Novasinergia 2021, 4(1), 115-135. https://doi.org/10.37135/ns.01.07.07 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
Aguas agrias en el procesamiento de crudos pesados: caracterización
fisicoquímica y prognosis de su impacto ambiental
Sour waters in heavy crude oil processing: physicochemical characterization and
prognosis of its environmental impact
Guillermo Centeno-Bordones
1*
, Henry Labrador
2
, Guillermo Lara Moreno
3
1
Centro de Investigaciones en Ambiente, Biología y Química, Facultad Experimental de Ciencias y Tecnología, Universidad de
Carabobo, Valencia, Venezuela, 2005
2
Laboratorio de Petróleo, Hidrocarburos y Derivados (PHD), Departamento de Química, Facultad Experimental de Ciencias y
Tecnología de la Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela, 2005; hjladrad@uc.edu.ve
3
Instituto de Tecnología Venezolana para el Petróleo, (PDVSA-Intevep), Pericia de Manejo de Desechos Peligrosos y Restauración de
Ecosistemas Terrestres, Los Teques, Venezuela; guillermolara27@gmail.com
*Correspondencia: gcenteno1@uc.edu.ve
Citación: Centeno-Bordones,
G., Labrador, H., & Lara, G.,
(2021). Aguas agrias en el
procesamiento de crudos
pesados: caracterización
fisicoquímica y prognosis de su
impacto ambiental.
Novasinergia. 4(1). 115-135.
https://doi.org/10.37135/ns.01.0
7.07
Recibido: 06 diciembre 2020
Aceptado: 07 abril 2021
Publicado: 01 junio 2021
Resumen: El objetivo de este estudio fue realizar una prognosis del impacto ambiental de las
aguas agrias que resultan del mejoramiento de crudos pesados y extrapesados. Para lograr el
objetivo se determinó la concentración total de hidrocarburos de petróleo (TPH) y los valores
de la demanda química de oxígeno (DQO). De igual manera se determinaron los compuestos
orgánicos en el agua agria mediante Cromatografía de Masa Acoplado a Masa (GC-MS).
También, se determinó el contenido de metales pesados por Espectrometría de Masas con
Plasma Acoplado Inductivamente (ICP). La concentración de H2S disuelto se determinó
mediante la técnica potenciométrica de estandarización del Na2S. La evaluación de impacto
ambiental (EIA) se realizó mediante una matriz causa–efecto (Matriz de Leopold). Como
resultado se obtuvo una concentración de TPH de 99 ppm, DQO 18100 ppm y 24000 ppm de
H2S. Estas concentraciones son superiores a los niveles máximos permitidos por la normativa
venezolana para el vertido en plantas y masas de agua y por la normativa de seguridad y
salud laboral. Así, estos residuos son tóxicos y tienen un alto impacto ambiental. Los factores
ambientales más agredidos son el suelo, las aguas superficiales y subterráneas; mientras que
las actividades más agresivas fueron el proceso de mejoramiento del crudo, en la reactividad
por sulfuro, la corrosividad por pH, y la vulnerabilidad en el almacenamiento de estas aguas
a cielo abierto, por su alto contenido de materia orgánica e inorgánica potencialmente tóxica.
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Palabras clave: Agresores ambientales, crudos extrapesados, efluentes petroleros, factores
ambientales vulnerables, industria petrolera, riesgo ambiental
Copyright: 2021 derechos
otorgados por los autores a
Novasinergia.
Este es un artículo de acceso
abierto distribuido bajo los
términos y condiciones de una
licencia de Creative Commons
Attribution (CC BY NC).
(http://creativecommons.org/li
censes/by/4.0/).
Abstract: The objective of this study was to make a prognosis of the environmental impact of sour
water resulting from the upgrading of heavy and extra-heavy crude oil. We determined the total
concentration of petroleum hydrocarbons (TPH) and the chemical oxygen demand (COD) to achieve
this objective. Likewise, the organic compounds in the sour water were determined by GC-MS (GC-
Mass Coupled Mass Chromatography). The heavy metal content was also determined by Inductively
Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP). The concentration of dissolved H2S was determined by the
potentiometric Na2S standardization technique. These concentrations are higher than the maximum
levels allowed by Venezuelan regulations for discharge in water plants and water bodies and by
occupational health and safety regulations. Thus, these wastes are toxic and have a high environmental
impact. The environmental impact assessment (EIA) was carried out using a cause-effect matrix
(Leopold Matrix). The result was a TPH concentration of 99 ppm, COD of 18100 ppm, and 24000 ppm
of H2S. The environmental factors most affected were the soil, surface water, and groundwater. At the
same time, the most aggressive activities were the crude oil upgrading process, sulfur reactivity, pH
corrosivity, and vulnerability in the storage of these waters in the open air due to their high content of
potentially toxic organic and inorganic matter.
Keywords: Environmental aggressors, environmental risk, extra heavy crude oil, oil effluents, oil
industry, vulnerable environmental factors
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 116
1. Introducción
Actualmente la mayor parte de los recursos petroleros y energéticos de Venezuela provienen
de hidrocarburos pesados (CP) y extrapesados (XP), por esta razón la compañía petrolera nacional
desea explotar estos hidrocarburos, por lo que ha enfocado sus esfuerzos en la investigación,
producción y mejoramiento de este tipo de hidrocarburos (Alboudwarel et al 2006). Para el
desarrollo de la explotación de hidrocarburos existen diferentes métodos y técnicas para llevar a
cabo la extracción y mejoramiento de los crudos. Los mejoradores experimentales de crudos pesados
(CP) y extrapesados (XP) de Petróleos de Venezuela, S.A. (PDVSA) generan en sus plantas pilotos
un efluente denominado aguas agrias, la cual no cumple con las condiciones paramétricas nacionales
establecida en la norma venezolana de vertidos de aguas residuales (Decreto 883, 1995). Estas aguas
generan un problema logístico y ambiental para la organización, ya que son almacenadas en barriles
de metal y plástico, mientras se envían a las refinerías para ser reinyectadas en los procesos.
El contenido de estas aguas es altamente tóxico, debido a la gran cantidad de materia orgánica e
inorgánica que contiene (Guimaraes et al., 2012). Estas dos características representan un problema
en caso de fuga o derrame, debido a que impactaría considerablemente en los factores bióticos y
abióticos, que entren en contacto con estos efluentes. También se encuentra en riesgo el personal que
realiza la manipulación de dichos contenedores.
Una estrategia para comprobar si los proyectos llevados a cabo por una empresa pudiesen generar
un impacto ambiental es la matriz de causa-efecto, conocida como matriz de Leopold, técnica
cualitativa de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA). Tiene un carácter fundamentalmente
preventivo, porque permite identificar actividades que posiblemente modifique el medio ambiente
(Coria, 2008). La información que brinda la EIA permite analizar las consecuencias ambientales de
un proyecto o actividad antropogénica, cuando es unido a una valoración social y económica definen
las decisiones sobre la viabilidad del mismo (Perevochtchikova, 2013). Uno de los métodos más
utilizados para realizar la EIA la matriz causa–efecto o de interacción, donde se cruzan las acciones
humanas con los indicadores de impacto ambiental, y son muy útiles para identificar el origen de
los diferentes impactos causados a un ecosistema (Álvarez et al., 2007).
La industria petrolera es una de las actividades humanas con mayor impacto ambiental, por tal
motivo es conocida la aplicación de los EIA en sus actividades, un ejemplo de ello es el estudio
desarrollado por Cuellar et al., (2004) ante un derrame costero en México, determinando mediante
análisis biofisicoquímicos y matriz de Leopold, que los efectos de los derrames petroleros en los
componentes del ecosistema estudiado, se consideran puntuales, pero no se ha establecido la
magnitud de los efectos a largo plazo. Por lo que los investigadores antes mencionados consideran
que es difícil distinguir el impacto ambiental atribuible a la industria petrolera en la región, de
aquellos causados por factores naturales (cambios climáticos, hidrográficos, aflojamientos naturales
de petróleo) e impactos antropogénicos (pesca comercial, contaminaciones industriales, y otros). La
aplicación de esta metodología permitió conocer el impacto ambiental actual del tratamiento de
aguas de producción en la empresa Ecopetrol y de aquellas tecnologías que implementan para
reducir al máximo los contaminantes de las aguas residuales industriales en la industria colombiana
(Vargas-Guarín, 2020).
El objetivo de este estudio fue realizar una prognosis del impacto ambiental de las aguas agrias que
resultan del mejoramiento de crudos pesados y extrapesados. Para lograr el objetivo se determinó
la concentración total de hidrocarburos de petróleo (TPH) y los valores de la demanda química de
oxígeno (DQO). De igual manera se determinaron los compuestos orgánicos en el agua agria
mediante Cromatografía de Masa Acoplado a Masa (GC-MS). También, se determinó el contenido
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 117
de metales pesados por Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP). La
concentración de H2S disuelto se determinó mediante la técnica potenciométrica de estandarización
del Na2S. La evaluación de impacto ambiental (EIA) se realizó mediante una matriz causa–efecto
(Matriz de Leopold)
2. Metodología
En la figura 1 se observa la ruta metodológica a seguida para el desarrollo de la investigación.
Figura 1: Diagrama metodológico para el estudio de impacto ambiental de las aguas agrias.
2.1. Caracterización de las aguas agrias
La muestra de agua agria se tomó de un proceso de mejoramiento de CP y XP de las plantas
piloto del Instituto de Tecnología Venezolana para el Petróleo (PDVSA-Intevep). En el proceso de
caracterización se aplicó diferentes técnicas analíticas que se observan en la tabla 1, especificando la
marca y modelo del instrumento utilizado.
2.2. Evaluación del impacto ambiental mediante matriz causa - efecto (Matriz de Leopold)
La evaluación y valoración de los impactos socio-ambientales, se realizó tomando en cuenta
la información recolectada por las técnicas de caracterización fisicoquímica aplicada a la muestra, y
de acuerdo con la metodología propuesta por Peralta y Barrios (2012) y Ordoñez-Díaz y Rueda-
Quiñónez (2017), para la cuantificación de la matriz de causa-efecto, se llevaron a cabo los siguientes
procedimientos:
• Se identificaron las actividades principales del proceso que podrían generar un impacto ambiental
(Columnas), como las fases de generación, identificación, caracterización y almacenamiento de las
aguas agrias.
• Se identificaron los impactos ambientales asociados con estas actividades (Filas), tomando en
cuenta tres factores principales el abiótico, el biótico y humano.
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 118
• La intersección entre una actividad y su impacto ambiental, se representa con una x en la celda
pertinente. Posteriormente, se califica la magnitud e importancia del impacto como se aprecia en la
tabla 2. Para determinar el valor de cada celda se deben multiplicar las dos calificaciones.
• Una vez obtenidos los valores para cada celda, se procede a determinar cuántas acciones del
proceso afectan el ambiente y cuántos elementos del ambiente son afectados por el proceso,
desglosando la información en positivos y negativos.
• Una vez calificadas todas las celdas relevantes, se hace una sumatoria algebraica con su respectiva
media aritmética de cada columna y cada fila, para poder registrar el resultado final que permita
determinar cuán beneficiosa o nociva es la acción propuesta y cuán beneficiado o perjudicado al
factor ambiental (Ordoñez-Díaz y Rueda-Quiñónez, 2017; Álvarez et al., 2007).
Tabla 1: Técnicas de caracterización fisicoquímica aplicada a las aguas agrias.
Técnica
Parámetro
Marca y Modelo
pH
Orión 330 Thermo
Conductividad
WTW Tetracon 325 Cond
197i
Sólidos disueltos,
suspendidos y totales
Standard Methods
2540D, (1998)
Mettler-Toledo 3300
JP Selecta 36L
Demanda Química de
Oxigeno método HACH
HACH DR2010
Hidrocarburos totales de
petróleo
EPA 8015, (2000)
Sitelab: EDRO:16
Concentración de sulfuros
utilizando la técnica de
estandarización del Na2S
(Avantor VWR al 98%)
ASTM D 4658-03
Thermo Scientific Orion
silver/sulfide electrode
ThermoScientificOrion, 5-
Star
Concentración de Sulfatos
método HACH y
EPA 375.4
HACH8051-SulfaVer4
Espectroscopia de Plasma
Inducido acoplado a Masa
(ICP-MS)
EPA 6020B (revisión 2,
Julio 2014)
Agilent Technologies 7500ce
con las siguientes
características: Frecuencia:
27,12 MHz Potencia RF:
máximo 1600 W Antorcha:
tipo Fassel.
Cromatografía de Gases
acoplado a masa
ASTM D5790-95 (2012)
ensayo normalizado
para medidas de
compuestos orgánicos
purgables en agua por
columna capilar de GC-
MS.
Agilent Technologies 6890N
Microextracción en fase
sólida
SUPELCO-SPME
Concentración de Cloruros
Standard Methods 4500
Cl-B, (1995)
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 119
Tabla 2: Calificación de la magnitud e importancia del impacto ambiental en la matriz de Leopold.
3. Resultados
3.1. Caracterización fisicoquímica de las aguas agrias
En la tabla 3 se observan los resultados obtenidos a partir de las técnicas analíticas aplicadas
al agua agria, destacándose la cantidad de materia orgánica contaminante expresada en DQO y TPH,
así como el contenido de sólidos en la misma. Dentro de los resultados también se tiene el contenido
de salino siendo relevante la cantidad de cloruros y sulfuros en los efluentes. La cantidad de metales
se muestran en la tabla encontrándose metales pesados típicos de la Faja Petrolífera del Orinoco,
zona con la mayor reserva con este tipo de crudos. La cantidad de materia orgánica fue determinada
mediante GC-MS, evidenciando que estas aguas forman una matriz compleja de contaminantes.
Tabla 3: Caracterización del agua agria mediante diferentes técnicas analíticas.
Impactos negativos
Magnitud
Importancia
Intensidad
Afectación
Calificación
Duración
Influencia
Calificación
Baja
Baja
-1
Temporal
Puntual
+1
Baja
Media
-2
Media
Puntual
+2
Baja
Alta
-3
Permanente
Puntual
+3
Media
Baja
-4
Temporal
Local
+4
Media
Media
-5
Media
Local
+5
Media
Alta
-6
Permanente
Local
+6
Alta
Baja
-7
Temporal
Regional
+7
Alta
Media
-8
Media
Regional
+8
Alta
Alta
-9
Permanente
Regional
+9
Muy alta
Alta
-10
Permanente
Nacional
+10
Impactos positivos
Magnitud
Importancia
Intensidad
Afectación
Calificación
Duración
Influencia
Calificación
Baja
Baja
+1
Temporal
Puntual
+1
Baja
Media
+2
Media
Puntual
+2
Baja
Alta
+3
Permanente
Puntual
+3
Media
Baja
+4
Temporal
Local
+4
Media
Media
+5
Media
Local
+5
Media
Alta
+6
Permanente
Local
+6
Alta
Baja
+7
Temporal
Regional
+7
Alta
Media
+8
Media
Regional
+8
Alta
Alta
+9
Permanente
Regional
+9
Muy alta
Alta
+10
Permanente
Nacional
+10
Técnica analítica
Valor
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
18100 ± 1 ppm
Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH)
99,000 ± 0,001 ppm
pH
10,50 ± 0.01
Conductividad
2,80 ± 0,1 μS/Cm
Turbidez
35,99 ± 0,01 NTU
Sólidos disueltos
7878 ±1 ppm
Sólidos suspendidos
7476 ±1 ppm
Sólidos totales
15354 ±1 ppm
Cloruros
86,01± 8,60 ppm
Sulfato
1,19 ± 0,010%
Sulfuro
2,4 ± 0,01%
Metales por ICP-MS
Ni, V, Mo, Cu, Mn, Fe : 1 ± 0,05 ppm
Ca: 5,26 ± 0,05 ppm
K:612,00 ± 0,05 ppm
Mg: 3,96 ± 0,05 ppm
Na: 142,00 ± 0,05 ppm
Compuestos orgánicos por GC-MS
Azufrados: tiofeno, metanotiol, etanotiol. Nitrogenados: Pirrolina, dimetil-
pirrolina, propanonitrilo, o-amino-tolueno, 2,4-dimetil-piridina, dimetil- pirrol,
1, 2, 3-trimetil-pirrol. Carbonilos: acetona, butanona, 3-hexanona, 2-hexanona.
Aromáticos: fenol. Otros: 2-etil-1-octeno, 2,3-dimetil-hexeno.
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 120
3.2. Evaluación del impacto ambiental del agua agria
En la tabla 4, se presentan los cruces entre las actividades causante de impacto ambiental y los
factores bióticos, abióticos y humanos. Las actividades analizadas son producto de la normativa de
desechos peligrosos, que establece la generación, identificación, caracterización y almacenamiento
como actividades en estudio dentro de una matriz de riesgo ambiental, estas actividades fueron
enmarcadas dentro de las fases del mejoramiento de crudos y el análisis fisicoquímico del efluente
en estudio, analizando el impacto que estas pueden causar en el entorno.
Tabla 4: Cruce de actividades de producción y almacenamiento del agua agria y los elementos característicos del ambiente
en estudio.
Una vez realizado el análisis fisicoquímico y ambiental que tienen estas aguas agrias ante un posible
derrame en las instalaciones de la compañía, se procedió a realizar la matriz de causa-efecto. El
análisis de magnitud e importancia de los impactos permitió obtener los valores de la tabla 5,
mostrando el valor por cada cruce entre las actividades y los factores ambientales, así como también
la suma de las actividades y factores con su respectiva media aritmética.
Actividades
causantes de
posibles
impactos
ambientales
del Agua
Agria
Petroleras
A. Generación
B. Identificación
C. Caracterización
D. Almacenamiento
Elementos y
características
ambientales
1. Mejoramiento
de crudo pesado
1. Etiquetado
1. Metales
2.Compuestos
Orgánicos
3. NOx, SOx y
COx
4. Sólidos
precipitados
5. Corrosividad
por pH
6. Reactividad
por sulfuros
1. Patios a cielo
abierto
2. Almacén
Cerrado
Factores Abióticos
1. Suelo
a. Capa
superficial
x
x
x
x
x
x
x
x
x
b. Capa
intermedia
(subsuelo)
x
x
x
x
x
x
x
x
x
2.
Agua
a. Superficiales
x
x
x
x
x
x
x
x
x
b. Acuíferos
x
x
x
x
x
x
x
x
x
3. Aire
a. Troposfera
baja
x
x
x
x
x
b. Troposfera
x
x
x
x
x
Factores bióticos
4. Flora
a. Cobertura
vegetal
x
x
x
x
x
x
x
b. Vegetación
acuática
x
x
x
x
x
x
x
5. Fauna
a. Terrestres
x
x
x
x
x
x
x
x
x
b. Avifauna
x
x
x
x
x
e. Especies
acuáticas
x
x
x
x
x
x
x
x
Factor Humano
6. Calidad de vida
a. Personal
técnico
calificado
x
x
x
x
x
x
x
x
b. Comunidades
circundantes
x
x
x
x
x
x
c. Comunidad
interna
x
x
x
x
x
x
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Tabla 5: Estudio causa- efecto del impacto ambiental del agua agria proveniente del mejoramiento de crudos pesados y
extrapesados
4. Discusión
4.1. Caracterización fisicoquímica de las aguas agrias
Las técnicas de análisis aplicadas a las aguas agrias se pueden apreciar en la tabla 3, donde
se observan que la DQO fue de 18100 mg/L y la cantidad de TPH fue 99 ppm. Estos valores son una
referencia de la cantidad de materia orgánica en el agua, estos valores indican que las aguas poseen
un alto nivel de contaminación, debido al arrastre de materia orgánica de baja masa molar durante
el proceso de mejoramiento de los crudos. El valor de conductividad en el efluente está relacionado
a la cantidad de cloruros presentes en las aguas connatas (aguas de formación) o al contenido salino
del petróleo. Estas aguas de producción no pueden ser eliminadas por completo del crudo en el
proceso de desalación, por lo que la presencia de cloruros puede también deberse a la cantidad de
Actuaciones
causantes de
posibles
impactos
ambientales
del Agua
Agria
Petroleras
A. Generación
B. Identificación
C. Caracterización
D. Almacenamiento
Total
Media Aritmética
Elementos y
características
ambientales
1. Mejoramiento
de crudo pesado
1. Etiquetado
1. Metales
2.Compuestos
Orgánicos
3. NOx, SOx y
COx
4. Sólidos
precipitados
5. Corrosividad
por pH
6. Reactividad
por sulfuros
1. Patios a cielo
abierto
2. Almacén
Cerrado
Factores Abióticos
1. Suelo
a. Capa superficial
-18
0
-27
-16
-35
-16
-27
-30
-30
-14
-213
-21,3
b. Capa
intermedia
(subsuelo)
-24
0
-36
-24
-42
-24
-36
-40
-40
-21
-287
-28,7
2. Agua
a. Superficiales
-80
0
-42
-63
-35
-49
-80
-80
-35
-20
-484
-48,4
b. Acuíferos
-70
0
-35
-48
-3
-25
-42
-42
-24
-15
-304
-30,4
3. Aire
a. Troposfera baja
-42
0
0
0
-49
0
0
-50
-50
-15
-206
-20,6
b. Troposfera
-30
0
0
0
-30
0
0
-24
-24
-10
-118
-11,8
Factores bióticos
4. Flora
a. Cobertura
vegetal
-30
0
-18
-27
-8
-24
-28
-27
0
0
-162
-16,2
b. Vegetación
acuática
-70
0
-28
-36
-20
-36
-32
-36
0
0
-258
-25,8
5. Fauna
a. Terrestres
-16
0
-27
-14
-20
-16
-16
-27
-27
-12
-175
-17,5
b. Avifauna
-42
0
0
0
-35
0
0
-36
-36
-18
-167
-16,7
e. Especies
acuáticas
-63
0
-42
-48
-24
-42
-54
-54
-28
-20
-321
-32,1
Factor Humano
6. Calidad de vida
a. Personal técnico
calificado
-81
-10
0
-10
-15
-10
-21
-27
-27
-25
-226
-22,6
b. Comunidades
circundantes
-20
0
0
-20
-20
0
-35
-35
-35
-25
-190
-19,0
c. Comunidad
interna
-21
0
0
-24
-15
0
-35
-27
-27
-25
-174
-17,4
Total
-607
-10
-255
-330
-351
-242
-406
-535
-383
-220
Media Aritmética
-43,3
-0,7
-18,2
-23,5
-25,0
-17,2
-29,0
-38,2
-27,3
-15,7
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 122
sales contenidas en el los CP y XP debido a sus características de formación, como sostiene
Alboudwarej et al., (2006).
En el agua agria se determinó una cantidad considerable de sólidos suspendidos y totales, siendo la
mayoría de ellos compuestos orgánicos precipitables y azufre (S8), esto a su vez guarda relación con
el valor de turbidez en la muestra. La cantidad de metales presentes fueron determinados mediante
ICP, se observó que la concentración de los metales de transición es de 1 ppm. Adicionalmente se
obtuvo metales característicos asociados al petróleo venezolano de la Faja Petrolífera del Orinoco
(FPO) como el vanadio (V), manganeso (Mn) y hierro (Fe) (González y Núñez, 2008). También se
determinó que existe una mayor cantidad de metales alcalinos y alcalinotérreos típicos de la litología
arenosa de la zona, y de las sales presentes en las aguas connatas como el potasio (K), sodio (Na),
calcio (Ca) y magnesio (Mg). Los minerales presentes en la litología de la FPO, van a justificar el
contenido de metales determinados mediante la técnica analítica, debido a que estos metales se
encuentran algunos enlazados a la matriz orgánica debido a los enlaces carbono–metal, como
demostró Castro et al (2019). El pH presente en las muestras fue de 10.5 debido a que el vapor
condensado arrastra amonio, amoníaco y el alto contenido de metales alcalinos (Noguera y Lara,
2013).
En la tabla 3, se observan las especies orgánicas identificadas en el efluente, como: tioles, aminas,
carbonilos, aromáticos y alifáticos. Los compuestos están estrechamente relacionados con la
cantidad de DQO y TPH medidos a la muestra. La presencia de los compuestos orgánicos en el agua
agria, se debe a que el vapor de agua es condensado en presencia de compuestos orgánicos de bajo
punto de ebullición, en los diferentes procesos del mejoramiento (Noguera et al., 2012). Las pirrolinas
encontradas en las aguas agrias se deben mayormente a partes de los asfáltenos producto las
reacciones de HDT son fragmentado liberando moléculas de menor masa molecular y en el caso del
asfalteno, el nitrógeno se encuentra como parte de los aromáticos (Velásquez, 2012). La identificación
de compuestos fenólicos supone que pueden ser generadas en las unidades de hidrotratamiento o
viscoreducción, que se caracterizan por un elevado contenido de fenoles (Noguera et al., 2012; Castro
et al., 2019).
El azufre (S) está presente en el gas natural y el crudo de la FPO formando compuestos orgánicos
azufrados como sulfatos, tioles o mercaptanos, tiofenos y benzotiofeno (Castro et al., 2019), estas
sustancias presentes en el crudo son las principales fuentes de S
-2
debido a que el CP y XP cuando
es tratado con un HDT experimental, reacciona con los compuestos orgánicos azufrados mediante
una Hidrodesulfiración (HDS) formando hidrocarburos y H2S (Barbosa et al., 2014). Una forma de
eliminar este compuesto del proceso de HDH es mediante la condensación del vapor, el cual arrastra
el H2S y es disuelto en el agua (Noguera y Lara, 2013). Como se observa en la tabla 3, la concentración
de sulfuro de las muestras de agua agria está en un promedio de 2,40 %, es decir, 24000 ppm. La
concentración de H2S disuelto en el agua es debido a la relación H2O:H2S que se produce en el
proceso de mejoramiento, el primero por la formación de H2O de las reacciones de
Hidrodesoxigenación (HDO) y separadas mediante el proceso de destilación. El H2S producto de las
reacciones de HDS que ocurren en el mejoramiento del CP y XP.
El crudo de la FPO, posee un alto contenido de azufre debido a tres condiciones principales para la
sulfuración de la materia orgánica según Amrani (2014):
Primero, el reactivo reducido de S debe estar disponible. Por lo general, esto implica que la actividad
de las bacterias sulfato reductoras reducirán el SO4
-2
a S
-2
, e inmediatamente este último podría
reaccionar con la fase mineral del yacimiento o incorporarse a la fase orgánica del crudo (Damsté et
al., 1998; Werne et al., 2003).
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 123
Segundo, las concentraciones de iones metálicos libres, especialmente hierro, deben ser bajas. El
hierro elimina rápidamente S que lo que puede reaccionar con la materia orgánica, aunque puede
ser posible la formación simultánea de S orgánico y sulfuro de hierro. Esto va depender de los
ambientes siliciclásticos (ricos en arcillas) donde la disponibilidad de reaccionar con el Fe y Zn
disponible demandan el S
-2
formando pirita (FeS2), calcopirita (CuFeS2) y blenda (ZnS), cuando esta
demanda disminuye el S
-2
tiene la posibilidad de incorporarse a la materia orgánica del crudo y del
querógeno (Amrani, A. 2014; Vairavamurthy, y Mopper, 1987).
En tercer lugar, en ambientes carbonáticos (pobres en iones de Fe), la disponibilidad de metales es
limitada, por lo que el azufre generado por los microorganismos podría acumularse en condiciones
anóxicas favoreciendo la incorporación del S
-2
en la materia orgánica (Amrani, A. 2014; Werne et al.,
2003; Vairavamurthy y Mopper, 1987). Se ha determinado que el azufre está presente en las 3 fases
de la producción (petróleo-arenas-gas); por lo que son estos tres componentes los principales
responsables de la generación de H2S en la producción y refinación del petróleo venezolano (Castro
et al., 2019).
4.2. Evaluación del Impacto Ambiental del Agua Agria
Para el EIA, se construyó la matriz de causa- efecto, tomando en cuenta que las actividades
causantes de un posible impacto ambiental en la producción y almacenamiento de las aguas agrias
son: la generación del efluente (A), la identificación del envase de almacenamiento (B), la
caracterización del efluente (C) y las condiciones de almacenamiento (D). Los elementos del
ecosistema que pudiesen resultar dañados por algún posible derrame de estas aguas son: los factores
abióticos, el factor biótico y humano. El cruce entre cada uno de ellos se realizó tomando en cuenta
los componentes principales que se encuentran en la Tabla 4. La relación existente entre las
actividades de producción, almacenamiento de las aguas agrias y los componentes del ecosistema,
se marcan con una X.
4.2.1. Generación del efluente (A)
La generación del efluente parte del proceso de mejoramiento de CP y XP en las instalaciones
experimentales del centro de investigaciones de la industria petrolera nacional.
Mejoramiento de crudos pesados (CP) y extrapesados (XP) (A1)
Una de las tecnologías de prueba involucra un catalizador a base de hierro o molibdeno
dispersados por medio de un emulsión y una mezcla con un material sólido (por ejemplo, coque)
con un tamaño de partícula específico que ayuda a controlar la formación de espuma, promoviendo
así la fase líquida y mejorar la distribución radial del hidrógeno inyectado (Bellussi et al., 2013;
Negretti et al., 2009). Logrando que las moléculas más complejas se rompan y formen compuestos
orgánicos de menor tamaño, permitiendo un aumento de los grados API del crudo y la recuperación
del residuo de vacío.
Otra de las técnicas de mejoramiento de crudos se fundamenta en el nivel de transferencia de
hidrógeno del agua, para acercarse al proceso de hidrocraqueo moderado (Pereira et al., 1999).
Donde el agua puede utilizarse como reactivo para transferir su hidrógeno al CP y XP y así aumentar
los grados API. En este caso se utiliza el agua para producir hidrógeno por la vía del vaporeformado
catalítico, reemplazando el hidrógeno gaseoso en esta aplicación.
Ambos procesos producen aguas agrias como subproducto para la sorción de compuestos con
heteroátomos presentes en el crudo como: sales, H2S y amoníaco, además de compuestos orgánicos
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 124
que son arrastrados y separados del proceso en medio acuoso. Estas aguas pueden ser despojadas
de azufre y reinyectadas al sistema de refinación en forma de vapor de baja, media y alta presión
(Bellussi et al., 2013). Para objeto d este estudio se analiza las aguas agrias generadas por la primera
técnica de mejoramiento de crudos, debido a que es la unidad experimental que se encuentra en
funcionamiento y genera una considerable cantidad de estas aguas.
Impacto de Generación del efluente
Impacto de los factores abióticos
La generación de las aguas agrias podría afectar los factores abióticos, esto se manifiesta en
el suelo impactando la capa superficial (F1a) y el subsuelo (F1b) por la incorporación de compuestos
orgánicos (Ac2) e inorgánicos (Ac1), que comprometen el comportamiento fisicoquímico del mismo
(Vílchez-Fernández y Ulloa-Carcasés, 2015). Estas aguas de producción son también un factor de
contaminación para las aguas superficiales (F2a) y los acuíferos (F2b) (Moronta-Riera y Riverón-
Zaldívar, 2016). En el aire el impacto del mejoramiento de CP y XP se produce por la liberación de
H2S (Ac6) y COV, que afectan la calidad del aire en la troposfera baja (F3a) y en la troposfera (F3b).
Impacto de los factores bióticos
La afectación en los factores bióticos seria a la cobertura vegetal (F4a), y la vegetación acuática
(F4b) (Machado-Allison, 2017). El impacto de estas aguas de producción a la fauna se manifiesta por
la afectación a especies terrestres (F5a), avifauna (F5b) y las especies acuáticas (F5c) del lugar
(Rodríguez, 2001).
Impacto en los factores humanos
El impacto de la producción del efluente en los factores humanos, se evidenciaría
principalmente en la calidad de vida de los operadores de las refinerías (F6a), la comunidad interna
(F6c) por la emanación de olores (H2S). La posible liberación de este compuesto en la industria, afecta
principalmente la salud y pudiera causar la muerte del personal que labora en la empresa (Portillo
et al., 2008).
4.2.2. Identificación del envase de almacenamiento (B)
Es el proceso mediante donde se describen las características de una sustancia o desecho
mediante una etiqueta, según su composición fisicoquímica o factores de riesgo de la sustancia. De
acuerdo con el Decreto 2635 (1998), en su artículo 17 establece las condiciones que debe tener el
envase de almacenamiento, así como el material del envase con sus características de resistencia a
los efectos del desecho, y condiciones para que no represente riesgos de fuga.
Etiquetado (B1)
Los materiales peligrosos recuperables y desechos peligrosos deben ser identificados, los
elementos de identificación deben poseer la siguiente información: Nombre del desecho, cantidad,
fecha de generación, generador responsable, proceso que lo generó (Decreto 2635, 1998).
Impacto de la identificación
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El proceso de etiquetado de los envases contenedores de agua agria pudiera tener un impacto
en el factor humano específicamente en el personal técnico calificado debido a la manipulación de
los envases y su posible contacto con el efluente.
4.2.3. Caracterización (C)
Se refiere a la determinación de las propiedades y características fisicoquímicas que puede
presentar un material o compuesto, en la tabla 2 se observa la caracterización de estas aguas
mediante diferentes técnicas analíticas.
Metales (C1)
El análisis químicos por Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente
(ICP) a las aguas agrias, arrojó que los metales presentes en la muestra son: Ni, V, Mo, Cu, Ca, K,
Mg, Mn, Fe y Na. Este análisis mostró cuales se encuentran en mayor proporción son: K, Na y Ca
(Tabla 3).
Compuestos Orgánicos (C2)
Con respecto a la caracterización cualitativa de los compuestos orgánicos presentes en el
agua agria, determinados a través de una CG-MS para Caracterización de Muestras Híbridas, dio
como resultado compuestos orgánicos como: tioles, aminas, carbonilo, aromáticos, alifáticos y otros
(Tabla 3). Esta mezcla de componentes orgánicos hace de estas aguas una matriz compleja para su
almacenamiento y tratamiento.
Liberación NOx, SOx y COx (C3)
Una de las principales fuentes de contaminación atmosférica son los procesos industriales
petroleros, generan dióxido y monóxido de carbono (COx), óxidos de nitrógeno (NOx) y de azufre
(SOx), entre otros contaminantes en sus procesos de refinación (Álvarez y Linares, 2015; Zamora y
Ramos, 2010).
Sólidos precipitados (C4)
Las muestras en estudio cuando se encuentran en almacenamiento presentan la formación
de sólidos de azufre y compuestos orgánicos. Además, presentan una alta cantidad de sólidos
disueltos y totales formados por compuestos orgánicos de alta masa molecular (Tabla 3).
Corrosividad por pH (C5)
Las aguas agrias causan el deterioro del material de almacenamiento (envases de hierro y
plástico) a consecuencia de un ataque electroquímico a los envases metálicos, propiciado por el pH
10 (Tabla 3), y en el caso de los envases plásticos se combinan este factor con el envejecimiento a la
intemperie del material.
Reactividad con sulfuros (C6)
Los efluentes presentan alto contenido de sulfuro con una concentración de 24000 ppm,
debido a que proceden del proceso de mejoramiento de CP y XP de la FPO, siendo esta una de las
características distintivas del petróleo de esta zona. Por lo tanto, las aguas presentan un alto
porcentaje de H2S disuelto, otorgándole un olor característico.
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 126
Impacto de la caracterización del agua agria de la refinería petrolera experimental
En la etapa de caracterización ante un posible derrame de estas aguas almacenadas, va a
afectar de forma significativa los siguientes factores:
Impacto de Metales
Impacto en el factor abiótico
Los metales totales (C1) presentes en el agua agria, afectarían negativamente al suelo y el
agua, debido a que estos metales se encuentran en una matriz acuosa con una abundante cantidad
de materia orgánica tóxica, que van a influir en la composición fisicoquímica del suelo en sus capas
superficiales (F1a) e intermedias (F1b). De la misma manera el agua se va a ver afectada por la
concentración de metales presente en la misma, teniendo consecuencias en la calidad de cuerpos de
aguas superficiales (F2a) y subterráneas (F2b).
Impacto en el factor biótico
Los metales pesados como el V y molibdeno (Mo) afectan directamente a la fauna (F5a, b y
c) y la flora (F4a y b), por la bioacumulación en la vegetación y por ende a la fauna por su
biodisponibilidad (Argota et al., 2012).
Impacto en el factor humano
Los metales al pasar al suelo y luego a los acuíferos (F2b), que surten de agua a la población
afectaría directamente la salud de las comunidades internas (F6b) y comunidades circundantes (F6c),
que se abastecen por medio de pozo profundo (Reyes et al., 2016).
Impacto de Compuestos orgánicos
Impacto en el factor abiótico
Los compuestos orgánicos (C2) presentes en las aguas agrias son sustancias azufradas,
nitrogenadas, aromáticos, cetonas y alifáticos, que afectarían directamente al suelo en todas sus
capas (F1a y b), produciendo degradación del mismo (Vílchez-Fernández y Ulloa-Carcases, 2015).
De la misma manera estas sustancias afectaran el agua debido a que elevan la concentración de
carbono en las mismas, incrementando los valores de DQO y DBO, factores directamente
relacionados con la contaminación de las aguas superficiales (F2a) y según su cantidad pudiesen
afectar los acuíferos (F2b) de la zona de impacto en un posible derrame de la misma (Saval et al.,
2004).
Impacto en el factor biótico
Estas sustancias afectan directamente a la flora, debido a que como afectan el suelo, afectará
directamente a la vegetación (F4a). La vegetación acuática (F4b), se vería afectada generando con la
eutrofización (Rivas et al., 2011). Igualmente, la fauna se afectaría (F5a), y la avifauna (F5b) por la
liberación de H2S, y la fauna acuática (F5c) si alcanzara un cuerpo de agua.
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 127
Impacto en el factor humano
Estos compuestos impactarían los acuíferos, afectando la salud por el consumo de agua
contaminada por las comunidades internas (F6c) y externas (F6b) que se abastecen de estos (Reyes
et al., 2016).
Impacto de la Liberación de SOx, NOx y COx
Impacto en el factor abiótico
La liberación de SOx, NOx y COx (C3), va a tener un impacto importante en el aire (F3a y b),
debido a que va a afectar la composición química del mismo, elevando la concentración de estas
especies nocivas, produciendo la denominada lluvia ácida que afecta directamente a el suelo (F1a y
b) y el agua (F2a y b) por la incorporación a estos de ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido carbónico
afectando el pH del resto de los factores abióticos y por ende sus propiedades fisicoquímicas (Juez,
2005).
Impacto en el factor biótico
Al mismo tiempo, estas sustancias peligrosas afectan indirectamente la vegetación terrestre
(F4a) por la acidificación del suelo, la vegetación acuática (F4b), por la disminución del pH del agua.
Es por este motivo, que también se verá afectada la fauna en el suelo (F5a) y en el agua (F5c), sino
que directamente va a afectar mayormente la avifauna (F5b).
Impacto en el factor humano
Estas sustancias en el aire afectan la salud, debido a que se elevan las afecciones respiratorias
causando que el trabajador (F6c) disminuya su calidad de vida (Romero-Placeres et al., 2006). Otro
impacto indirecto es que la lluvia ácida afecta la infraestructura del centro de investigaciones,
desmejorando la calidad estructural del edificio (F6c) y la infraestructura circundante (F6b).
Impacto de Sólidos precipitados
Impacto en el factor abiótico
Los sólidos (C4) van a estar directamente relacionados con la precipitación de sustancias
orgánicas de alto peso molecular que se encuentran suspendidos en el agua, de la misma manera
ocurre con los polisulfuros, que van a formar incrustaciones en las líneas de producción o en los
envases contendores de almacenamiento (Lobelles-Sardiñas et al., 2016; Marcano et al., 2003). Estos
sólidos tendrían un impacto directo en el suelo, debido a que estas sustancias van a afectar la capa
superficial (F1a), e intermedia del suelo (F1b) incorporando hidrocarburos en el mismo que
producirían degradación. El azufre es un micronutriente del suelo que en proporciones adecuadas
es beneficiosos para el suelo (García, 2014), pero en grandes cantidades tiene un efecto fungicida,
que va a afectar la riqueza de la microbiota del suelo, de igual manera estas sustancias al estar en
contacto con el suelo pueden infiltrarse en los acuíferos (F2b) contaminando esta acumulación
natural de agua.
Impacto en el factor biótico
La producción de estos sólidos afectaría la vegetación (F4a), ya que los hidrocarburos inhiben
el crecimiento de la vegetación y alteran la vegetación acuícola (F4b) (Adams et al., 2008). La fauna
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 128
se va a ver directamente afectada si se afecta el suelo y el agua, debido a que la alta concentración
de materia orgánica y azufre que impactaría la calidad del agua y del suelo, por ende, la vida en
ellos principalmente la fauna terrestre (F5a).
Impacto en el factor humano
El azufre sólido tiene efectos en la salud directamente en contacto con los ojos, piel, ingestión
e inhalación, causando daños severos en el personal (F6a y F6c).
Impacto por corrosividad por pH
Impacto en el factor abiótico
El pH básico del agua agria (C5) afectaría directamente al suelo (F1a y b) debido a que, al
liberar las aguas agrias por la corrosión de contenedores, va alcalinizar el suelo empobreciéndolo,
generando una baja infiltración y poca permeabilidad, haciendo que el suelo se compacte y se
degrade con facilitad (Ochoa et al., 2004). De la misma manera esto va afectar los acuíferos (F2b).
Impacto en el factor biótico
La flora (F4a) pudiera afectarse debido a no resistir el cambio abrupto de pH y la
contaminación en el lugar.
Impacto en el factor humano
Ante la posibilidad de contaminar los acuíferos se verán afectadas las comunidades internas
y cercanas, que consuman aguas mediante pozo profundo (F6 a, b y c).
Impacto por reactividad por sulfuros
Impacto en el factor abiótico
La reactividad por sulfuros (C6) va impactar directamente envases contenedores de las aguas
agrias, acelerando su descomposición por la reacción directa en el H2S y el hierro (Ballesteros et al.,
2010), aumentando las posibilidades de derrame del agua en condiciones de almacenamiento si estos
se encuentran expuestos a las cambios climáticos, donde el sol y la lluvia influirán en el
comportamiento del material del envase, siendo esto también aplicable a los envases plásticos por
el envejecimiento a la intemperie. Esta posible afectación tendría lugar directamente en el suelo,
debido a la posibilidad del derrame del agua afectando las características fisicoquímicas del suelo
en las capas superficiales (F1a) e intermedias (F1b). Si llega al suelo este efluente, también es posible
que llegue a las fuentes de agua, afectando vía torrenteras las aguas superficiales (F2a) y por el suelo
a los acuíferos (F2b). El aire (F3a y b) también se verá afectado debido a la liberación de H2S, que
contienen esta agua disuelta y la cantidad de compuestos orgánicos volátiles que serían liberados.
Impacto en el factor biótico
Esta afectación al suelo va igualmente a impactar en la biota directamente en la flora (F4a y
b) y en la fauna (F5a, b y c) (Crosara, 2012).
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 129
Impacto en el factor humano
Las consecuencias al ser humano (F6a, F6b y F6c) van a ser a la salud debido a la exposición
prolongada a sustancias tóxicas presentes en las aguas agrias.
4.2.4. Almacenamiento del agua agria (D)
Las aguas agrias debido al contenido de materia orgánica y H2S disuelto, se almacenan en
envases metálicos y estos se encuentra a la intemperie acelerando las condiciones de degradación
del material por la oxidación (Ballesteros et al., 2010). Igualmente ocurre en los envases plásticos que
contienen esta sustancia, debido a que el plástico expuesto a condiciones de radiación solar
prolongada acelera la degradación del material por envejecimiento, convirtiéndose en una posible
zona de afectación ambiental por el derrame de esta sustancia (Rojas-Flórez, 2013), una parte del
almacenamiento de estas aguas se encuentran en paletas de carga situadas en tierra aplanada. Estas
aguas también se encuentran en almacenes cerrados en galpones de desechos. El tiempo de
almacenamiento en algunos casos sobrepasa lo establecidos en las normas ambientales de la
empresa.
Según el Decreto 2635 de 1998 referente a las Normas para el control de la recuperación de materiales
peligrosos y el manejo de los desechos peligrosos, en su artículo 16 apartado 1, establece que el
almacenamiento de materiales de este tipo debe reunir las características y la capacidad acorde con
el tipo de material a almacenar exigidas en la norma venezolana de calidad COVENIN 2670.
Almacenamiento a Cielo abierto (D1)
El almacenamiento temporal del desecho, debe hacerse cumpliendo la normativa ambiental
vigente de PDVSA (ma-01-02-11), que establece que este almacenamiento debe hacerse delimitando
el espacio, manteniendo un estricto control de inventariado y el tiempo en estos espacios temporales
no deben ser mayor a un mes en barriles y estos no deben exceder los 1000 tambores de 208 litros,
de un material resistente al ataque químico.
Almacenamiento Cerrado (D2)
Las áreas techadas a ser utilizadas para el almacenamiento de materiales peligrosos
recuperables y desechos peligrosos, deben cumplir con las especificaciones que establece el Decreto
2635 (1998). Esta norma en el artículo 16 apartado 3, establece que debe mantenerse protegida de la
intemperie, para que no sean arrastrados vapores por el viento, ni lavado por la lluvia y el drenaje
debe conducir a un tanque de almacenamiento con un sistema de tratamiento.
Impacto del almacenamiento
Impacto en el factor abióticos
Estos espacios de almacenamiento van a generar impacto ante un posible derrame en el suelo
(F1a y b), en las aguas (F2 a y b) en el aire (F3 a y b).
Impacto en el factor biótico
Estos impactos van a repercutir en la flora (F4 a y b) y en la fauna (F5a, b y c).
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 130
Impacto en el factor humano
Al mismo tiempo el almacenamiento pudiese afectar al personal (F6a y c) y a las
comunidades circundantes (F6b), por los olores ante un posible derrame por la liberación de
sustancias tóxicas.
Según los datos obtenidos en la tabla 5 y lo contenido en la normas para el control de la recuperación
de materiales peligrosos y el manejo de los desechos peligrosos (Decreto 2635,1998), en su artículo 8
establece, que los niveles de riesgo se presentan en cinco clases de peligrosidad creciente, las cuales
deben ser identificadas, evaluadas para definir las medidas de seguridad, los planes de contingencia,
garantizando la contratación de pólizas de seguros contra daños a terceros y daños ambientales. Las
aguas agrias se pueden clasificar según esta norma con el mayor nivel de riesgo, debido a que
presenta las siguientes características:
Sólidos, líquidos o gases que pueden producir reacciones explosivas, o
ser fácilmente inflamables, muy reactivos, corrosivos, desprenden
gases y vapores tóxicos, alto potencial de propagación o diseminación,
efecto letales a las personas o letales y persistentes al ambiente, pueden
causar destrucción o contaminación a decenas de metros del accidente
(p.8).
El nivel de riesgo de las aguas agrias es de clase 5, debido a que se puede apreciar en la matriz causa-
efecto, como las actividades estudiadas tienen impacto en casi todos los factores ambientales del
análisis, demostrando el grado de peligrosidad de las aguas agrias para el ecosistema y el microclima
de la zona, así como para el personal que labora en la institución.
Como se puede observar en la tabla 5, entre las sumatorias y promedios de las actividades que
causan mayor impacto ambiental, se encuentran primero la generación del agua agria, ya que una
posible liberación de este efluente en este punto causaría un daño considerable en la zona y al
personal involucrado.
La alta reactividad por sulfuros, sería la segunda actividad que pudiese tener una afectación
importante en los factores ambientales ante un posible derrame. De igual forma, el almacenamiento
a cielo abierto, es un punto vulnerable para el ambiente, debido a que las condiciones de intemperie
ocasionan daños al envase contenedor del efluente, por el contenido de especies reactivas que
afectan la estructura de los contenedores metálicos y plásticos, colapsando durante alguna
manipulación del mismo, causando este evento afectación al entorno. La cantidad de materia
orgánica contenida en el agua al ser liberada pudiese afectar de manera considerable, el suelo, el
agua y el aire, afectando directamente las especies vegetales y la fauna, que hace vida en la zona
impactada por el posible derrame.
Cuando se analizó la matriz en cuanto a la afectación a los factores ambientales, se observa en las
sumatorias y promedios que un posible derrame de estas aguas, podría impactar considerablemente
en las aguas superficiales y los acuíferos de la zona, debido a que en el lugar de almacenamiento se
encuentran torrenteras que pudiesen llevar directamente las aguas a la quebrada perimetral
afectando la flora y la fauna acuática. Otro de los factores que resultarían altamente impactados
serían los acuíferos, debido a la infiltración del efluente hasta los depósitos subterráneos de agua,
contaminando así el agua suministrada a la comunidad interna y posiblemente a las comunidades
externas de la empresa. El suelo se vería altamente afectado, debido al contenido de materia orgánica
y de azufre que se pudiese incorporar al suelo afectando su composición fisicoquímica y por ende
la cobertura vegetal de la zona afectada.
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 131
En la matriz causa-efecto, los valores sumatorios y promedios son negativos y altos numéricamente,
indicando el potencial altamente nocivo que tienen estas aguas con relación a su impacto en los
factores ambientales estudiados. En tal sentido la institución debería centrar sus esfuerzos de
investigación y desarrollo, para mitigar este problema logístico-ambiental de la empresa.
5. Conclusiones
La caracterización fisicoquímica de las aguas agrias, permitió conocer las concentraciones de
materia orgánica e inorgánica contaminante, determinándose que la demanda química de oxígeno
es de 18100 ppm, el valor de hidrocarburos totales es de 99 ppm y la concentración de H2S es de
24000 ppm, siendo estas concentraciones superiores a los niveles máximos permitidos por la
normativa venezolana para la descarga en plantas de aguas y cuerpos de aguas, así como también
por la normativa de seguridad e higiene laboral, convirtiéndose este desecho en un tóxico con un
impacto ambiental alto. Las técnicas analíticas permitieron conocer los tipos de metales en el agua
identificándose algunos de tipo pesados que pueden afectar a las especies animales y vegetales. De
igual manera se logró identificar las especies orgánicas en el efluente corroborando que los
compuestos orgánicos que constituyen este desecho son altamente tóxicos.
Mediante la caracterización fisicoquímica de las aguas agrias, se pudo clasificar este efluente en el
nivel 5 de riesgo de contaminación, debido a que es un líquido reactivo y corrosivo, que desprende
gases y vapores tóxicos, con un alto potencial de propagación, teniendo un efecto letal en las
personas y persistente en el ambiente. La aplicación de la matriz de Leopold evidenció el impacto
ambiental que este efluente petrolero tiene, dando como resultado la vulnerabilidad en el suelo, la
composición fisicoquímica del subsuelo, de las aguas superficiales, acuíferos de la zona y de todo
aquello que entre en contacto con estas aguas.
La materia orgánica e inorgánica presentes en las aguas agrias, coloca en peligro los factores
abióticos y bióticos de una zona de posible derrame. La alta concentración de H2S disuelto, por
encima de los valores permitidos de 5 ppm, son potencialmente mortales para el personal que
manipule este desecho. La alta reactividad del H2S disuelto almacenado puede socavar la integridad
de los envases de almacenamiento a cielo abierto, debido a que se conjugan dos factores el
envejecimiento del material bajo las condiciones a la intemperie de los envases con la acción reactiva
del H2S y del pH en los materiales, siendo una combinación que pudiese permitir un posible derrame
que afecte al medioambiente, a la comunidad del instituto y a las comunidades cercanas por la
liberación de vapores tóxicos.
Contribuciones de los autores
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación de
créditos a autores de artículos científicos (https://casrai.org/credit/). Los autores declaran sus
contribuciones en la siguiente matriz:
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Conflicto de Interés
Los autores deben declarar que no existen conflictos de interés de naturaleza alguna en la presente
investigación.
Fuente de financiamiento
Los costos fueron sufragados por el Instituto de Tecnología Venezolana para el Petróleo (PDVSA-
Intevep) y la Universidad de Carabobo.
Referencias
Adams, R. H., Zavala-Cruz, J., & García, F. A. M. (2008). Concentración residual de hidrocarburos en suelo del
trópico. II: afectación a la fertilidad y su recuperación. Interciencia, 33(7), 483-489. Recuperado de:
https://www.redalyc.org/pdf/339/33933703.pdf
Alboudwarej, H., Felix, J., Taylor, S., Badry, R., Bremner, C., Brough, B. & Beshry, M. (2006). La importancia
del petróleo pesado. Oilfield Review, 18(2), 38-58. Recuperado de: https://www.slb.com/-
/media/files/oilfield-review/heavy-oil-3-spanish
Álvarez, J. N., Rodríguez, A. Á., Pompa, N. P., Reyes, A. M., & Franco, E. D. (2007). Impacto ambiental de la
industria petrolífera de Santiago de Cuba. Caracterización. Tecnología Química, 27(2), 83-91.
Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/4455/445543753013.pdf
Álvarez, R., & Linares, C. (2015). Uso de precursores catalíticos NiMo/óxidos mixtos Zn-Al para ser empleados
en reacciones de hidrotratamiento. Revista Agrollania, 12(1), 1-10. Recuperado de:
http://www.postgradovipi.50webs.com/archivos/agrollania/2015/agro11.pdf
Amrani, A. (2014). Organosulfur compounds: molecular and isotopic evolution from biota to oil and gas.
Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 42, 733-768. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-
050212-124126.
Argota, G., González, Y., Argota, H., Fimia, R., & Iannacone, J. (2012). Desarrollo y bioacumulación de metales
pesados en Gambusiapunctata (Poeciliidae) ante los efectos de la contaminación acuática. REDVET.
Revista Electrónica de Veterinaria, 13(5), 1-12. Recuperado de:
https://www.redalyc.org/pdf/636/63624365020.pdf
ASTM D 4658-03 (2002) Standard Test Method for Sulfide Ion in Water. American Society for Testing and
Materials. West Conshohocken, Pensilvania. USA
ASTM D5790-95 (2012) Standard Test Method for Measurement of Purgeable Organic Compounds in Water by
Capillary Column Gas Chromatography/Mass Spectrometry. American Society for Testing and Materials.
West Conshohocken, Pensilvania. USA
Centeno-bordones, G.
Labrador, H.
Lara, G.
Conceptualización
Análisis formal
Investigación
Metodología
Recursos
Validación
Redacción - revisión y edición
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 133
Ballesteros, D. Y. P., Torres, S. R. P., & Quintero, C. V. (2010). Evaluación de la corrosión del acero AISI-SAE
1020 en un ambiente multifásico de salmuera CO2-H2S. Ingeniería y Desarrollo, (27), 187-213.
Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/852/85215207011.pdf
Barbosa, A; Vega, A; de Rio, E. (2014) Hidrodesulfuración de crudos de petróleo: base para el mejoramiento
de combustibles: Una revisión. Avances en Ciencias e Ingeniería, vol. 5 (3), pp. 37-60. Recuperado de:
https://www.redalyc.org/pdf/3236/323632128003.pdf.
Bellussi, G; Giacomo, R; Landoni, A; Millini, R; Molinari, D; Montanari, E; Moscotti, D & Pollesel, P. (2013).
Hydroconversion of heavy residues in slurry reactors: Developments and perspectives. Journal of
Catalysis, 308, 189-200. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2013.07.002
Castro, Y., Sánchez, D & Viloria, A. (2019). Efecto de composición mineral de arenas sobre generación de gases
ácidos en crudos pesados a condiciones de inyección de vapor. Revista Ingeniería UC, 26(1), 23-30.
Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/707/Resumenes/Resumen_70758484004_1.pdf.
Coria, I. D. (2008). El estudio de impacto ambiental: características y metodologías. Invenio, 11(20), 125-135.
Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/877/87702010.pdf.
Crosara, A. (2012). El suelo y los problemas ambientales. . Montevideo,Uruguay. Recuperado de
http://edafologia.fcien.edu.uy
Cuéllar, J. A. G., Sánchez, F. A., Vázquez, S. H., & Cota, D. B. L. (2004). Impacto ecológico de la industria
petrolera en la Sonda de Campeche, México, tras tres décadas de actividad: una revisión. Interciencia,
29(6), 311-319. Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/339/33909304.pdf.
Damsté, J. S. S., Irene, W., Rijpstra, C., de Leeuw, J. W., & Schenck, P. A. (1988). Origin of organic sulphur
compounds and sulphur-containing high molecular weight substances in sediments and immature
crude oils. Organic Geochemistry, 13(4-6), 593-606. https://doi.org/10.1016/0146-6380(88)90079-4.
Gaceta Oficial 5.245-3 (1998). Decreto 2635: Normas para el Control y Manejo de Materiales y Desechos Peligrosos.
Caracas, Venezuela.
Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.021 (1995). Decreto Nº 883, Normas para la Clasificación y Control de la Calidad
de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos. Caracas, Venezuela.
García, F. O. (2014). Fertilidad de suelo y fertilización de cultivos. INTA, Buenos Aires, Argentina.
González-Arreaza, J. L., & Núñez-Márquez, C. R. (2008). Mejoramiento de los crudos extra pesados Carabobo y
Ayacucho mediante hidrotratamiento utilizando catalizadores CoMoS/y-Al2O3 y FeNiNbS másicos en un
reactor por carga. (Tesis de Licenciatura), Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela. Recuperado
de: http://riuc.bc.uc.edu.ve/handle/123456789/7326.
Juez, J. M. (2005). Análisis y evaluación de las emisiones de gases de efecto invernadero en la industria del petróleo y el
gas, Disertación Doctoral, Universidad Politécnica de Madrid), Madrid, España. Recuperado de:
http://oa.upm.es/278/
Lobelles-Sardiñas, G. O., López-Bastida, E. J., Pedraza-Gárciga, J., & Peralta Suárez, L. M. (2016). Metodología
con enfoque de economía ecológica para la gestión integral de aguas sulfurosas en una refinería de
petróleo. Centro Azúcar, 43(4), 50-62. Recuperado de:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2223-48612016000400006
Machado-Allison, A. (2017). La conservación de ambientes acuáticos: petróleo y otras actividades mineras en
Venezuela. Capítulo 9 (pp: 189-201). En: Rodríguez-Olarte, D. (Editor). Ríos en riesgo de Venezuela.
Volumen 1. Colección Recursos hidrobiológicos de Venezuela. Universidad Centroccidental Lisandro
Alvarado (UCLA). Barquisimeto, Lara. Venezuela. Recuperado de:
http://erevistas.saber.ula.ve/index.php/ecotropicos/article/view/E0008
Marcano, Á. E., Rodríguez, J. C., & Mohsin, M. (2003). Efecto del azufre elemental sobre el pH y la solubilidad
de algunos nutrimentos en fosfocomposts. Interciencia, 28(9), 504-511. Recuperado de:
https://www.redalyc.org/pdf/339/33908403.pdf
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 134
Moronta-Riera, J., & Riverón-Zaldívar, B. (2016). Evaluación de la calidad físico-química de las aguas y
sedimentos en la costa oriental del lago de Maracaibo. Minería y Geología, 32(2), 102-111. Recuperado
de: http://revista.ismm.edu.cu/index.php/revistamg/article/view/1113
Negretti, V, Rivas, G, & Funatsu, S. 2009. "Firstcommercial HDHPLUS /SHP plant in Puerto La Cruz refinery,
Venezuela.". Recuperado de:
http://www.pdvsa.com/index.php?option=com_content&view=article&id=7070:puerto-la-cruz-
refinery-deep-conversion-project-to-receive-new-financing-from-hyundai-engineering-
construction&catid=10&Itemid=908&lang=en
Noguera, G., & Lara, M., (2013) Uso de aguas agrias y H2S para la preparación de soluciones metálicas de
[MoS4]2-. [Informe Técnico]. Los Teques, Venezuela: Intevep. Documento técnico n°: INT– 14214,2013.
Noguera, G., Rivas, A., González, I., &Hernandez, J., (2012) Evaluación del uso de aguas agrias en la
preparación de solución de Mo(VI) de catalizador ultradisperso de HDHPLUS®. [Informe Técnico].
Los Teques, Venezuela: Intevep,. Documento técnico n°: INT– 14040, 2012.
Ochoa, G., Oballos, J., Jaimes, E., & Manrique, J. (2004). Relación entre el material parental y el pH de los suelos
en los Andes venezolanos. Revista Geográfica Venezolana, 45(2), 281-288. Recuperado de:
http://erevistas.saber.ula.ve/index.php/regeoven/article/view/12330
Ordoñez-Díaz, M. M., & Rueda-Quiñónez, L. V. (2017). Evaluación de los impactos socioambientales
asociados a la producción de panela en Santander (Colombia). Ciencia y Tecnología Agropecuaria,
18(2), 379-396. Recuperado de: http://dx.doi.org/10.21930/rcta.vol18_num2_art:637.
Peralta C & Barrios P. (2012). Proyecto de creación de una fundación para el manejo y tratamiento de los
residuos sólidos reciclables. Tesis de especialización. Escuela Superior Politécnica del Litoral. Quito,
Ecuador. Recuperado de: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/21085
Pereira, P., Machin, I., Salerno, G., Cotte, E., Higuerey, I., Andriollo, A., & Rivas, G. (1999). Research and
development in heavy and extra heavy oil upgrading in PDVSA-Intevep: aqua conversion. Acta
Científica Venezolana, 50 (1), 48-53.
Perevochtchikova, M. (2013). La evaluación del impacto ambiental y la importancia de los indicadores
ambientales. Gestión y Política Pública, 22(2), 283-312. Recuperado de:
http://www.scielo.org.mx/pdf/gpp/v22n2/v22n2a1.pdf
Portillo, R., Bellorín, M., Sirit, Y., & Acero, C. (2008). Perfil de salud de los trabajadores de una planta
procesadora de olefinas del Estado Zulia, Venezuela. Revista de Salud Pública, 10, 113-125. Recuperado
de: https://scielosp.org/article/rsap/2008.v10n1/113-125/es/
Reyes, Y., Vergara, I., Torres, O., Lagos, M. D., & Jiménez, E. E. G. (2016). Contaminación por metales pesados:
Implicaciones en salud, ambiente y seguridad alimentaria. Ingeniería Investigación y Desarrollo: I2+ D,
16(2), 66-77. Recuperado de: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6096110
Rivas, Z., Márquez, R., Troncone, F., Sánchez, J., Colina, M., & Hernández, P. (2011). Contribución de
principales ríos tributarios a la contaminación y eutrofización del Lago de Maracaibo. Ciencia, 13(1).
Recuperado de: https://produccioncientificaluz.org/index.php/ciencia/article/view/9241
Rodríguez, G. (2001). El Lago de Maracaibo como cuenca anaeróbica natural: Uso de líneas de base históricas
en estudios de impacto ambiental. Interciencia, 26(10), 450-456. Recuperado de:
https://www.redalyc.org/pdf/339/33906105.pdf
Rojas-Florez, M. L. (2013). Estudio de Envejecimiento Natural a la Intemperie de la Tuberia de Polietileno (Pe) y
Policloruro de Vinilo (PVC) (Disertación Doctoral), Universidad Industrial de Santander, Colombia.
Recuperado de: http://noesis.uis.edu.co/handle/123456789/4086
Romero-Placeres, M., Diego-Olite, F., & Álvarez-Toste, M. (2006). La contaminación del aire: su repercusión
como problema de salud. Revista Cubana de Higiene y Epidemiologia, 44(2), 0-0. Recuperado de:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1561-30032006000200008
Novasinergia 2021, 4(1), 115-135 135
Saval, S., Lara, F., Lesser, J. M., & Nieto, J. M. (2004). Contaminación de acuíferos con hidrocarburos: Causas, efectos,
riesgos asociados y medidas de prevención. El agua en México vista desde la Academia. Academia Mexicana
de Ciencias. México, DF ISBN 968-7428.
Standard Methods for Examination of Water and Wastewater 4500-Cl- B. (2017). Chlorine, Iodometric Method.
Editorial APHA-AWWA-WPCF. EUA.
U.S. EPA 375.4 (1978) Sulfate (Turbidimetric). method determines sulfate in drinking and surface waters; domestic and
industrial wastes. Approved for NPDES Manual, Washington, D.C., EUA.
U.S. EPA Method 8015B. (2000). Total petroleum hydrocarbons (TPH) analysis gasoline and diesel fuel.
Manual. Washington, D.C., EUA.
U.S. EPA. 2014. "Method 6020B (SW-846): Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry," Revision 2. Manual.
Washington, D.C., EUA.
Vairavamurthy, A., & Mopper, K. (1987). Geochemical formation of organosulphur compounds (thiols) by
addition of H2S to sedimentary organic matter. Nature, 329(6140), 623-625.
https://doi.org/10.1038/329623a0
Vargas-Guarín, L. D. (2020). Impactos ambientales de la producción petrolera en Colombia y su relación con la
innovación tecnológica en los últimos quince años (Tesis de Licenciatura), Universidad de América,
Colombia. Recuperado de: https://repository.uamerica.edu.co/bitstream/20.500.11839/7843/1/463974-
2020-I-GA.pdf
Vílchez-Fernández, O., & Ulloa-Carcasés, M. (2015). Evaluación del impacto ambiental por presencia de
hidrocarburos en el fundo Los Clavelitos. Minería y Geología, 31(3), 91-108. Recuperado de:
http://revista.ismm.edu.cu/index.php/revistamg/article/view/1110
Werne, J; Lyons, T; Hollander, D; Formolo, M; Sinninghe, J. (2003). Reduced sulfur in euxinic sediments of the
Cariaco Basin: sulfur isotope constraints on organic sulfur formation. Chemical. Geology. 195:159–79.
https://doi.org/10.1016/S0009-2541(02)00393-5
Zamora, A. C., & Ramos, J. (2010). Las actividades de la industria petrolera y el marco ambiental legal en
Venezuela. Una visión crítica de su efectividad. Revista Geográfica Venezolana, 51(1), 115-
144.Recuperado de: https://www.redalyc.org/pdf/3477/347730384008.pdf