cantidad de cloro necesita ser agregada a un sistema de agua viene
determinada por varios factores, a saber: demanda de cloro, tiempo de contacto,
pH, temperatura del agua, volumen de agua y cantidad de cloro se pierde con la
aireación, (www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
OS
D
A
RV
Cuando el cloro gaseoso se incorpora a un abastecimiento de agua, se
hidroliza para formar ácido hipoclórico y clorhídrico. Es éste último el que
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E clorhídrico es el responsable de las reacciones de oxidación del
El
Dácido
determina la actividad biocida, (www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
citoplasma de los microorganismos, después de la difusión a través de las paredes
de la célula. El cloro entorpece la producción de adenosín trifosfato (ATP), un
compuesto esencial para la respiración de los microorganismos. Las bacterias que
están presentes en el agua, morirán como consecuencia de los problemas de
respiración experimentados, causados por la actividad del cloro.
(www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
La cantidad de cloro necesita ser agregada para el control del crecimiento
bacteriano la cual viene determinada por el pH. Cuanto más alto es el pH, más
cloro es necesario para matar a las bacterias indeseadas en un sistema de agua,
(www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
b) Sales de Hipoclorito: Las sales de hipoclorito son sales del ácido
hipocloroso. Principalmente se utilizan la sal sódica y la cálcica y funcionan de
forma similar al resto de generadores de cloro. El más utilizado en tratamiento de
aguas es el hipoclorito sódico para no incrementar el potencial incrustante del
31
agua circulante adicionando más calcio. Son más fáciles de manipular a diferencia
del cloro aunque tienen todas sus ventajas y limitaciones.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
c) Cloroisocianuratos: Generadores de cloro en agua suministrados
habitualmente en forma sólida. Se pueden llegar a utilizar en sistemas pequeños
prefieren utilizar un biocida oxidante y no pueden justificar el coste de un equipo
OS
D
A
RV
de dosificación de cloro en forma gas o en forma líquida. Inicialmente aplicados
en piscinas, se observó que los cianuratos funcionan como estabilizadores ya que
E
S
E
SR
O
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
H
C
E
R
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
DE
reducen la inactivación del cloro debida a la luz ultravioleta.
d) Dióxido de Cloro: Históricamente el dióxido de cloro se utilizaba
como agente blanqueante en la industria textil, del papel y celulosa. Al
adicionarse al agua no produce ácido hipocloroso de forma inmediata ya que
permanece como ClO2 en solución. Por eso es más efectivo que el cloro cuando
el pH del agua es más elevado. No genera los problemas de olor y sabor la cual
posee la adición de cloro, aunque en torres de refrigeración ésta ventaja no es
decisiva. El dióxido de cloro es un gas explosivo, así se genera directamente en el
punto de aplicación mezclando habitualmente una fuerte solución clorada con
clorito sódico e inmediatamente inyectado en el agua a tratar. Normalmente, el
dióxido de cloro tiene una demanda de cloro menor por no combinarse con
compuestos nitrogenados. En sistemas con contaminaciones amoniacales
importantes puede presentar ventajas respecto a otras formas oxidantes cloradas.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
32
e) Ozono: El ozono es naturalmente inestable. Puede ser utilizado como
agente oxidante de gran alcance, cuando se genera en un reactor. Como un
biocida, él actúa de la misma manera a la del cloro; dificulta la formación del
Adenosín trifosfato (ATP), en la cual la respiración de la célula de los
microorganismos se hace difícil. Durante la oxidación con ozono, las bacterias
mueren generalmente por pérdida del citoplasma la cual sostiene la vida. Mientras
el proceso de la oxidación ocurre, el ozono se divide en oxígeno diatómico y un
átomo de oxígeno, se pierde durante la reacción con los líquidos de la célula de las
OS
D
A
RV
bacterias. Algunos de los factores determinan la cantidad de ozono requerida
durante la oxidación como son pH, temperatura, compuestos orgánicos y
E
S
E
SR
O
(www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
H
C
E
R
DE
solventes, y productos acumulados de la reacción.
El ozono es más respetuoso con el medio ambiente a la del cloro, porque
no agrega el cloro al sistema del agua. Debido a su descomposición, el oxígeno no
dañará la vida acuática. Generalmente 0,5 PPM de ozono se agregan a un sistema
de agua, sobre base continua o intermitente.
(www.lenntech.com/español/biocidas.htm).
2.- Biocida No Oxidantes
Debido a las limitaciones medioambientales del cloro y al incremento de los
programas de tratamiento de agua para evitar corrosiones la cual trabaja a un pH
alcalino (por encima de 8), el uso de biocida no oxidantes se ha extendido bien
como tratamiento principal o como complemento a la acción de los biocida
oxidantes.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
33
a) Sales de Amonio Cuaternario: Son compuestos de nitrógeno
catiónicos y con actividad sobre la tensión superficial del agua. Probablemente
representa el grupo de biocida no oxidantes más ampliamente utilizado para el
tratamiento de agua de refrigeración de procesos industriales. Son generalmente
efectivos para controlar algas y bacterias aunque su actividad frente algunos
microorganismos específicos varía en función de la estructura del compuesto (de
la cadena alquílica). En general son eficaces como Alguicidas y Bactericidas a pH
neutro o ligeramente alcalino aunque su efectividad frente a los hongos es muy
OS
D
A
RV
baja. Su actividad bactericida / bacteriostática es debida a la carga catiónica
formando un enlace electrostático con la membrana celular del microorganismo.
E
S
E
SR
una desnaturalizaciónC
deH
lasO
proteínas y la muerte de la célula. La actividad de la
RE
mayoríaD
deE
amonios cuaternarios se reduce si el contenido en cloruros, del agua
Finalmente se produce la distorsión de la permeabilidad de la membrana celular,
circulante, es muy grande. También se ve afectada su actividad por la elevada
acumulación de lodo en el sistema.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
b) Isotiazolonas: Estos microbicidas, usualmente disponible como una
mezcla de dos o más isotiazolonas, se utilizan como biocida de amplio espectro.
Son efectivas a concentraciones muy bajas y en un amplio rango de pH. Pueden
controlar bacterias aerobias y anaerobias (incluidas las sulfato reductoras) así
como hongos y algas. Habitualmente las formas comerciales de éstos preparados
no poseen capacidad surfactante, por lo cual se pueden combinar sin problemas,
con la mayoría de dispersantes e inhibidores de corrosión. Su actividad se ve sólo
ligeramente afectada por la presencia de dureza, amonio, cloruros o sólidos en
suspensión y además no tiene interacciones con los materiales habituales de
construcción de los sistemas. Sin embargo, no posee una capacidad alta de
penetración en la biomasa, por tanto en sistemas en la cual tenga una cantidad de
lodo orgánico acumulado importante, se deberá adicionar un biodispersante.
34
Además a la hora de manejar los preparados se debe actuar con especial atención
por poseer efectos termales adversos.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
c) Compuestos Organobromados: Este grupo de compuestos incluye la
dibromo-nitrilopropionamida (DBNPA) y bromohidroxiacetofenona (BHPA). Son
microbicidas de amplio espectro con particular eficacia sobre las bacterias. No son
OS
D
A
RV
agentes oxidantes y por tanto se pueden utilizar en sistemas con altos contenidos
en biomasa. El DBNPA hidroliza de manera rápida a pH mayores de 8. Por ello
E
S
E
R
S
O
rápidamente a las bacterias
si
el
pH
es alcalino. La actividad microbicida del
H
C
E
ER del pH. Estos productos tienen una solubilidad muy baja en
BHPA no
Ddepende
debe ser utilizado en sistemas teniendo la posibilidad en la cual el biocida ataque
agua y deben ser adicionados en puntos en las cuales se logre una adecuada
dispersión. Tienen una mayor actividad para las bacterias y no frente a hongos y
algas.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
d) Guanidinas: Estos materiales funcionan como surfactantes catiónicos
interrumpiendo las reacciones enzimáticas extracelulares y por ello el desarrollo
de las paredes celulares de algas y bacterias. Pueden ser utilizados en sistemas con
presencia moderada de contaminantes hidrocarbonados (aceites y grasas por
ejemplo). Sin embargo, altos niveles de sólidos en suspensión inorgánicos limitan
la efectividad de estos compuestos. La sobre dosificación puede generar
problemas de espumas. Son más efectivas para mantener un sistema libre de
problemas microbiológicos partiendo de un sistema limpio y menos efectivo para
mitigar un sistema con problemas de ensuciamiento severos.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
35
e) THPS (Sulfato de tetrakis (hidroximetil) fosfonio): Este producto
pertenece a una nueva clase de microbiocidas “verdes”, combinando alta
efectividad con una relativa baja toxicidad. Es especialmente recomendado para el
tratamiento de aguas de recuperación secundaria en la industria del petróleo, así
como para la industria del papel. (Tratamientos Químicos, C.A.).
Entre sus principales propiedades se destacan:
-
Baja toxicidad.
-
Optimo desempeño a bajos niveles de dosificación.
-
Alta efectividad contra bacterias sulfato reductoras.
-
Rápida degradación en el medio ambiente.
OS
D
A
RV
E
S
E
S R (THPS
O
- No produce
bio-acumulación
H
C
E
R
E
Destructura).
no posee halógenos es su
(Tratamientos Químicos, C.A.)
f) Glutaraldehído: Este compuesto ha demostrado efectividad frente a
bacterias tanto aerobias como anaerobias. Su efectividad es más limitada frente a
algas y hongos. Se puede neutralizar de manera fácil. Si el pH del agua es alcalino
puede ser necesario potenciar su acción bactericida con la utilización de un
surfactante. Su acción biocida se basa en su capacidad de enlazar proteínas y por
ello no debe utilizarse en sistemas que tengan contaminaciones de amonio.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
El glutaraldehído es uno de los microbiocidas químicos más efectivos
conocidos. Es altamente eficaz contra una amplia variedad de microorganismos
incluyendo las bacterias sulfato reductoras, algas, y es, por lo tanto, idealmente
satisfecho para una variedad de aplicaciones de campo de crudo incluso en el
tratamiento de inyección de agua. El mecanismo de microorganismos muertos con
glutaraldehído esta influenciado por el pH, tiempo, concentración y temperatura.
36
Estos factores influyen en la interacción de glutaraldehído con otros componentes
en la matriz circundante, (Tratamientos Químicos, C.A.)
Factores Determinan la Elección de un Biocida
La selección del biocida más apropiado para un sistema determinado
depende de una serie de factores:
- El tipo de microorganismos presentes.
- El histórico de operación del sistema.
OS
D
A
RV
E
S
E
S Rantincrustante y anticorrosivo.
O
- La naturaleza
del
tratamiento
H
C
E
R
Ecaracterísticas físico-químicas del agua.
-D
Las
- El esquema hidráulico del sistema.
- Las restricciones medioambientales.
- La toxicidad del biocida para los manipuladores del mismo.
- El costo de aplicación del biocida.
- La facilidad de realizar un análisis del residual de biocida de forma fácil
y rápida.
(http://www.cresca.upc.es/congreslegionella/ponencies/ponencies/Gregori_de_Di
os_Visio_generica_dels_Biocidas.pdf).
37
Tabla 1
Diferencias entre cada Biocida Evaluado
Tipo de Biocida
Características
Es un producto químico a base de THPS a una proporción de
TQ-1
240 ppm a una concentración del 35%.
Es un producto químico a base de Glutaraldehído a una
TQ-2
OS
D
A
RV
proporción de 240 ppm a una concentración del 5%.
E
S
E
R
S
O
H
Es
Cun producto químico a base de Glutaraldehído a una
E
R
DE proporción de 240 ppm a una concentración del 40%.
TQ-4
Es un producto químico a base de Glutaraldehído a una
TQ-3
proporción de 240 ppm a una concentración del 25%.
Es un producto químico a base de Glutaraldehído a una
TQ-5
proporción de 240 ppm a una concentración del 15%.
Es un producto químico a base de Glutaraldehído a una
TQ-6
proporción de 240 ppm a una concentración del 20%.
Es un producto químico a base de Glutaraldehído a una
TQ-7
proporción de 240 ppm a una concentración del 10%.
Es un producto químico a base de Glutaraldehído a una
TQ-8
proporción de 240 ppm a una concentración del 30%.
Nota: La diferencia entre los productos TQ-2 al TQ-8 son las
concentraciones del biocida Gluteraldehído.
38
Función de los Biocida en la Recuperación de Crudo
En la mayoría de las operaciones de recuperación de crudo se utilizan
vastas cantidades de agua. Dadas las condiciones favorables, los bajos niveles de
microorganismos usualmente presentes en el agua se multiplicaran rápidamente y
causarán serios problemas. Los problemas típicos incluyen corrosión de la tubería
de producción, válvulas, empacaduras, etc., acidez del crudo, bloqueo de filtros.
(Tratamientos Químicos, C.A.)
OS
D
A
RV
1.- Inyección de Agua (Recuperación Secundaria de Crudo): Su
E
S
E
R
S condiciones
Ocrea
antes de su uso. EsteC
proceso
ideales para el crecimiento de los
H
E
R y en particular de las bacterias sulfato reductoras. Incluso
organismos
DEanaeróbicos
práctica es normal en la inyección y retención de agua para desoxigenar el agua
en sistemas aireados la bacteria aeróbica pueden rápidamente utilizar el oxígeno
disponible, produciendo ambientes anaeróbicos localizados.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
Las bacterias sulfato reductoras (BSR) tiene la habilidad de reducir los
sulfatos a sulfuros resultantes en la producción del gas sulfuro de hidrógeno y
ácidos corrosivos, (Tratamientos Químicos, C.A.).
Sin control, el ataque bacteriano conlleva a:
-
Corrosión de la tubería de inyección de agua.
-
Bloqueo de filtros.
-
Acidificación del crudo.
-
Creación de condiciones peligrosas de trabajo debido a la producción
del gas toxico sulfuro de hidrógeno (H2S).
39
Las consecuencias de estas ocurrencias pueden ser muy caras y en casos
extremos ellos pueden conllevar a la adquisición de un nuevo pozo de inyección.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
Por consiguiente, el uso de un biocida efectivo provee un significado
relativamente económico de minimizar o prevenir problemas.
(Tratamientos Químicos, C.A.).
OS
D
A
RV
2.- Recuperación de Crudo Mejorada: Después de la inyección del agua,
la recuperación de crudo mejorada puede ser técnicamente empleada para
E
S
E
OS R por la recuperación de crudo mejorada.
dos métodos que hanC
sidoH
considerados
E C.A.).
R
E
(Tratamientos
Químicos,
D
incrementar la recuperación de crudo. Inyección de polímeros y surfactante son
Las soluciones de polímeros y surfactantes están susceptibles para atacar
las bacterias aeróbicas y anaeróbicas, (Tratamientos Químicos, C.A.).
En la ausencia de control bacteriano el ataque puede resultar en:
-
Degradación del polímero o surfactante, como consecuencia puede
traer una pérdida de su efecto.
-
La corrosión de la tubería de inyección debido a los ácidos producidos
por las bacterias sulfato reductoras (BSR).
-
Acidificación del crudo por el sulfuro de hidrógeno producido por las
bacterias sulfato reductoras (BSR).
-
Creación de condiciones peligrosas de trabajo debido a la producción
de sulfuro de hidrógeno el cual es tóxico.
(Tratamientos Químicos, C.A.)
40
Definición de Términos Básicos
Ácido Sulfhídrico (H2S)
Es un gas inflamable, incoloro con un olor característico a huevos
podridos. Se le conoce comúnmente como ácido hidrosulfúrico o gas de
alcantarilla. La gente puede detectar su olor a niveles muy bajos.
(http://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts114.html)
Adenosín Trifosfato (ATP)
OS
D
A
RV
Está formado por adenina, ribosa y tres grupos fosfatos, contiene enlaces
E
S
E
SR
energía almacenada. CHO
E
R
E
(http://www.monografias.com/trabajos14/adenosin/adenosin.shtml)
D
de alta energía entre los grupos fosfato; al romperse dichos enlaces se libera la
Aeróbicos
Aplícase al ser vivo el cual necesita del oxígeno molecular para subsistir.
(http://www.legionela.info/glosario/glosariolegio.htm)
Anaeróbicos
Aplícase al organismo el cual puede vivir sin oxígeno.
(http://www.legionela.info/glosario/glosariolegio.htm)
Autótrofos
Corresponden al primer escalón de la cadena alimenticia. Son organismos
capaces de sintetizar su propio alimento a partir de la luz solar y de compuestos
inorgánicos. A este grupo pertenecen las plantas superiores y las algas. Cerca del
50 por ciento de la energía solar la cual llega a la superficie de la tierra es
absorbida por estos organismos.
(http://www.lablaa.org/ayudadetareas/biologia/biolo70.htm)
41
Bacterias
Organismo unicelular, microscópico, sin clorofila ni núcleo, pero con gránulos
de cromatina dispersos en el protoplasma y provistos a veces de flagelos o cilios
mediante los cuales se mueve en un medio líquido. Muchas de sus especies viven
en las aguas, dulces o marinas; abundan en sustancias orgánicas, en el suelo y en
materias orgánicas en putrefacción; otras son parásitas, más o menos patógenas.
(http://www.legionela.info/glosario/glosariolegio.htm)
OS
D
A
RV
Bacterias sésiles
Son bacterias la cual habitan en biopelículas adheridas a las superficies.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E Reductoras (BSR)
Bacterias
DSulfato
(http://www.galeon.com/ingalimentos/biofilms.htm).
Son capaces de obtener carbono desde dióxido de carbono, ofrecen la
posibilidad de llevar diversas formas de azufre ionizado (SO4, SO3, SO2) a sulfuro
de algún catión, típicamente sulfuro de hidrógeno, H2S. La reactividad del sulfuro
de hidrógeno se pueden producir sin un número de moléculas hoy valiosas para la
sociedad industrial.
(http://tamarugo.cec.uchile.cl/~cabierta/revista/5/azufre.htm).
Bactericida
Producto químico utilizado para evitar el desarrollo de bacterias la cual
afectan los diferentes procesos del curtido.
(http://www.cueronet.com/glosario/glosariob.htm).
Biocida
Sustancias activas y preparados. Contienen una o más sustancias activas,
presentados en la forma en la cual son suministrados al usuario, destinados a
destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la acción o ejercer un control sobre
42
cualquier organismo nocivo por medios químicos o biológicos.
(http://www.legionela.info/glosario/glosariolegio.htm).
Biopelícula
Son comunidades de células alojadas en una matriz de polímeros orgánicos
secretados por éstas, la cual está adherida a una superficie, y en cuyo interior las
células adoptan un estado metabólico característico capaz de soportar condiciones
adversas, (http://www.galeon.com/ingalimentos/biofilms.htm).
OS
D
A
RV
Célula
E
S
E
SR
O
(http://es.wikipedia.org/wiki/Célula)
H
C
E
R
DE
Es la unidad estructural y funcional principal de los seres vivos.
Corrosión
Es la alteración la cual causa el ambiente en un objeto manufacturado,
excluyendo los efectos puramente mecánicos (como el desgaste por frotación y la
ruptura por impactos). Es un fenómeno mucho más amplio afectando a todos los
materiales (metales, cerámicas, polímeros...) y todos los ambientes (medios
acuosos, atmósfera, alta temperatura...), (http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosión).
Cultivo
Prueba de laboratorio la cual consiste en hacer crecer bacterias u otros
microorganismos para ayudar en el diagnóstico.
(https://my.inova.com/public/healthresearch/content_display_full.cfm?doc_id=P0
6039).
Dilución
Es el bajar la concentración de una solución, mediante la adición de más
solvente. Es decir la relación volumétrica entre solvente y soluto.
(http://members.tripod.com/Arturobola/glosa.htm).
43
Efluentes
Líquido proveniente de una planta industrial.
(www.diccionarioelmundo.es)
Eucarióticos
Se dice de las células con núcleo diferenciado, envuelto por una membrana
y con citoplasma organizado, y de los organismos constituidos por ellas.
(Biblioteca de Consulta Microsoft® Encarta® 2005).
Facultativas
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
oxígeno. (http://www.aguamarket.com/diccionario/terminos.ast?Id=171).
H
C
E
R
DE
Bacterias donde pueden crecer tanto en presencia como en ausencia de
Género
Entidad taxonómica la cual agrupa a las especies afines. A su vez, los
géneros afines se agrupan en familias.
(http://huertayjardin.tripod.com.ar/huertayjardin/id10.html).
Heterótrofas
Organismo alimentado de sustancias orgánicas, tanto vivas como muertas,
(Diccionario Hola Ciencias).
Incubadora
Es una caja u horno manteniendo el contenido a una temperatura
constante, (http://www.elsaurio.com.ar/sivida/glosario.htm).
Planta de Inyección de Agua
Es una facilidad la cual permite elevar la presión de los pozos a través de
los pozos de inyección con el objeto de mantener sus niveles de producción. Gran
parte de ellas se encuentran ubicadas en el lago, permite usar el agua del mismo,
44
esto mediante un proceso de suavización (filtrado, desoxigenación) la cual inyecta
a los pozos o a algún múltiple el agua sin deteriorar las tuberías.
(http://www.coplan.com.ve/productos.html).
Sésil
Animal sujeto a un objeto o está fijo en un lugar (por ejemplo, los
percebes), (http://www.tecnologiambiental.com/glosario/Glosario.php?letra=S).
Sulfato
OS
D
A
RV
Es un compuesto químico el cual se identifica por el anhídrido (óxido de
E
S
E
S enRla naturaleza debido a su origen volcánico.
O
Es una combinación muy
corriente
H
C
E
R
(http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato).
DE
azufre, SO4=), en el cual se acoplan diferentes metales y otras moléculas químicas.
Sulfuro
Es la combinación del azufre (número de oxidación -2) con un elemento
químico o con un radical. Hay unos pocos compuestos covalentes del azufre,
como el disulfuro de carbono (CS2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S) considerados
también como sulfuros, (http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfuro).
Vibrio
Es un género de bacteria, incluido en el subgrupo gamma de los
Proteobacteria, (http://en.wikipedia.org/wiki/Vibrio)
45
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Investigación.
En el presente estudio se empleó el tipo de investigación descriptiva, por
ser el que más se ajusto al problema planteado, el cual según Tamayo (1998),
OS
D
A
RV
“Comprende la descripción, registro y análisis e interpretación de la naturaleza
E
S
E
R
OS descriptiva
Asimismo, la C
investigación
consiste en la caracterización de un
H
E
hecho, fenómeno
DERo grupo con el fin de establecer su estructura o comportamiento.
actual, y la composición o naturaleza de los fenómenos”.
(Arias, 1999, Pág. 48).
La aplicación de este tipo de investigación, permitió describir las fases
para la selección de un biocida, y registrar los resultados con la finalidad de poder
analizar e interpretar la eliminación de las bacterias sulfato reductoras.
Diseño de la Investigación
El estudio se realizó bajo los márgenes de una investigación de campo, que
según Arias (1997), “Consiste en la recolección de datos directamente de la
realidad donde ocurren los hechos, sin manipular o controlar variable alguna”.
La eliminación de las bacterias sulfato reductoras, fue medida
directamente en el lugar donde se realizaron los ensayos, de manera tal no
existiese la posibilidad de alterarse los resultados. Además, cabe destacar en la
metodología para la selección de un biocida no se manipuló o controló ninguna
variable sino las estipuladas por el procedimiento para la selección de dicho
biocida.
48
Técnica de Recolección de Datos
La técnica de recolección de datos empleada en el presente estudio, fue la
observación directa, la cual según Tamayo (1998), “Consiste en obtener los datos
directamente de la realidad a través del contacto directo del investigador con el
fenómeno a estudiar”.
Esta técnica permitió obtener los datos directamente de la realidad
OS
D
A
RV
mediante la observación de cada una de las fases a las cuales fueron sometidas las
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
bacterias sulfato reductoras, y posteriormente, establecer el efecto de la
eliminación de dicha bacteria.
Procedimiento, Análisis e Interpretación de los Datos
Las técnicas de procesamiento y análisis de los datos describen las
distintas operaciones a las cual serán sometidos los datos obteniendo:
clarificación, registro, tabulación y codificación. (Arias, 1997, Pág. 55).
En el análisis se definen las técnicas lógicas (inducción, análisis, síntesis)
o estadísticas descriptivas o inferenciales las cuales serán empleadas para
descifrar revelando los datos recolectados. (Arias, 1997, Pág. 55).
Para la investigación se empleó como técnica de recolección de datos la
tabulación y el registro de los resultados arrojados por las muestras de las
bacterias sulfato reductoras, cuyo análisis se realizó mediante el uso de la
estadística descriptiva, promediándose los datos de la eliminación de dichas
bacterias y la estimación de la efectividad de éste en los lapsos de tiempo que
fueron estipulados.
49
Fases de la Investigación
El objetivo de esta investigación fue la selección de un biocida para la
eliminación de las bacterias sulfato reductoras en plantas de inyección de agua en
el patio tanque ULE (PDVSA). Para ello se utilizó la muestra de la planta de
inyección de agua del patio tanque ULE (PDVSA), la cual fue suministrada a
varios cultivos por separado, dichas muestras fueron sometidas a cada una de las
fases descritas a continuación, de acuerdo a los objetivos planteados.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
En
esta fase se caracterizó el medio de crecimiento microbiano del
DE
Fase 1: Caracterización del medio de crecimiento microbiano.
efluente de patio tanque ULE (PDVSA), y para ello se realizaron los siguientes
parámetros:
Determinación de pH:
Este proceso consistió en utilizar un pHmetro marca Hanna Instruments el
cual fue determinado paso a paso:
-
Se ajusta la temperatura del potenciómetro a 25 ºC o otra temperatura
que se especifique.
-
Se verifica el potenciómetro con las soluciones tampón adecuado para
el valor de pH que se espera obtener.
-
Se ajusta la temperatura de la muestra a ensayar 36,6 ºC + 1 ºC o a otra
se especifique, se sumerge el electrodo en dicha muestra, se deja que la
lectura se estabilice y se mide el pH.
50
Determinación de Dureza:
Este proceso determina la cantidad de dureza total en el agua. Para
comprobar el mismo se utilizó un cilindro graduado de 50 ml donde se midió 50
ml de la muestra o una alícuota llevada a 50 ml con agua destilada. Luego se
transfiere la muestra a un erlenmeyer de 250 ml, se agrega 1 ml de solución
amortiguadora, 0.2 gr del indicador cromo negro T y se titula con la solución de
EDTA, hasta que el indicador vire al color azul. Estas muestras se hacen por
duplicado.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
Este
DEproceso fué determinado por el método colorímetro (Lamote). Se
Determinación de Hierro:
toma una muestra aproximadamente de 10 ml, se le agrega 0.1 gr de un agente
reductor hierro y se mezcla hasta disolver, luego se toma y se le agrega 6 gotas de
un indicador, se agita se espera 5 minutos y luego se coloca en el aparato
(Lamote).
Determinación de Alcalinidad:
Este proceso determina la cantidad de alcalinidad presente en el agua. Para
comprobar el mismo se utilizó un cilindro graduado para medir el volumen
apropiado de la muestra, si el volumen de muestra escogido para la determinación
es de 25 ml, se lleva a 50 ml con agua destilada libre de dióxido de carbono antes
de titular, para poder apreciar mejor el punto final de la titilación. Se transfiere a
un erlenmeyer de 250 ml. Si la muestra contiene cloro agregue una gota de
tiosulfato de sodio 0.1 normal. Se añade 3 gotas del indicador mixto y se titula
con la solución de ácido sulfúrico 0.02 normal hasta el indicador vire al color rosa
pálido. Se hace una muestra testigo con agua destilada usando el mismo volumen
final usado con la muestra; como referencia al vire del indicador.
51
Determinación de Aceite presente en el Agua (Crudo):
Se toma una botella de 100 ml, se llena hasta 50 ml de un solvente
aromático o xileno, se le agrega los 50 ml restantes del agua (muestra), luego se le
agrega 2 gotas de cloruro de zinc y se agita ,se deja reposar hasta que las fases se
separen y se toma una muestra del solvente llevándolo a un envase de vidrio que
contenga cloruro de calcio, se deja allí de 3 a 5 minutos y luego se lleva hasta el
aparato Espectrofotómetro el cual tomará la lectura.
OS
D
A
RV
E
S
E
OS R
En esta fase C
se H
determinó
el crecimiento microbiano en el laboratorio
E
físico-químico
DERde la empresa Tratamientos Químicos, C.A., con la finalidad de
Fase 2: Crecimiento microbiano sin biocida.
seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras en
plantas de inyección de agua en el patio tanque ULÉ (PDVSA). Para ello se
realizaron los siguientes pasos:
- Se utiliza una serie de frascos tipo penicilina, conteniendo 9 ml del
cultivo anaeróbico. Estos cultivos contienen una solución llamada agar, la cual les
permite a las bacterias sulfato reductoras estar en su mismo medio facilitando el
crecimiento de las bacterias y de un clavo, representando al hierro la cual al estar
en contacto con el ácido sulfhídrico generado por estas bacterias y el sulfato
producen sulfuro de hierro. Un cambio de color indica una prueba positiva con la
presencia de bacterias.
- Se inyecta 1 ml de la muestra de agua en el primero de ellos y se mezcla.
- Se retira 1 ml de solución del primer frasco con una jeringa descartable y
se inyecta en el segundo. Se mezcla y se tira la jeringa.
- Se retira 1 ml de solución del segundo frasco con una nueva jeringa
descartable y se inyecta en el tercer frasco. Se mezcla y se tira la jeringa.
52
- Luego éste procedimiento se repite el número de veces que se desee. La
dilución será para el n-símo frasco 1/10n-1
- Seguidamente se procede a colocar todas las muestras en una incubadora
la cual está previamente calibrada a la temperatura de incubación, temperatura
aproximada de 36,6 ºC (95ºF).
Fase 3: Crecimiento microbiano con biocida.
OS
D
A
RV
En esta fase se evaluará el control del desarrollo al utilizar el biocida en el
E
S
E
OS R
reductoras en plantasC
deH
inyección
de agua en el patio tanque ULE (PDVSA).
E
R
Para elloD
seE
realizaron los siguientes pasos:
laboratorio físico-químico de la empresa Tratamientos Químicos, C.A., con la
finalidad de seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato
- Se utiliza una serie de frascos el cual se le añadió 100 ml de la muestra y se
van dosificando a una proporción de 240 ppm con su respectivo biocida, se agita
hasta lograr mezclar bien los líquidos.
- Luego se utiliza una serie de frascos tipo penicilina, conteniendo 9 ml del
cultivo anaeróbico. Estos cultivos contienen una solución llamada agar, la cual les
permite a las bacterias sulfato reductoras estar en su mismo medio facilitando el
crecimiento de las bacterias y de un clavo, representando al hierro la cual al estar
en contacto con el ácido sulfhídrico generado por estas bacterias y el sulfato
producen sulfuro de hierro. Un cambio de color indica una prueba positiva con la
presencia de bacterias.
- Se retira 1ml de la muestra de agua ya dosificada en el primero de ellos y se
mezcla.
- Se inyecta 1 ml de solución con una nueva jeringa descartable al primer
cultivo, se agita hasta mezclar bien.
- Se inyecta 1 ml de solución con una nueva jeringa descartable al segundo
cultivo, se agita hasta mezclar bien.
53
- Luego éste procedimiento se repite el número de veces se desee. La
dilución será para el n-símo frasco 1/10n-1
- Seguidamente se procede a colocar todas las muestras en una incubadora
la cual está previamente calibrada a la temperatura de incubación, temperatura
aproximada de 36,6 ºC (95ºF).
Fase 4: Efecto de la eliminación de los microorganismos.
OS
D
A
RV
En esta fase se prepararon 8 tipos de biocida cada uno con composiciones
E
S
E
SR
O
reductoras.
H
C
E
R
DE
diferentes con respecto a su efecto sobre las bacterias sulfato reductoras, al final
se seleccionará el biocida más efectivo para la eliminación de las bacterias sulfato
54
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS
Los resultados y análisis de los resultados de esta investigación
se
presentan en orden según los objetivos específicos planteados en el primer
capítulo.
OS
D
A
RV
E
S
E
R
S
O
efluente de patio tanque
ULE
(PDVSA).
H
C
E
R
DE
Objetivo 1.- Caracterizar el Medio de Crecimiento Microbiano del
El medio de crecimiento microbiano debe ser sometido a pruebas de
laboratorio con el fin de determinar sus características físicas, químicas y
biológicas.
A continuación se presenta la tabla 2, en la cual se muestra el pH y los
ppm de dureza, alcalinidad, hierro y crudo evaluados al medio de crecimiento
microbiano.
Tabla 2
Resultados de pH, Dureza, Alcalinidad y Hierro
pH
Dureza
Alcalinidad
Hierro
Crudo
7.60
500 ppm
324 ppm
9.6 ppm
8 ppm
Fuente: González, (2005)
56
De acuerdo a los resultados de la tabla 2 nos indica un pH cercano al
equilibrio de los iones hidronios y oxidrilo dando 7.60 siendo lo máximo
permitido (6-9), con una dureza alta (máximo permisible 50-150), una alcalinidad
adecuada al pH, encontrándose
el contenido del hierro a 9.6 ppm (máximo
permitido 10 ppm) lo cual indica una disolución del metal en las tuberías y de un
crudo de 8 ppm mostrando la cantidad de aceite presente en el agua (límite
máximo o rangos de aceites minerales e hidrocarburos 20 ppm). Las bacterias
sulfato reductoras están contenidas en el agua que tiene el crudo, el agua viene en
OS
D
A
RV
forma emulsionada dentro del crudo o en forma libre asociada con él y por medio
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
Objetivo
DE 2.- Determinar el crecimiento microbiano en el laboratorio
de la deshidratación cuando viene emulsionada se retira el agua del crudo. De esta
manera se pudo caracterizar el medio del crecimiento microbiano.
físico químico de la empresa Tratamientos Químicos, C.A., con la finalidad
de seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias sulfato
reductoras en plantas de inyección de agua en el patio tanque ULE (PDVSA).
El crecimiento microbiano fue determinado por medio del método APIRP-38 sin biocida el cual nos muestra como las bacterias se fueron comportando
por medio de cultivos expresada la biomasa en colonias/ml durante el tiempo de 7
días, a continuación se presentan los resultados en la tabla 3.
Tabla 3
Resultados del Cultivo (Blanco)
Tiempo (Días)
1
2
3
4
5
6
7
101
107
107
107
107
107
107
Biomasa
(Colonias/ml)
Fuente: González, (2005)
57
Los resultados de la tabla 3 nos muestran en el primer día un aumento de
colonias a 10 1 colonias/ml pero a partir del segundo día hasta el séptimo hubo un
crecimiento acelerado de las bacterias contándose hasta 107 colonias/ml
mostrando en la foto 1 y figura 7.
Foto 1
Blanco
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: González, (2005)
Figura 6
Blanco
Blanco
Biomasa (Colonias/ml)
12000000
10000000
8000000
6000000
4000000
2000000
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
58
El blanco es designado así por no tener ningún tratamiento aplicado, es
decir el agua es traída directamente de ULE (PDVSA) para saber cuantas
bacterias hay presentes de la muestra original.
Objetivo 3.- Evaluar el control del desarrollo al utilizar el biocida en el
laboratorio físico-químico de la empresa Tratamientos Químicos, C.A., con la
finalidad de seleccionar un biocida para la eliminación de las bacterias
sulfato reductoras en plantas de inyección de agua en el patio tanque ULE
OS
D
A
RV
(PDVSA).
E
S
E
R
OS
(biocidas) designadosC
cada
uno
como producto TQ-1 a base de THPS y del TQ-2
H
RE
al TQ-8DaE
base de Glutaraldehído, fue evaluado por el método API-RP-38
En el control del desarrollo al utilizar el biocida se utilizaron 8 productos
dosificado anteriormente cada muestra a una proporción de 240 ppm a diferentes
concentraciones, por medio de esto nos indicó como las bacterias se fueron
comportando a través de cultivos, expresada la biomasa en colonias/ml, durante el
tiempo de 7 días con la finalidad de seleccionar un biocida para la eliminación de
la bacteria sulfato reductora. A continuación se presentan los resultados:
Tabla 4
Resultados del Cultivo (Producto TQ-1)
Tiempo (Días)
1
2
3
4
5
6
7
100
100
100
100
100
100
100
Biomasa
(Colonias/ml)
Fuente: González, (2005)
59
Los resultados de la tabla 4 nos muestran como el producto TQ-1 a base de
THPS indicó una inhibición del crecimiento bacteriano en todas sus diluciones del
primer al séptimo día contándose hasta una colonia de 100 colonias/ml mostrado
en la foto 2 y figura 8.
Foto 2
Producto TQ-1
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: González, (2005)
Figura 7
Producto TQ-1
Producto TQ-1
Biomasa (Colonias/ml)
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
60
Tabla 5
Resultados del Cultivo (Producto TQ-2)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
102
102
102
102
102
102
102
Biomasa
(Colonias/ml)
OS
D
A
RV
Fuente: González, (2005)
E
S
E
S R del 5% no indicó una inhibición del
O
H
Glutaraldehído a una
concentración
C
E
R
crecimiento
DEbacteriano del primer al séptimo día contándose hasta una colonia de
Los resultados de la tabla 5 nos muestran como el producto TQ-2 a base de
102 colonias/ml mostrado en la foto 3 y la figura 9.
Foto 3
Producto TQ-2
Fuente: González, (2005)
61
Figura 8
Producto TQ-2
Producto TQ-2
Biomasa (Colonias/ml)
120
100
80
60
OS
D
A
RV
40
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
20
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
Tabla 6
Resultados del Cultivo (Producto TQ-3)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
-
-
101
101
101
101
101
Biomasa
(Colonias/ml)
Fuente: González, (2005)
Los resultados de la tabla 6 nos muestran como el producto TQ-3 a base de
Glutaraldehído a una concentración del 25% indicó los dos primeros días ninguna
presencia de bacterias pero a partir del tercero al séptimo día se dió una inhibición
del crecimiento microbiano contándose hasta una colonia de 101 bacterias/ml
mostrado en la foto 4 y figura 10.
62
Foto 4
Producto TQ-3
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: González, (2005)
Figura 9
Producto TQ-3
Producto TQ-3
Biomasa (Colonias/ml)
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
63
Tabla 7
Resultados del Cultivo (Producto TQ-4)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
-
-
100
100
100
100
100
Biomasa
(Colonias/ml)
OS
D
A
RV
Fuente: González, (2005)
E
S
E
OS R
H
Glutaraldehído a unaC
concentración
del 40% indicó los dos primeros días ninguna
E
R pero a partir del tercero al séptimo día se dió una inhibición
presencia
DdeEbacterias
Los resultados de la tabla 7 nos muestran como el producto TQ-4 a base de
del crecimiento microbiano contándose hasta una colonia de 100 bacterias/ml
mostrado en la foto 5 y figura 11.
Foto 5
Producto TQ-4
Fuente: González, (2005)
64
Figura 10
Producto TQ-4
Producto TQ-4
Biomasa (Colonias/ml)
1,2
1
0,8
0,6
OS
D
A
RV
0,4
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
0,2
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
Tabla 8
Resultados del Cultivo (Producto TQ-5)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
100
101
101
101
101
101
101
Biomasa
(Colonias/ml)
Fuente: González, (2005)
Los resultados de la tabla 8 nos muestran como el producto TQ-5 a base de
Glutaraldehído a una concentración del 15% indicó el primer día una inhibición
del crecimiento bacteriano contándose a 100 colonias/ml pero a partir del segundo
al séptimo día llegó hasta una colonia de 101 bacterias/ml mostrado en la foto 6 y
figura 12.
65
Foto 6
Producto TQ-5
OS
D
A
RV
E
S
E
Fuente:
S R González, (2005)
O
H
C
E
R
DE
Figura 11
Producto TQ-5
Producto TQ-5
Biomasa (Colonias/ml)
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
66
Tabla 9
Resultados del Cultivo (Producto TQ-6)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
100
100
100
101
101
101
101
Biomasa
(Colonias/ml)
OS
D
A
RV
Fuente: González, (2005)
E
S
E
OS R
H
Glutaraldehído a unaC
concentración
del 20% indicó del primero al tercer día una
E
ER
inhibición
crecimiento bacteriano contándose a 10 colonias/ml pero a partir
Ddel
Los resultados de la tabla 9 nos muestran como el producto TQ-6 a base de
0
del cuarto al séptimo día llegó hasta una colonia de 101 bacterias/ml mostrado en
la foto 7 y figura 13.
Foto 7
Producto TQ-6
Fuente: González, (2005)
67
Figura 12
Producto TQ-6
Producto TQ-6
Biomasa (Colonias/ml)
12
10
8
6
OS
D
A
RV
4
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
2
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
Tabla 10
Resultados del Cultivo (Producto TQ-7)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
-
102
102
102
102
102
102
Biomasa
(Colonias/ml)
Fuente: González, (2005)
Los resultados de la tabla 10 nos muestran como el producto TQ-7 a base
de Glutaraldehído a una concentración del 10% indicó el primer día ninguna
presencia de bacterias pero a partir del segundo al séptimo día llegó hasta una
colonia de 102 bacterias/ml mostrado en la foto 8 y figura 14.
68
Foto 8
Producto TQ-7
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: González, (2005)
Figura 13
Producto TQ-7
Producto TQ-7
Biomasa (Colonias/ml)
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
69
Tabla 11
Resultados del Cultivo (Producto TQ-8)
Tiempo
(Días)
1
2
3
4
5
6
7
-
-
101
101
101
101
101
Biomasa
(Colonias/ml)
OS
D
A
RV
Fuente: González, (2005)
E
S
E
OS R del 30% indicó los dos primeros días
de Glutaraldehído a C
unaHconcentración
E
R
E
ningunaD
presencia de bacterias pero a partir del tercero al séptimo día llegó hasta
Los resultados de la tabla 11 nos muestran como el producto TQ-8 a base
una colonia de 101 bacterias/ml mostrado en la foto 9 y figura 15.
Foto 9
Producto TQ-8
Fuente: González, (2005)
70
Figura 14
Producto TQ-8
Producto TQ-8
Biomasa (Colonias/ml)
12
10
8
6
4
OS
D
A
RV
2
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
0
1
2
3
4
5
6
7
Tiempo (Días)
Fuente: González, (2005)
Objetivo 4.- Establecer el efecto de la eliminación de las bacterias
sulfato reductoras de las tuberías y equipos de las plantas de inyección de
agua en el patio tanque ULE (PDVSA).
El efecto de la eliminación de las bacterias sulfato reductoras se estableció
por medio de 8 biocida (biocidas) designados cada uno como producto TQ-1 a
base de THPS y del TQ-2 al TQ-8 a base de Glutaraldehído, cada uno con
composiciones diferentes, lo cual permitió seleccionar el Biocida (producto) TQ-4
como el más efectivo para la eliminación de las bacterias sulfato reductoras. A
continuación se muestran los resultados de la efectividad de los biocida:
71
Tabla 12
Resultados de la Efectividad de los Biocida
Biocida
(Producto)
1
2
3
4
5
6
7
8
100
102
101
100
101
101
102
101
Biomasa
(Colonias/ml)
OS
D
A
RV
Fuente: González, (2005)
E
S
E
R del producto TQ-1
S final
Biocidas, indicando un contaje
O
H
EC TQ-3, TQ-5, TQ-6, TQ-8 de 10
R
colonias/ml,Edel
producto
D
Los resultados de la tabla 12 nos muestran como fue la efectividad de los 8
1
y TQ-4
de 100
colonias/ml y del
producto TQ-2 y TQ-7 contándose hasta una colonia de 102 colonias/ml.
Estableciendo así el efecto de la eliminación de las bacterias sulfato reductoras, la
cual se seleccionó el Biocida (producto) TQ-4 por ser el más efectivo e inhibir el
crecimiento microbiano al tercer día contándose hasta una colonia de 100
colonias/ml a una concentración alta del 40% mostrado en la foto 10 y figura 16.
Foto 10
Producto Seleccionado TQ-4
Fuente: González, (2005)
72
Figura 15
Efectividad de los Biocida
Efectividad de los Biocida
Biomasa (Colonias/ml)
120
100
80
OS
D
A
RV
60
E
S
E
SR
O
20
H
C
E
R
DE 0
40
1
2
3
4
5
6
7
8
Biocida (Producto)
Fuente: González, (2005)
73
CONCLUSIONES
1. En función del objetivo general planteado, los resultados de este trabajo
permitieron seleccionar el biocida TQ-4 a base de Glutaraldehído, por
cumplir con los requisitos básicos: costo, impacto ambiental, logística y
además, por la eliminación de las bacterias sulfato reductoras, lo cual
redujo el contenido de biomasa a 100 Bacterias/ml, siendo lo máximo
permisible 102 bacterias/ml de agua.
OS
D
A
RV
E
S
E
S Rhierro y crudo.
O
de bacterias sulfato
reductoras,
H
C
E
R
DE
2. El agua del efluente de patio tanque ULE-PDVSA tiene un alto contenido
3. El biocida seleccionado TQ-4 es un producto biodegradable, es decir no
ocasiona ningún impacto sobre las propiedades físico-químico del
efluente, ni de los metales.
4. El biocida a base de THPS producto (Biocida) TQ-1, a pesar de presentar
buenos resultados en la eliminación de las bacterias sulfato reductoras, en
plantas de inyección de agua en el patio tanque ULE-PDVSA, se
desactiva por el contacto con bisulfito de amonio y cloro, presentes en
esta agua, lo cual no permite escogerlo como un biocida adecuado.
74
RECOMENDACIONES
1. Estudiar el comportamiento y la efectividad de los biocida realizando
cultivos mensuales en la planta de inyección de agua en el patio tanque
ULE (PDVSA).
2. Realizar los ensayos inmediatamente después de tomar la muestra en sitio
OS
D
A
RV
para así evitar se dañe el agua, lo cual al pasar más de un día se mueren
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E a PDVSA los resultados donde
3. D
Presentarle
las bacterias y evitar a la hora de inyectar a los cultivos la jeringa no tenga
burbujas por ser las bacterias anaeróbicas.
se garantice al biocida
(producto) TQ-4 es bueno por reducir costos y aumenta la vida útil de
equipos y material.
75
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ÁLVAREZ, I; ARRIETA, R. “Adecuación de los tratamientos físico-químicos de
plantas de inyección de aguas en pozos”. Universidad del Zulia. Facultad de
Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química. Trabajo Especial de Grado. Maracaibo.
1999.
OS
D
A
RV
API: “Recommended practice for biological analysis of surface injection waters”.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
ARIAS,D
F.E
El proyecto de la Investigación. Guía para su elaboración. Editorial
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