METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

El Derrame de Hidrocarburos en el mar

Barrera, Kiersthenn

De León, Aylín Maideé

Villarreal, Gabriel

2016

0

Universidad Tecnológica de Panamá

Facultad de Ingeniería Civil

Lic. Operaciones Marítimas y Portuarias

Asignatura:

Metodología de la Investigación

Elaborado por:

Barrera, Kiersthenn

De León, Aylín Maideé

Villarreal, Gabriel

I Semestre

Facilitadora:

Mag. Iraida Rodríguez

Grupo:

1LM 242

1

ÍNDICE

Página N°

CAPÍTULO I:…………………………………………………………….3

MARCO TEÓRICO

1.1 Antecedentes……………………………………………………...4

1.2 Definición del Problema…………………………………………8

1.3 Objetivos…………………………………………………………...9

1.3.1. Objetivos Generales

1.3.2. Objetivos Específicos

1.4 Justificación.............................................................................9

1.5 Marco de las Políticas y Estrategias…………………………..10

1.5 Recursos Disponibles……………………………………………16

1.6 Beneficiarios……………………………………………………….17

1.7 Viabilidad…………………………………………………………....18

1.8 Evaluación de las Deficiencias………………………………….20

2

CAPITULO I

MARCO TEÓRICO

3

1.1 Antecedentes

La contaminación por hidrocarburos se produce por su liberación accidental o

intencionada en el ambiente, provocando efectos adversos sobre el hombre o sobre el

medio, directa o indirectamente. La contaminación involucra todas las operaciones

relacionadas con la explotación y transporte de hidrocarburos, que conducen

inevitablemente al deterioro gradual del ambiente. Afecta en forma directa al suelo, agua,

aire, y a la fauna y la flora. Efectos sobre el suelo: las zonas ocupadas por pozos,

baterías, playas de maniobra, piletas de purga, ductos y red caminera comprometen una

gran superficie del terreno que resulta degradada. Esto se debe al desmalezado y alisado

del terreno y al desplazamiento y operación de equipos pesados. Por otro lado los

derrames de petróleo y los desechos producen una alteración del sustrato original en que

se implantan las especies vegetales dejando suelos inutilizables durante años. Efectos

sobre el agua: en las aguas superficiales el vertido de petróleo u otros desechos produce

disminución del contenido de oxígeno, aporte de sólidos y de sustancias orgánicas e

inorgánicas. En el caso de las aguas subterráneas, el mayor deterioro se manifiesta en un

aumento de la salinidad, por contaminación de las napas con el agua de producción de

petróleo de alto contenido salino. Efectos sobre el aire: por lo general, conjuntamente con

el petróleo producido se encuentra gas natural. La captación del gas está determinada por

la relación gas/petróleo, si este valor es alto, el gas es captado y si es bajo, es venteado

y/o quemado por medio de antorchas. El gas natural está formado por hidrocarburos

livianos y puede contener dióxido de carbono, monóxido de carbono y ácido sulfhídrico. Si

el gas producido contiene estos gases, se quema. Si el gas producido es dióxido de

carbono, se lo ventea. Si bien existen reglamentaciones, el venteo y la quema de gases

contaminan extensas zonas en la dirección de los vientos .Efectos sobre la flora y la

4

fauna: la fijación de las pasturas depende de la presencia de arbustos y matorrales, que

son los más afectados por la contaminación con hidrocarburos. A su vez estos matorrales

proveen refugio y alimento a la fauna adaptada a ese ambiente. Dentro de la fauna, las

aves son las más afectadas, por contacto directo con los cuerpos de agua o vegetación

contaminada, o por envenenamiento por ingestión. El efecto sobre las aves puede ser

letal. Si la zona de explotación es costera o mar adentro el derrame de hidrocarburos

produce daños irreversibles sobre la fauna marina. Efectos del transporte de petróleo: el

transporte de hidrocarburos.1

1, S. Greco, “Contaminación por la industria petrolera”

GRÁFICO N° 1

Tiempo en que los hidrocarburos contaminan las aguas. 2

5

2. Gráfico A Fuente: Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente

GRÁFICO N° 2

Evolución y comportamiento de las manchas de petróleo.3

6

3. Gráfico A Fuente: Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente

1.2 Definición del Problema

7

Al producirse un derrame de hidrocarburo al mar, es necesario determinar si éste se

dispersará rápidamente o permanecerá por tiempo prolongado sobre la superficie del mar,

es decir, si el hidrocarburo es persistente o no persistente.

“La palabra hidrocarburos designa un grupo de compuestos orgánicos constituidos

principalmente por átomos de carbono e hidrógeno. La conformación y estructura de sus

moléculas abarca desde la más simple, el metano (CH4), hasta aquellas de elevada

complejidad como las correspondientes a los hidrocarburos aromáticos policíclicos.” 4

Dentro de ellos existen familias de compuestos agrupadas según su configuración (estructura

molecular) y propiedades. Los átomos de carbono se unen entre si formando el esqueleto básico,

pudiendo hacerlo en estructuras lineales simples y/o ramificadas o en estructuras cíclicas en forma

de anillos.

La persistencia en tiempo de los hidrocarburos derramados al mar, depende

principalmente de sus propiedades físicas y químicas iniciales, así como de la cantidad de

que se trate, de las condiciones climatológicas e hidrometeorológicas prevalecientes y la

acción del hombre. Es importante tener en consideración si el petróleo permanece en mar

afuera o es trasladado a la costa.

Las propiedades físicas de los hidrocarburos que influyen en su comportamiento en el mar

y determinan la persistencia, son:

• La gravedad específica (su densidad con respecto al agua pura).

• La volatilidad de los diferentes componentes.

• La viscosidad (resistencia de un hidrocarburo al flujo).

• El punto de fluidez (temperatura por debajo de la cual el hidrocarburo no fluye).

4. Daniel Melendi DOMENECH, X., 1994. Química Ambiental. El impacto ambiental de los residuos. 2ª Edic., Miraguano Ediciones,

Madrid.

1.3 Objetivos

8

1.3.1. Objetivos Generales

Prevenir y evitar los posibles derrames, controlando los riesgos y eliminando sus

causas.

Medidas generales a considerar para garantizar la seguridad y el control.

La contención en los puntos de orígenes (plataformas, terminales, buques,

refinerías y otras).

La protección de áreas y zonas susceptibles a la contaminación.

La desviación del hidrocarburo derramado.

1.3.2. Objetivos Específicos

Controlar oportunamente el derrame con la aplicación de técnicas y acciones o

medidas diseñadas a este fin.

Establecimiento de rutas marítimas seguras y control del tráfico marítimo en zonas

o tramos de alto riesgo de colisión.

Las medidas de seguridad encaminadas a la prevención deben formar un sistema

que actué de forma constante y permanente, partiendo del empleo de monitores

de riesgos (a partir de árboles de eventos y de causas), los que consideran las

amenazas y pueden evaluar los procesos detectando y alertando de posibles fallas

a ocurrir.

1.4 Justificación

Con la realización de este estudio, se tendrá conocimiento de las experiencias que han

surgido en los estados donde ha ocurrido el derrame de hidrocarburos. Este estudio

estará principalmente basado en la contaminación generada por las derrames de las

zonas portuarias y también en este estudio se tomara una encuesta sobre las

repercusiones al el calentamiento global, debido a las sustancias toxicas que afectan

directamente al ecosistema (fauna y flora) como también a los seres humano que directa

e indirectamente nos vemos afectados.

9

Figura 1. Derrame en el Mar Caribe, en 1979, por la colisión de un buque con el superpetrolero Atlantic Empress. 5

1.5 Marco de las Políticas y Estrategias

Para el Derrame de hidrocarburos en el mar, se han planteado diferentes políticas y

estrategias a nivel mundial. Este tipo de contaminación ha disminuido significativamente

desde mediados de la década de 1970 gracias a la Organización Intergubernamental de

Consulta Marítima y a los requerimientos de la Convención internacional para la

prevención de la contaminación por parte de los buques (MARPOL 73/78). 5

Las mejoras introducidas al Convención internacional para la prevención de la

contaminación por parte de los buques (MARPOL 73/78) incluyen el sistema de "cargar

encima", que elimina la necesidad de efectuar descargas contaminantes, la creación de

instalaciones portuarias para la recepción y tratamiento del agua del lastre y otros

efluentes, la instalación de separadores petróleo/agua y de equipos de monitorización del

contenido en petróleo del agua en los barcos, y el requisito de incorporar tanques de

lastre separados en los nuevos petroleros.

5. Derrame en el Mar Caribe, en 1979, por la colisión de un buque con el superpetrolero Atlantic Empress.

El petróleo vertido en el medio ambiente marino se degrada por procesos físicos,

químicos y biológicos. Al principio, un vertido de petróleo se extiende con rapidez sobre la 10

superficie del mar, y se divide en una serie de "hileras" paralelas a la dirección del viento

dominante. La evaporación se produce rápidamente: los compuestos volátiles se

evaporan en unas 24 horas. Las manchas de petróleo ligero pueden perder hasta un 50%

en cuestión de horas. Las fracciones remanentes del petróleo, más pesadas, se dispersan

en el agua en forma de pequeñas gotas, que terminan siendo descompuestas por

bacterias y otros microorganismos. En algunos casos se forma una emulsión de agua en

petróleo, dando lugar a la llamada mousse de chocolate en la superficie. La velocidad a la

que se producen los procesos mencionados arriba dependerá del clima, el estado del mar

y el tipo de petróleo. Así, cuando el petrolero Braer naufragó en la costa de las Shetland

en enero de 1993, liberando 680.000 barriles (85.000 toneladas) de petróleo, los daños

quedaron restringidos a las piscifactorías locales y a las poblaciones de aves marinas

debido a que el mar estaba muy agitado, el viento era favorable y el petróleo era

relativamente ligero.

En el mar, la contaminación por crudo es sobre todo dañina para los animales de

superficie, en especial para las aves marinas, pero también para los mamíferos y reptiles

11

acuáticos.

Figura 2. Explosión e incendio de la plataforma Deepwater Horizon, de la British Petroleum, de petróleo de la

historia. 6

Etapas básicas para combatir derrames de petróleo en agua:

Conscientes de la situación planteado por los accidentales derrames de petróleo y en

búsqueda de una solución que pueda minimizar los efectos causados por dichos

derrames, se ha desarrollado una estrategia o método de control, basado en cuatro

etapas fundamentales:

•Eliminación de la fuente.

•Contención.

•Recolección.

•Tratamiento químico.

6. Explosión e incendio de la plataforma Deepwater Horizon, de la British Petroleum, de petróleo de la historia

12

Una vez que estos pasos se ejecutan, se garantiza en un alto porcentaje de eliminación.

Estos procesos incluyen: el esparcimiento de la mancha y su gradual intemperización.

Contención: Es el proceso que se utiliza para impedir la extensión del petróleo derramado

sobre la superficie del agua, a fin de minimizar la contaminación del ambiente y facilitar de

esta manera la recuperación del crudo.

La contención del petróleo, en el más amplio sentido, puede efectuarse con tres

propósitos principales:

•Para mantener el petróleo en un lugar determinado.

•Para mantener el petróleo alejado de un área determinado.

•Para dirigir el petróleo hacia un punto específico.

GRÁFICO N° 3

Orígenes de derrame de petróleo en el mar7

7. Orígenes de los derrames de petróleo en el mar. Fuente: National Academy of Sciences y elaboración propia.

13

Existen diversas técnicas para la contención del derrame de hidrocarburos en el mar y

estas son aplicadas cerca de los puntos donde sucedió dicho derrame o en las áreas

susceptibles.

Las técnicas más empleadas para la contención de dichos derrames son las barreras y

cuyas son diseñadas bajo categorías generales:

• Las barreras de cortina: tienen un dispositivo o elemento de flotación que sostiene un

faldón o malla flexible sumergida. Éstas tienen buena capacidad para amoldarse a las

olas y son relativamente fáciles de limpiar.

• Las barreras de vallas: se mantienen verticalmente en el agua por flotación integral, y

presentan una sección transversal más plana y menos flexible. Son más adecuadas para

aguas tranquilas, donde las corrientes tengan poca velocidad.

Las características principales de las barreras es la capacidad que tienen de contener o

desviar el hidrocarburo, pero depende mucho el movimiento del agua de mar, la marea el

viento y las olas influyen mucho en el desempeño de dichas barreras.

Otras características que se deben considerar, son: resistencia, facilidad y velocidad de

despliegue de la barrera, la seguridad de funcionamiento, el peso y el costo. Una barrera

debe tolerar su manejo por personal inexperto, y debe poseer resistencia estructural y

durabilidad.

A su vez las barreras pueden ser de varios tipos:

• Barreras absorbentes: el material absorbe el hidrocarburo contenido en el agua y

funciona similar a un filtro; generalmente se emplean en zonas donde la velocidad de la

corriente es baja.

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• Barreras de burbujas: consiste en un dispositivo de tubería con orificios, colocado en el

fondo del mar, por el que se bombea aire desde el fondo hacia la superficie; estas

burbujas crean una contracorriente en la superficie del mar que retiene el hidrocarburo.

• Barreras químicas: se basan en compuestos químicos que inhiben el esparcimiento de

hidrocarburos de baja viscosidad; su uso no es muy aconsejable porque generalmente

estos compuestos causan daños a los ecosistemas marinos, al igual que los dispersantes.

Técnicas de limpieza para mar y costas:

“Para la limpieza del mar debido al derrame de hidrocarburos se emplean diversas

técnicas generalmente se emplean redes.

La desventaja fundamental de estos sistemas consiste en que si el hidrocarburo no se ha

solidificado o presenta baja viscosidad, las redes no lo pueden contener ni recoger.

Las redes que se emplean en la actualidad se basan en las experiencias de la industria

pesquera, y existen dos tipos que se consideran las más apropiadas:

• Red doble larga, basada en su empleo en forma de bolsa, que se utiliza para cercar y

recolectar el hidrocarburo flotante. Se puede arrastrar remolcada por dos embarcaciones,

o anclar.

• Red de arrastre, basada en el principio de un extremo desmontable en forma de cola de

pez o copo, la que se remolca a lo largo de la superficie del mar.

Para la limpieza en mar abierto, tanto las barreras como los sistemas de redes

constituyen las principales técnicas empleadas, y a ellas se les colocan los dispositivos

recolectores, empleando diferentes formaciones o configuraciones y varias

embarcaciones.

Para la limpieza de las costas, las técnicas que se deben emplear dependerán del tipo de

costa, características del lugar y la posibilidad de recoger el hidrocarburo desde el mar

con embarcaciones, o la necesidad de emplear equipamiento técnico desde tierra.

15

Por tanto, las técnicas están dirigidas a:

• Recogida del hidrocarburo: en los casos donde los vehículos o embarcaciones pueden

llegar hasta la orilla, el hidrocarburo puede ser recogido utilizando dispositivos

recolectores, bombas y carros de vacío; cuando no es posible la llegada a la orilla de

carros o embarcaciones, la recogida debe ser manual y se utilizan cubos (baldes), otros

recipientes y palas.

• Empleo de dispersantes: esta técnica generalmente se emplea en mar abierto, pero su

empleo no es recomendable, considerando que los químicos que se utilizan pueden

provocar el hundimiento del hidrocarburo y daños adicionales por contaminación al medio

marino y al terreno costero.

• Lavado con agua a alta presión.

• Remoción de las piedras.

• Limpieza natural.

• Arado (para la arena).

• Inundación.

• Relleno con arena.

• Lavado con agua a baja presión.

• Poda de la vegetación.” 8

1.6 Recursos Disponibles

Para la realización de esta investigación se utilizaron recursos personales, entre ellos

están:

Los recursos económicos.

Los recursos informáticos.

Los recursos investigativos de cada uno de los integrantes del grupo.

El valioso recurso del tiempo, en donde todos hemos puesto gran parte de nuestro

día a día para proyectar lo deseado.

8. Osvaldo M. Casas Valdés Derrames de hidrocarburos al mar

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1.7 Beneficiarios

Este proyecto beneficiará a todos aquellos que requieran tener conocimiento sobre el

Derrame de hidrocarburos en el mar, y como esta afecta la vida tanto animal como

humana y la flora mundial. Nos hemos dispuesto a dar a conocer la mayor información

posible para dejar cada vez más en evidencia la destrucción masiva que causan estos

derrames a todo el planeta tierra y a los que lo ocupamos.

Figura 3. Las aves están entre las especies más afectadas y vulnerables a la

contaminación por hidrocarburos. 9

17

9. Las aves están entre las especies más afectadas y vulnerables a la contaminación por hidrocarburos.

1.8 Viabilidad

Por estos días las razones para estar actualizados y conocer sobre estos temas son

muchas, después del derrame provocado por el reventón y hundimiento de una

plataforma petrolera perteneciente a la compañía británica British Petroleum, en el área

del Golfo de México, donde miles de millones de barriles de petróleo crudo fueron

derramados al mar con sus impactos catastróficos. Además, se ha producido una

explosión en otra plataforma, ahora de una empresa norteamericana, en la misma región,

lo que da la medida de que tenemos que estar alertas, y sobre todo preparados.

GRÁFICO N° 4

Evolución del número de derrames de hidrocarburo entre 2007-2011.10

18

10. REPSOL. Evolución del número de derrames de hidrocarburo. Evolución de la cantidad derramada de hidrocarburo

GRÁFICO N° 5

Los 10 peores derrames de la historia11

.

19

11. BBC Mundo - Internacional Los 10 peores derrames de la historia

Todos debemos tomar conciencia de ello, para ayudar al medio ambiente y a la especie

humana a sobrevivir.

Es importante dar a conocer este tipo de información y a la vez saber el nivel de

conocimiento de la población por ellos el desarrollo de la investigación se realizará en la

ciudad de Panamá; en la cual, se tiene accesibilidad para la recolección de datos y en la

misma, se brinda la suficiente información requerida para completarla.

1.9 Evaluación de las Deficiencias

Si bien es importante la prevención, las medidas encaminadas a la contención del

derrame y el control de las manchas son de gran importancia, porque siempre existe la

posibilidad de una avería o accidente inesperado que pueda provocar un derrame de

hidrocarburo al mar.

Figura 5. Protocolo relativo a los derrames de hidrocarburo. 12

12. Atlas Caribe Protocolo relativo a los derrames de hidrocarburo.

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Entonces, es necesario tener establecidas o proyectadas una serie de medidas

contenidas en un plan de respuestas contra derrames de hidrocarburos al mar, de forma

tal que sea posible aplicarlas rápidamente ante cualquier situación de derrame.

Figura 6. Protocolo relativo a los derrames de hidrocarburo. 13

21

13. Convenio internacional para prevenir la contaminación por los buques (1973), en su forma modificada por el correspondiente

Protocolo de 1978 (MARPOL 73/78).

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Figura 7. Elementos de un Plan de Contingencias para Derrames de   Petróleo . 14

14. M&G/ MAR&GERENCIA. Elementos de un Plan de Contingencias para Derrames de Petróleo

23

Figura 8. Elementos de un Plan de Contingencias para Derrames de   Petróleo II 15

15. M&G/ MAR&GERENCIA. Elementos de un Plan de Contingencias para Derrames de Petróleo

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