Reutilizacin de los Ripios de Perforacin en Base
Reutilización de los Ripios de Perforación en Base Agua como Material de Construcción. Rojas S. 1 , Atiaga Franco O. L. 2 1 Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE. Departamento de Ciencias de la Tierra y la Construcción, Sangolquí, Ecuador. srenvironmental@gmail. com 2 Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE. Departamento de Ciencias de la Tierra y la Construcción, Sangolquí, Ecuador oatiaga@espe. edu. ec
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVO La presente investigación, manifiesta una iniciativa de solución al problema de la disposición final de los ripios generados en las actividades de perforación de la industria hidrocarburífera. Cuyo objetivo principal fue el determinar el potencial de reutilización de los ripios de perforación en base agua como material de construcción
METODOLOGÍA 1. FASE DE GABINETE ü Recopilación y procesamiento de información ü Identificación de las celdas de muestreo 2. FASE DE CAMPO ü Muestreo. - Obtención de muestras representativas. Zona de Disposición Final Estación Shushufindi 40 Plataforma Drago 13 Periodo Disposición Final 2009 2010 2011 2012 NUEVOS 2012 TOTAL Nº Celdas Cerradas Nº Celdas Muestreadas 23 14 34 8 11 90 Nº Muestras Representativas 8 5 8 6 3 30 1 1 1 5
3. FASE DE LABORATORIO ü Caracterización Físico Química.
ü Caracterización Mecánica Resultados de Análisis Propiedades 2009 2010 2011 2012 % Humedad Natural % Límite líquido 7 53 6 51 8 44 6 47 NUEVOS 2012 4 42 % Límite plástico 37 34 31 35 31 16 16 14 13 12 0 9 93 0 7 93 1 10 89 0 11 89 37 33 33 29, 5 24 24 22 18 16 12 ML (Limo inorgánico) Análisis Granulométrico Límites ATTERBERG % Índice de plasticidad % Grava % Arena % Finos (menor a 0, 005 mm) % Finos (menor a 0, 002 mm) Clasificación de suelos (SUCS) MH (Limo inorgánico de alta plasticidad) ü Aplicación del ripio de perforación: ALTERNATIVA 1. Estabilización con cemento para base en vías ALTERNATIVA 11. Fabricación de ladrillos
4. FASE EXPERIMENTAL I. Relación Humedad Densidad. Humedad – Densidad sin Cemento
Humedad – Densidad 2% Cemento
Humedad – Densidad 5% Cemento
Humedad – Densidad 10% Cemento
Humedad – Densidad 15% Cemento
Humedad – Densidad 20% Cemento
Humedad – Densidad 25% Cemento
Humedad – Densidad 30% Cemento
Humedad – Densidad 35% Cemento
Humedad – Densidad 40% Cemento
Humedad – Densidad 45% Cemento
Humedad – Densidad 50% Cemento
II. Alternativa I. - Fabricación de especímenes y ensayo de resistencia a la Compresión Incofinada. Contenido de Cemento Resistencia a la Compresión Inconfinada (kg/cm 2) 7 días 28 días 0% 9, 69 34, 66 2% 3, 07 6, 37 5% 12, 07 19, 85 10% 20, 27 36, 19 15% 22, 71 39, 81 20% 49, 15 57, 43 25% 56, 98 90, 65 30% 55, 21 84, 35 35% 59, 31 91, 92 40% 73, 71 87, 21 45% 91, 05 111, 33 50% 96, 41 175, 78 Rangos HOLCIM ECUADOR 14 - 28 18 -42
III. Alternativa II. - Fabricación de ladrillos y ensayo de resistencia a la Compresión Incofinada. 2 do. Experimento 1 er. Experimento Nº Experimento Resistencia Compresión (MPa) Diseño de Mezcla MUESTRA M 1 MEDIA (MPa) Ripio Perforación Agregados Humedad M 2 2009 100% 0% 21, 65 25, 95 23, 80 2010 100% 0% 21. 0% 18, 14 20, 65 19, 39 2011 100% 0% 21. 0% 19, 72 23, 44 21, 58 2012 100% 0% 21. 0% 14, 99 15, 51 15, 25 NUEVOS 2012 100% 0% 21. 0% 13, 93 13, 44 13, 69 2009 100% 0% 26. 4% 19, 94 18, 1 19, 02 2010 100% 0% 26. 4% 26, 21 20, 76 23, 49 2011 100% 0% 26. 4% 26, 78 23, 34 25, 06 2012 100% 0% 26. 4% 21, 84 22, 92 22, 38 NUEVOS 2012 100% 0% 26. 4% 17, 19 18, 95 18, 07 Compuesta 100% 0% 26. 4% 24, 52 20, 76 22, 64 Compuesta 95% 5% Tierra negra 26. 4% 17, 4 20, 16 18, 78 Compuesta 90% 10% Tierra negra 26. 4% 16, 05 18, 26 17, 16 Compuesta 85% 15% Tierra negra 26. 4% 15, 55 17, 21 16, 38 Compuesta 95% 5% Arena 26. 4% 23, 78 23, 26 23, 52 Compuesta 90% 10% Arena 26. 4% 22, 05 23, 77 22, 91 Compuesta 85% 15% Arena 26. 4% 21, 63 20, 16 20, 90
Resistencia Mínima a la Compresión Vs Año de Disposición Final los resultados muestran que con la humedad óptima se obtiene la mayor resistencia a la compresión y que entre mas jóvenes sean los ripios de perforación menor va a ser su resistencia.
Resistencia a la Compresión Inconfinada Vs %Agregados La tendencia muestra que al aumentar el porcentaje de agregados el ladrillo pierde resistencia, siendo mas útil su fabricación únicamente con ripios de perforación.
III. Prueba de Toxicidad TCLP Alternativa I. Estabilización ripio – cemento para base en vías Alternativa II. Fabricación de ladrillos con y sin agregados
PRUEBA PRÁCTICA üFabricación de Ladrillos Artesanales
CONCLUSIONES • Se concluye que la fabricación de los ladrillos presentan una aplicación mas útil en el campo de la construcción que la estabilización con cemento para base en vías. • Adicional el uso de agregados en los ladrillos, aumenta los poros de la estructura interna del espécimen lo que hace que el ladrillo pierda resistencia y por otro lado trabajar con la humedad óptima se logra obtener una mejor resistencia a la compresión inconfinada. • Las pruebas de lixiviación permitieron evidenciar que se obtiene mayor reducción en la concentración de los parámetros de análisis con la fabricación de ladrillos que con la estabilización ripio cemento para base en vías. • Se observó que la conversión de los ripios de perforación en una estructura rígida, permite encapsular los metales pesados impidiendo así su biodisponibilidad en el ambiente. • Finalmente en términos constructivos esta mal empleado el termino ripio ya que este corresponde a un agregado grueso y en la realidad estos están conformados por partículas de tamaños muy finos.
RECOMENDACIONES • Se debería realizar un seguimiento ambiental mediante pruebas de lixiviación, a fin de establecer si existe biodisponibilidad de metales pesados al ambiente por desgaste del elemento constructivo ya sea por exposición a las condiciones atmosféricas ó el tiempo de vida. • Se recomienda realizar un estudio de factibilidad económica en función de la disponibilidad de recursos de la empresa y así determinar la opción mas restable para la puesta en práctica. • En el caso de optar por la fabricación de los ladrillos, se recomienda utilizar un horno que permita regular las condiciones de temperatura a fin de controlar las emisiones atmosféricas, el mismo que deberá contar con un sistema para el lavado de gases. • Para la puesta en práctica, se recomienda que los ladrillos sean utilizados en las locaciones de industria hidrocarburífera, preferiblemente para la construcción de bodegas de almacenamiento de productos químicos y cerramientos.
AGRADECIMIENTOS La presente investigación se realizó bajo el auspicio de: • Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. • Instituto de Estudios del Petróleo de la Empresa Pública de Hidrocarburos del Ecuador EP PETROECUADOR. • Gerencia de Exploración y Producción de la Empresa Pública de Hidrocarburos del Ecuador EP PETROECUADOR.
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