aplicación de métodos de medición para el cálculo de las
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería
1-1-2001
Aplicación de métodos de medición para el cálculo de las Aplicación de métodos de medición para el cálculo de las
emisiones atmosféricas en fuentes fijas generadas en los emisiones atmosféricas en fuentes fijas generadas en los
campos de producción de petróleo Cusiana y Cupiagua Casanare, campos de producción de petróleo Cusiana y Cupiagua Casanare,
Colombia Colombia
Gustavo Adolfo Márquez Gómez Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Márquez Gómez, G. A. (2001). Aplicación de métodos de medición para el cálculo de las emisiones atmosféricas en fuentes fijas generadas en los campos de producción de petróleo Cusiana y Cupiagua Casanare, Colombia. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/1399
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APLICACIÓN DE MÉTODOS DE MEDICIÓN PARA EL CALCULO DE LAS
EMISIONES ATMOSFÉRICAS EN FUENTES FIJAS GENERADAS
EN LOS CAMPOS DE PRODUCCIÓN DE PETRÓLEO CUSIANA Y
CUPIAGUA (CASANARE, COLOMBIA)
GUSTAVO ADOLFO MARQUEZ GOMEZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
Bogotá D.C.
2001
APLICACIÓN DE MÉTODOS DE MEDICIÓN PARA EL CÁLCULO DE LAS
EMISIONES ATMOSFÉRICAS EN FUENTES FIJAS GENERADAS
EN LOS CAMPOS DE PRODUCCIÓN DE PETRÓLEO CUSIANA Y
CUPIAGUA (CASANARE, COLOMBIA)
GUSTAVO ADOLFO MARQUEZ GOMEZ
Trabajo de grado para optar el título
de Ingeniero Ambiental y Sanitario
Director
INGENIERO HUMBERTO DIAZ CUBILLOS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
Bogotá D.C.
2001
Nota de aceptación __.__
Presidente del Jurado
Decano
Jurado
Jurado
Bogotá D.C., Octubre de 2001
Ni el director, ni los jurados, ni la
Universidad responden por las ideas
expuestas por el graduando.
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme la vida, a mis padres por su amor, confianza y fortaleza en los
momentos difíciles, a mi hermano por su ejemplo, apoyo y enseñanza, al Ingeniero
Alvaro Prieto por brindarme su colaboración y ayuda desinteresada así como el
tiempo necesario para la realización del trabajo y a todos aquellos que de una u
otra manera estuvieron presentes en el desarrollo de éste trabajo de grado.
A la multinacional British Petroleum Exploration Company (BPXC) por permitir
realizar éste trabajo y por su incondicional cooperación.
BIBLIOGRAFIA
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Tabapress, 1989
CONTAMINANTES DEL AIRE. Lección 4, artículo sobre contaminantes del aire
en la dirección electrónica,
http://wbweb4.worldbank.org/nars/DL_Courses/Cleanair/Course1/lecci%C3%B3n_
4.htm
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Madrid, Miraguano ediciones, 1995.
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departamento de comunicaciones internas de Ecopetrol. 1987.
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http//www.epa.gov/oar/oaqps/efactors.html
HIMMELBLAU, David M. Balances de materia y energía. México, Prentice-hall
hispanoamericana S.A., Cuarta edición, 1988.
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KIELY, Gerard. Ingeniería ambiental, fundamentos, entornos, tecnologías y
sistemas de gestión. Madrid, Mc Graw Hill interamericana de España S.A., 1999.
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MINISTERIO DE SALUD. Disposiciones sanitarias sobre contaminación del aire,
Decreto 02 de 1982, Bogotá, Colombia.
NEVERS, Noel de. Ingeniería de Control de la Contaminación del Aire. México,
Mc Graw Hill Interamericana editores, S.A.,1998.
PATIÑO POSSE, Miguel. Derecho Ambiental Colombiano. Bogotá, Legis editores
S.A., 1999.
REGIMEN LEGAL DEL MEDIO AMBIENTE.
SEINFIELD John H. Contaminación atmosférica, Fundamentos Físicos y
Químicos.
WARNER, Peter O. Análisis de los contaminantes del aire. Madrid, España,
Paraninfo S.A., 1981.
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN
METODOLOGIA
1. MARCO TEORICO..............................................................................................1
1.1 GENERALIDADES DEL PETROLEO Y DEL GAS NATURAL .........................1
1.1.1 Origen de los depósitos de petróleo y gas ....................................................4
1.1.2 Nociones sobre la química del petróleo ........................................................6
1.1.3 Características del gas natural ......................................................................9
1.2 CARACTERIZACIÓN DE CONTAMINANTES, ORIGEN Y EFECTOS...........12
1.2.1 Monóxido de carbono ...................................................................................19
1.2.2 Dióxido de carbono .......................................................................................20
1.2.3 óxidos de nitrógeno .......................................................................................22
1.2.4 Óxidos de azufre ...........................................................................................23
1.2.5 Material particulado ...................................................................................... 25
1.3 TEORÍA DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN.................................................26
1.3.1 Primer método - balance de materia -...........................................................26
1.3.1.1 Terminología...........................................................................................26
1.3.1.2 Ecuación química y estequiometría .......................................................31
1.3.1.3 Combustión.............................................................................................32
1.3.1.3.1 Tipos de Combustión..............................................................................35
1.3.1.4 Balance de materia.................................................................................38
1.3.1.5 Leyes de los gases ideales ....................................................................41
1.3.2 Segundo método - medición directa - .......................................................43
1.3.2.1 Principios de la toma de muestra...........................................................43
1.3.2.1.1 Consideraciones y enfoques generales .................................................43
1.3.2.1.2 Requisitos generales .............................................................................44
1.3.2.1.3 Toma de muestra de aire .......................................................................47
1.3.2.2 Calibración de los instrumentos para la toma de muestras.......................58
1.3.2.2.1 Enfoques de la calibración.......................................................................58
1.3.3 Tercer método - factores de emisión (EPA) - .............................................59
1.3.3.1 Introducción a los factores de emisión...................................................60
2. MARCO LEGAL AMBIENTAL DEL RECURSO AIRE.......................................67
2.1 LEGISLACIÓN EN COLOMBIA ...................................................................68
2.1.1 Normas sobre contaminación del aire ........................................................68
2.1.2 Normas generales .......................................................................................69
2.1.3 Reglamento de protección y calidad del aire .............................................70
2.1.4 Control legal de emisiones ..........................................................................70
2.1.5 Fuentes fijas de contaminación ..................................................................71
2.1.6 Tasas retributivas ........................................................................................72
2.2 CONVENIOS INTERNACIONALES...............................................................72
3. GENERALIDADES DE LA ZONA DE ESTUDIO............................................74
3.1 UBICACIÓN DE LOS CAMPOS DE PRODUCCION.......................................74
3.2 CONDICIONES METEOROLOGICAS DE LA ZONA ......................................78
3.2.1 Régimen climatológico .................................................................................78
3.2.2 Análisis de la velocidad y dirección del viento .............................................85
3.3 PROCESO DE PRODUCCION ......................................................................88
4. INVENTARIO DE EMISORES EN EL CPF.......................................................91
4.1 ASPECTOS GENERALES ............................................................................91
4.2 INVENTARIO DE EMISORES .......................................................................92
4.2.1 Sistemas de producción y proceso ...............................................................92
4.2.2 Sistemas utilitarios y de seguridad................................................................96
5. INVENTARIO DE EMISIONES EN EL CPF (CUSIANA Y CUPIAGUA)..........97
5.1 CÁLCULO DE EMISIONES POR BALANCE DE MATERIA..........................98
5.1.1 Emisiones de dióxido de Carbono..............................................................103
5.1.2 Emisiones de monóxido de Carbono..........................................................106
5.1.3 Emisiones de óxidos de Nitrógeno.............................................................107
5.2 CÁLCULO DE EMISIONES POR MEDICIÓN DIRECTA... ..........................108
5.2.1 Emisiones de CO2, CO, NOx ....................................................................110
5.3 CÁLCULO DE EMISIONES POR FACTORES DE EMISIÓN.....................113
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS.........................................................................119
7. CONCLUSIONES...........................................................................................124
8. RECOMENDACIONES....................................................................................128
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
LISTA DE CUADROS
Pág.
1. Análisis típico de gases secos.........................................................................11
2. Normas nacionales de calidad del aire de varios países de América y
guías de la OMS (en u g/m3)..............................................................................17
3. Emisiones de dióxido de carbono en Centro América y Sur América...............21
4. Condiciones meteorológicas de la zona de estudio
4.1 Estaciones Hidrometeorológicas en el departamento de Casanare...............79
4.2 Resumen meteorológico (precipitación, evaporación
y brillo solar)...................................................................................................80
4.3 Resumen meteorológico (velocidad del viento) ............................................81
4.4 Resumen meteorológico (nubosidad) ............................................................82
4.5 Resumen meteorológico (temperatura) .........................................................83
4.6 Análisis de frecuencias de distintas velocidades y
direcciones del viento (7:00 horas) ...............................................................86
4.7 Análisis de frecuencias de distintas velocidades y
direcciones del viento (13:00 horas) ..............................................................86
4.8 Análisis de frecuencias de distintas velocidades y
direcciones del viento (19:00 horas) ..............................................................87
4.9 Análisis de frecuencias de distintas velocidades y
direcciones del viento (7:00 - 13:00 - 19:00 horas) ........................................87
5. Inventario de fuentes fijas de emisión en el CPF..............................................94
6. Composición del gas natural..............................................................................98
7. Características de los hidrocarburos ligeros......................................................99
8. Promedio mensual de gas natural, año 2000..................................................101
9. Emisiones de CO2 (toneladas/año), balance de materia.................................105
10. Emisiones de CO (toneladas/año), balance de materia.................................106
11. Emisiones de NOx (toneladas/año), balance de materia...............................108
12. Listado de factores de emisión, medición directa..........................................109
13. Emisiones de CO2 , CO y NOx, medición directa...........................................111
14. Factores de emisión (EPA).............................................................................114
15. Emisiones de CO2, CO y NOx, factores de emisión......................................116
16. Emisiones totales en el CPF Cusiana y Cupiagua........................................119
LISTA DE FIGURAS Y ANEXOS
Pág.
FIGURAS
1. Comparación de los análisis de gases sobre bases diferentes.........................40
2. Disposición de un equipo sencillo de toma de muestras de aire.......................49
3. Tubo de Pitot......................................................................................................56
4. Ubicación de los campos de producción...........................................................75
5. Diagrama del proceso de producción................................................................89
ANEXOS
ANEXO A. Reportes meteorológicos IDEAM, de los años 1980 a 2000.
ANEXO B. Rosas de vientos.
ANEXO C. Producción de gas natural en Casanare (Cusiana y Cupiagua), gas
quemado y gas utilizado como combustible en el año 2000.
ANEXO D. Evaluación de emisiones en el CPF Cusiana - Cupiagua.
ANEXO E. Resultados de mediciones en chimenea CPF Cusiana - Cupiagua.
ANEXO F. Factores de emisión (EPA).
ANEXO G. Costos de la medición directa.
ANEXO H. Fotografías CPF Cusiana y Cupiagua.
INTRODUCCION
Las últimas décadas se caracterizan por haberse alcanzado en todas las regiones
del planeta - especialmente en las sociedades occidentales- unas cotas de
bienestar material sin precedentes en la historia de la humanidad.
Nuevos descubrimientos en todos los campos de la ciencia y la técnica han
modificado sustancialmente muchos hábitos, hasta el punto de parecernos arcaica
la forma de vida de nuestros abuelos. Los avances de todo orden han permitido
garantizar un suministro continuo de alimentos diversificados a las ciudades y al
campo, aumentar paulatinamente la expectativa de vida media y hacer que la
cultura del ocio y la diversión se acreciente y alcance cada vez más estratos de la
sociedad.
Sin embargo, ese desarrollo socioeconómico se ha fundamentado en una
incesante actividad industrial cuyos desechos, a causa de una falta de sensibilidad
y planificación medioambiental, están dejando una secuela de contaminación que
amenaza en convertir ríos, lagos y mares en inmensos vertederos que alteran
primero y aniquilan después sus frágiles y complejos ecosistemas.
La atmósfera no ha quedado a salvo en este proceso. Sus grandes dimensiones y
la existencia en su seno de eficaces mecanismos de limpieza, como el viento y la
lluvia, han hecho de ella el destino fácil y barato de todo tipo de gases
contaminantes originados en multitud de procesos industriales y de combustión.
Pero, al igual que ríos y lagos no tienen capacidad para limpiar los continuos
vertidos de contaminantes, tampoco la atmósfera permanece intacta ante las
cantidades crecientes de gases y sustancias químicas que diariamente se vierten
a ella, donde quedan acumuladas. La contaminación urbana que asola nuestras
ciudades y la lluvia ácida que destruye bosques y lagos fueron los primeros y
alarmantes síntomas de la degradación del aire que respiramos. Pero estos
problemas, pese a su gravedad, son únicamente manifestaciones aisladas de un
proceso general que tiene su origen en distintas actividades humanas y que, lenta
pero inexorablemente, están provocando cambios en el sensible equilibrio natural
de la atmósfera, amenazando con modificar de forma sustancial el clima y las
condiciones de habitabilidad del planeta en un plazo corto dentro de la escala
evolutiva.
Una de estas perturbaciones, causada por la utilización de combustibles fósiles, es
el progresivo aumento del contenido de dióxido de carbono en la atmósfera, que
amenaza con intensificar en los próximos años el efecto invernadero y en
consecuencia, elevar la temperatura del aire en la superficie del planeta. La
advertencia hecha a mediados de los setenta por científicos estadounidenses
sobre el peligro que para la capa de ozono representaba la utilización en ciertos
procesos industriales y usos domésticos de algunos gases aparentemente inocuos
ha sido dramáticamente confirmada por la grave destrucción de ese gas que está
teniendo lugar en la atmósfera y que ha dado lugar al llamado agujero de ozono.
De acuerdo a lo anteriormente expuesto, éste trabajo busca dar a conocer los
diferentes métodos para la medición de las emisiones, específicamente generadas
por la industria del petróleo en los campos de producción Cusiana y Cupiagua
ubicados en el departamento de Casanare (Colombia), determinando las ventajas
y desventajas de cada método y seleccionado el más eficiente y el de más bajos
costos y así lograr a mediano plazo una reducción de las emisiones arrojadas a la
atmósfera para evitar la potencial destrucción de la capa de ozono y para que
nuestro planeta no se deteriore de una forma irreversible.
METODOLOGIA
Para el desarrollo de éste estudio, se empleó la siguiente metodología:
Mediante visitas a la zona de estudio, reconocimiento de campo para las
estaciones existentes y análisis de la información disponible en el IDEAM, se
procedió a valorar las condiciones meteorológicas propias de la región, al punto de
poder establecer el comportamiento típico de cada parámetro meteorológico y el
procesamiento de la información disponible de la manera más adecuada, para su
posterior empleo en el desarrollo de los modelos de dispersión de contaminantes
atmosféricos.
En la inspección (reconocimiento de equipos y maquinaria) de los campos de
producción Cusiana y Cupiagua, se establecieron las fuentes fijas de emisión más
relevantes, para luego determinar las emisiones generadas por los métodos de
balance de materia y medición directa.
Empleando la información técnica (base de datos desde el año 1997)*
* La base de datos corresponde a los años de 1997 hasta el año 2000, solamente se realiza unamedición directa al año.
suministrada por BP Exploration Company, Codeisa Ltda e información tomada en
las visitas de campo, sobre equipos, maquinaria, clase y cantidad de combustible
utilizado entre otros datos, se procedió a recopilar ésta información, se analizó y
se evaluó para luego determinar las emisiones atmosféricas generadas en los
campos de producción Cusiana y Cupiagua por los métodos mencionados
anteriormente. Se pretendía realizar mediciones en el área de estudio, pero por
motivos económicos no se pudo llevar a cabo ésta actividad.
Se analizaron los resultados de cada método (balance de materia, medición
directa), determinando las ventajas y desventajas de cada uno, y por último se
establecieron alternativas para el control y reducción de las emisiones.
1
1. MARCO TEÓRICO
1.1 GENERALIDADES DEL PETRÓLEO Y DEL GAS NATURAL
Las primeras noticias sobre petróleo en Colombia las suministró en 1783 el
médico español Sebastián López Ruiz, quien comunicó al virrey Caballero y
Góngora " el hallazgo de aceite de piedra negra, que fluye en los alrededores de
Cáqueza". No se volvió a mencionar el asunto hasta 1864, en que Demetrio
Paredes informó al presidente Murillo Toro que se habían encontrado " fuentes
abundantes de aceite mineral" en varios sitios de Boyacá y Cundinamarca. La
exploración del potencial petrolero de Colombia se mantuvo más o menos oculta
hasta principios del siglo XX en que se inició la explotación en pequeña escala por
filiales de la Standard Oil.
La industria del petróleo se inicia en el país en los albores del siglo pasado, siendo
Presidente de la República el General Rafael Reyes. Se otorgaron en ese
entonces algunas concesiones a don Roberto de Mares, para la búsqueda y
2
explotación del petróleo, en las inmediaciones de lo que es hoy la ciudad de
Barrancabermeja, y en la región del Catatumbo.
La primera de estas concesiones fue traspasada a la Tropical Oil Co. En 1916 y
entró en producción comercial en el mes de agosto de 1921. En 1951 revirtió a la
Nación con todas sus instalaciones y sirvió de base para la creación de la
Empresa Colombiana de Petróleos - Ecopetrol -. La segunda de estas
concesiones fue traspasada a la Colombian Petroleum Co. -Colpet- en el año de
1931 y comenzó a producir comercialmente en 1934.
En el año de 1931 el Congreso de Colombia expidió la Ley 37 que reglamentó, en
forma armónica, los diferentes aspectos de la industria petrolera. Posteriormente,
y con el fin de introducir algunas modificaciones a este estatuto, se expidió la Ley
1160 de 1936 y algunos decretos extraordinarios en los años comprendidos entre
1950 y 1962. Todas estas disposiciones fueron compiladas por el Gobierno
Nacional en el decreto 1056 de 1953.
Hasta 1969 las principales concesiones petroleras a compañías nacionales y
extranjeras eran:
3
- Empresa Colombiana de Petróleos, Ecopetrol. Propiedad nacional.
Barrancabermeja, Santander, en terrenos de la antigua concesión Mares.
512000 hectáreas.
- Colombian Petroleum Company, Colpet. Concesión Barco. 186805
hectáreas.
- International Petroleum Colombia Limited, Intercol. Concesiones Aguachica y
Totumal, Departamento del Magdalena.
- Shell-Condor S.A. concesión Yondó, Casabe, Antioquia, 47810 hectáreas.
- Texas Petroleum Company. Explotación Guaguaquí-Terán, en Muzo,
Boyacá, 129805 hectáreas.
En cuanto a la producción de petróleo en Colombia, a principios del año 2000,
alcanzaba un promedio de 800.000 barriles por día, mientras que en 1960 la
producción era de 31.461 barriles por año. En lo anterior se puede demostrar el
gran auge del petróleo a medida que pasan los años.
Para obtener los diversos derivados del petróleo operan refinerías en
Barrancabermeja, Cartagena, Tibú, La Dorada y Guamo; para el transporte de
petróleo crudo existen 16 oleoductos y otros siete para productos derivados. Los
principales oleoductos son los de Orito-Tumaco con 310 Km.; el Centro-Mamonal
4
con 538 Km.; Caño Limón-Coveñas con 409 Km.; Puerto Salgar-Bogotá, 140 km.;
Puerto Berrío-Medellín, 108.8 km. y Buenaventura-Yumbo con 98 Km.
En simultaneidad con la explotación del petróleo se extraen gases como butano,
metano, etano y propano, los cuales se utilizan en diversas actividades; con la
destilación del petróleo se obtienen gasolina, nafta, kerosene, gasóleo, aceites
lubricantes, vaselina, parafina, asfalto, entre otros.
1.1.1 Origen de los depósitos de petróleo y gas natural
Se han formulado muchas teorías para explicar el origen del petróleo y del gas
natural, pero hasta el momento sólo se han aceptado dos: A. la inorgánica y B. la
orgánica.
A. Teoría inorgánica
La teoría inorgánica supone que el carbono y el hidrógeno se mezclaron a grandes
profundidades en un medio donde imperaban altísimas presiones y temperaturas,
para formar el petróleo y el gas, los cuales, posteriormente se filtraron a través de
5
estructuras de rocas porosas, para quedar atrapados en formaciones apropiadas
del subsuelo.
Gran parte de los defensores de esta teoría se encuentran en las filas de los
químicos, mientras que la gran mayoría de geólogos prefieren la teoría orgánica
para explicar la formación del "aceite de piedra".
A. Teoría orgánica
Según esta teoría el carbono y el hidrógeno que conforman al petróleo, resultaron
de pequeños organismos, tanto animales como vegetales, que vivieron en el mar o
en regiones pantanosas. Durante millones de años, los ríos que desembocaban
en esos mares transportaron grandes volúmenes de lodo y arena que fueron luego
dispersados por las corrientes y las mareas a lo largo de costas que cambiaban
progresivamente.
Día a día, a través de los milenios se constituyeron nuevos depósitos sobre el
fondo del mar. Bajo el peso creciente de las nuevas capas, el fondo del océano se
hundió lentamente y fue así como se formaron espesos mantos de lodo y arena.
Estos materiales del fondo se compactaron mediante el peso de nuevos depósitos
y vinieron a constituir más tarde las llamadas rocas sedimentarias (areniscas,
6
calizas y dolomitas). En estas rocas se encuentra actualmente el petróleo que se
extrae mediante la perforación de pozos.
Esta teoría es la más aceptada por los científicos, por la evidencia dejada en las
rocas del subsuelo por los mares y pantanos.
1.1.2 Nociones sobre la química del petróleo
El petróleo, que etimológicamente significa "aceite de piedra", se conoció y tuvo
alguna aplicación como medicamento, desde épocas muy remotas en la historia
del hombre.
El petróleo crudo en su estado natural puede ser de color pardo, verdoso, amarillo
o negro. Puede ser liviano y poco viscoso o tener la consistencia de una sustancia
asfáltica densa.
Los componentes mezclados en distintas proporciones que constituyen el petróleo
crudo, son los compuestos de carbono e hidrógeno, denominados por la química
como compuestos orgánicos. El carbono y el hidrógeno son elementos, o
sustancias simples que no pueden descomponerse ordinariamente en otras
sustancias más simples.
7
Los átomos de dos o más elementos pueden unirse para formar moléculas de
nuevas sustancias conocidas como compuestos químicos, cuyas propiedades
físicas y químicas son completamente definidas y diferentes a las propiedades de
los elementos que les dieron origen y a las de otros compuestos formados por los
mismos átomos pero combinados en proporciones y formas diferentes. El
hidrógeno, por ejemplo, es un gas explosivo más liviano que el aire; el oxígeno es
un gas que hace posible la combustión de otras sustancias. Si se combinan 2
átomos de hidrógeno con un átomo de oxígeno se obtiene agua.
Cuando dos compuestos químicos se mezclan, sus moléculas pueden romperse y
combinarse para dar lugar a una nueva clase de moléculas diferentes a las
anteriores. En este caso se produce una reacción química y la formación de un
nuevo compuesto. También puede ocurrir que no exista ninguna reacción y las
moléculas de cada uno de los compuestos permanecen intactas, dando como
resultado una simple mezcla.
Una propiedad muy particular de algunos átomos, principalmente de los de
carbono e hidrógeno, es que ellos pueden combinarse en muy diversas
proporciones y producir una extensa variedad de compuestos diferentes.
8
El petróleo crudo no es un elemento, ni un compuesto químico. Si así lo fuera
todos los crudos serían iguales. Es una mezcla de compuestos que varía mucho
en cuanto a la clase y número de ellos. Algunos crudos contienen pocos
compuestos, otros pueden contener miles de ellos. De acuerdo con lo anterior los
crudos se han clasificado en varias series, dos de las cuales se mencionarán aquí
por ser las más importantes.
Cuando en un crudo predominan los hidrocarburos parafínicos, se dice que es un
crudo de base parafínica. Se caracterizan por la presencia de parafina disuelta en
los hidrocarburos livianos de la serie, por su baja gravedad específica, por el alto
contenido de gasolina y por la alta cantidad y buena calidad de los lubricantes que
de ellos se obtienen.
Serie parafínica: la encabeza el metano o gas de los pantanos, cuya fórmula
química es CH4. Al final de la serie se encuentra el hexacontano, un compuesto
sólido cuya fórmula es C60H122. Entre los dos extremos de la serie se encuentran
innumerables compuestos gaseosos, líquidos y sólidos. El número de átomos de
hidrógeno en las moléculas de los hidrocarburos de esta serie siempre es igual al
doble del número de átomos de carbono, más dos. Por ejemplo el pentano C5H12
y el octano C8H18, entre otros.
9
Serie nafténica: en las moléculas de estos hidrocarburos, el número de átomos de
hidrógeno es el doble del número de átomos de carbono y además en este caso,
los átomos están enlazados en cadenas cerradas y ciclos de complicadas formas.
La mayor parte de los hidrocarburos que constituyen la serie de crudos nafténicos
son líquidos o sólidos y su abundancia en las mezclas aumentan a partir del límite
de la gasolina hasta llegar a los asfaltos sólidos pesados. Se caracterizan por la
ausencia de parafina, por su bajo índice de viscosidad de los lubricantes que se
obtienen y porque es probable encontrar azufre en ellos (muy perjudicial en los
productos).
1.1.3 Características del gas natural
El gas natural es una mezcla combustible de gases de gran poder calorífico,
formado en las entrañas de la tierra en el curso de un proceso evolutivo de
centenares de miles de años. El principal componente de la mezcla que conforma
el gas natural es un hidrocarburo llamado metano. Los demás componentes, en
muy pequeñas cantidades, son otros gases tales como óxidos de nitrógeno,
dióxido de carbono (CO2), y vapor de agua.
10
Aunque su composición varía según las características de cada yacimiento, en
general el metano (CH4) – el hidrocarburo más simple - representa el 80%,
seguido por el etano (C2H6), propano (C3H8), butano (C4H10), pentano (C5H12) e
hidrocarburos más pesados.
El gas natural se encuentra en depósitos subterráneos profundos. En algunas
zonas de Colombia, los depósitos de gas natural están bajo la superficie del suelo
como en el Huila, el Casanare o el Magdalena Medio. En otros sitios, como en La
Guajira, los depósitos están en el fondo del mar. El gas natural se extrae
perforando la tierra hasta llegar a los yacimientos; el hallazgo de los yacimientos
de gas se realiza mediante exploraciones geológicas muy complejas que pueden
tomar varios años. En algunas ocasiones el gas natural se encuentra asociado a
los yacimientos de petróleo y se extrae de los mismos pozos de crudo. En otros
casos está en depósitos que únicamente contienen gas natural.
Los vapores del gas natural, son más ligeros que el aire, por lo que al escaparse el
gas, tenderá a elevarse y disiparse en la atmósfera, disminuyendo el riesgo en su
uso. La densidad relativa del gas natural en promedio es de 0.60, característica
que permite manejarlo con gran seguridad.
11
El gas natural en su estado natural no tiene color ni olor, por lo que se requiere
como primera medida de seguridad adicionarle a éste un odorante, con la finalidad
de presentar el olor característico y penetrante. Los odorantes más comúnmente
utilizados están elaborados en base a mercaptanos, los cuales no modifican las
características del gas.
En el cuadro 1 se observa el porcentaje en volumen de diferentes tipos de gases
secos:
Cuadro 1. Análisis típico de gases secos
Análisis (% vol.) excluyendo vapor de agua.
TIPO CO2 O2 N2 CO H2 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12
Gas natural 6.5 77.5 16.0
Gas natural, seco* 0.2 0.6 99.2
Gas natural, húmedo* 1.1 87.0 4.1 2.6 2.0 3.4
Gas natural, ácido** 6.4 58.7 16.5 9.9 5.0 3.5
Butano 2.0 3.5 75.4
Gas de coque 2.1 0.4 4.4 13.5 51.9 24.3
Gas de horno de
fundición
5.4 0.7 8.3 37.0 47.3 1.3
Gasógeno 4.5 0.6 50.9 27.0 14.0 3.0
Fuente: Fuel Flue Gases, American Gas Association, New York, 1941. Tomado del libro
Balances de materia y energía, cuarta edición, 1989.
* El gas seco contiene mucho menos propano (C3H8) e hidrocarburos superiores que el
gas húmedo.
** Acido implica que el gas contiene cantidades significantes de ácido sulfhídrico.
12
1.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS CONTAMINANTES DEL AIRE1
La atmósfera está constituida por varias capas de aire. Las de mayor importancia
para el estudio del control de la contaminación del aire se llaman troposfera y
estratosfera. La troposfera es la capa delgada de aire relativamente denso más
cercana a la superficie de la tierra. La troposfera contiene el aire que todos los
seres vivos necesitan para respirar. La estratosfera es la capa protectora de aire
que ayuda a absorber y dispersar la energía solar.
Se desconoce la composición del aire no contaminado. Los seres humanos han
vivido en el planeta durante miles de años y sus numerosas actividades han
influido en la composición del aire antes de que fuese posible medir sus elementos
constitutivos. El aire es una mezcla compleja de muchas sustancias. Los
principales elementos constitutivos del aire son el nitrógeno, oxígeno y vapor de
agua. Aproximadamente 78 por ciento del aire es nitrógeno y 21 por ciento
oxígeno. El uno por ciento restante incluye pequeñas cantidades de sustancias,
como el dióxido de carbono, metano, hidrógeno, argón y helio.
En teoría, el aire siempre ha tenido cierto grado de contaminación. Los fenómenos
1 modificado de la página web:
http://wbweb4.worldbank.org/nars/DL_Courses/Cleanair/Course1/lecci%C3%B3n_4.htm
13
naturales tales como la erupción de volcanes, tormentas de viento,
descomposición de plantas y animales "contaminan" el aire. Sin embargo, cuando
se habla de la contaminación del aire, los contaminantes son aquéllos generados
por la actividad del hombre (antropogénicos). Se puede considerar como
contaminante a la sustancia que produce un efecto perjudicial en el ambiente,
estos efectos pueden alterar tanto la salud como el bienestar de las personas.
Hay cientos de contaminantes en el aire que se presentan en forma de partículas y
gases. El material particulado está compuesto por pequeñas partículas líquidas o
sólidas de polvo, humo, niebla y ceniza volante. Los gases incluyen sustancias
como el monóxido de carbono, dióxido de azufre y compuestos orgánicos volátiles.
También se puede clasificar a los contaminantes como primarios o secundarios,
un contaminante primario es aquél que se emite a la atmósfera directamente de la
fuente y mantiene la misma forma química, como por ejemplo, la ceniza de la
quema de residuos sólidos y un contaminante secundario es aquel que
experimenta un cambio químico cuando llega a la atmósfera. Un ejemplo es el
ozono que surge de los vapores orgánicos y óxidos de nitrógeno que emite una
estación de gasolina o el escape de los automóviles. Los vapores orgánicos
reaccionan con los óxidos de nitrógeno en presencia de luz solar y producen el
ozono, componente primario del smog.
14
Los contaminantes de aire también se han clasificado como contaminantes criterio
y contaminantes no-criterio. Los contaminantes criterio se han identificado como
comunes y perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos. Se les
llamó contaminantes criterio porque fueron objetos de estudios de evaluación
publicados en documentos de criterios de calidad del aire.
En el nivel internacional los contaminantes criterio son:
Monóxido de carbono (CO)
Dióxido de Carbono (CO2)
Óxidos de azufre (SOx)
Óxidos de nitrógeno (NOx)
Material particulado (PM)
Los cuales fueron parte del estudio de éste trabajo de grado.
El Dióxido de Carbono no está dentro del grupo de contaminantes criterio pero
para éste trabajo se tuvo en cuenta para el cálculo de emisiones en la zona de
estudio, debido a que es uno de los principales gases que se emiten a la
atmósfera por el proceso de combustión.
15
Las enmiendas de la Ley del Aire Limpio de 1990 de los Estados Unidos
establecieron una nueva categoría de contaminantes llamados contaminantes
peligrosos del aire (CPA).
La ley enumeró 189 compuestos como contaminantes peligrosos del aire. Los
contaminantes criterio y contaminantes peligrosos del aire se detallan a
continuación.
Los Contaminantes Criterio
Como se indicó en la sección anterior, los contaminantes criterio son: monóxido de
carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, material particulado, entre otros.
En los últimos diez años, varios países al definir a las partículas totales en
suspensión han especificado a las partículas con 10 micrómetros o menos de
diámetro y a las partículas con 2,5 micrómetros o menos de diámetro
aerodinámico. Estas partículas son comúnmente referidas como PM10 y PM2,5,
respectivamente. La razón fundamental de esta especificación se debe a que las
partículas más pequeñas son más peligrosas para la salud de los seres humanos
porque son capaces de alcanzar la zona inferior de los pulmones.
16
Inicialmente, en la lista de contaminantes criterio se incluía a los hidrocarburos.
Los hidrocarburos, también denominados compuestos orgánicos volátiles (COV),
son precursores en la formación de ozono. Aunque generalmente hay reglamentos
que controlan los COV, no hay control específico para los COV en el aire. El
control adecuado de los COV se refleja en la reducción de la concentración de
ozono en el aire.
Para cada contaminante criterio se han establecido guías y normas. Las guías son
recomendaciones para los niveles de exposición a contaminantes atmosféricos a
fin de reducir los riesgos o proteger de los efectos nocivos. Las normas establecen
las concentraciones máximas permisibles de los contaminantes atmosféricos
durante un período definido. Son los valores límite diseñados con un margen de
protección ante los riesgos. La finalidad de las normas es proteger la salud
humana (normas primarias) y proteger el bienestar del ser humano y los
ecosistemas (normas secundarias).
La OMS ha publicado guías sobre la calidad del aire y varios países de América
Latina han establecido o propuesto sus propias normas. En el cuadro 2 se
muestran las normas nacionales de calidad del aire para ozono, dióxido de azufre
(SO2), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono (CO), partículas totales
en suspensión (PTS), PM10 y plomo que se han fijado o propuesto en varios
países de América y las guías de la OMS.
17
Cuadro 2. Normas nacionales de calidad del aire de varios países de América y guías de la OMS (en u g/m3)
Período de
muestreo
Argentina Bolivia Brasil Colombia Chile Estados
Unidos
México Venezuela Guías de
la OMS2
Ozono 1 hora 195 235 1603 235 2164
8 horas 170 1603 1605 120
SO2 24 horas 365 365 400 365 365 3413 80 – 3656 125
Mensual 707
Anual8 80 80 100 80 80 79 50
NO2 1 hora 8469 400 3203 470 3953 200
24 horas 150 100-30010
Anual8 100 100 100 100 40
CO 1 hora 57.000 30.000 40.0003 50.000 40.0003 40.000 30.000
8 horas 11.000 10.000 10.000 15.000 10.000 10.000 13.0003 10.000 –
40.00010
10.000
PTS 24 horas 260 2403 400 260 2603 75 – 2606 -11
Mensual 150 -11
Anual11 75 80 100 75 75 -11
PM10 24 horas 150 150 15013 150 -11
Anual8 50 5014 50 -11
18
Plomo 24 horas 1,5 – 2,010
Mensual
3 meses 1,5 1,5 1,5
Anual 0,5
1. Normas propuestas
2. Guías globales propuestas
3. No debe ser excedida más de una vez al año
4. No debe ser excedida más de una vez cada tres años
5. El cuarto valor más alto no debe ser excedido más de una
vez cada tres años
6. El valor bajo se puede exceder en 50% de las mediciones y
el alto en el 0,5%
7. Promedio aritmético mensual
8. Promedio aritmético anual
9. La norma de Argentina corresponde a NOx (expresado
como NO2)
10. El valor bajo se puede exceder en 50% de las
mediciones y el alto en 5%
11. No se ha establecido ningún valor de referencia para
PTS y PM10 porque no existe un umbral evidente en cuanto
a sus efectos en la salud
12. Promedio geométrico anual
13. Estados Unidos también tiene una norma para PM2,5 de
65 m g/m3
14. Estados Unidos también tiene una norma para PM2,5 de
15 m g/m3
Fuente: página web: http://wbweb4.worldbank.org/nars/DL_Courses/Cleanair/Course1/lecci%C3%B3n_4.htm
19
1.2.1 Monóxido de Carbono (CO)
El monóxido de carbono es un gas que no tiene color ni olor que en
concentraciones altas puede ser letal. En la naturaleza se forma mediante la
oxidación del metano, que es un gas común producido por la descomposición de
la materia orgánica. La principal fuente antropogénica de monóxido de carbono es
la quema incompleta de combustibles como la gasolina.
Para que se complete el proceso de combustión es necesario que haya cantidad
adecuada de oxígeno. Cuando éste es insuficiente, se forma el monóxido de
carbono y una manera de reducirlo es exigir que los automóviles sean afinados
debidamente para asegurar la mezcla del combustible con el oxígeno. Por esta
razón, los reglamentos de inspección de automóviles han sido útiles para controlar
el monóxido de carbono.
El monóxido de carbono es especialmente problemático en zonas urbanas con
gran número de automóviles. El volumen del tránsito y el clima local influyen sobre
su concentración en el aire. Los efectos sobre la salud dependen de la
concentración y duración de la exposición. El monóxido de carbono en los seres
humanos afecta el suministro de oxígeno en el torrente sanguíneo. Normalmente,
los glóbulos rojos transportan el oxígeno por todo el cuerpo. Cuando hay
20
monóxido de carbono, éste atrae más a los glóbulos rojos que al oxígeno, lo que
da lugar a la escasez de oxígeno en la sangre. El efecto a corto plazo es similar a
la sensación de fatiga que se experimenta en altura o cuando se padece de
anemia.
La exposición al monóxido de carbono puede exacerbar las enfermedades del
corazón y del pulmón. El peligro es más evidente en nonatos, neonatos, ancianos
y en quienes sufren de enfermedades crónicas.
1.2.2 Dióxido de Carbono (CO2)
Es el más importante de los gases menores, involucrado en un complejo ciclo
global. Se libera desde el interior de la Tierra a través de fenómenos tectónicos y a
través de la respiración, procesos de suelos y combustión de compuestos con
carbono y la evaporación oceánica. Por otro lado es disuelto en los océanos y
consumido en procesos fotosintéticos. En la actualidad su concentración ha
llegado a 359 ppmv (partes por millón volumen), producto de la acción
antropogénica: quema de combustibles fósiles y materia orgánica en general.
21
Fuentes naturales: respiración, descomposición de materia orgánica, incendios
forestales naturales.
Fuentes antropogénicas: quema de combustibles fósiles, cambios en uso de
suelos (principalmente deforestación), quema de biomasa, manufactura de
cemento.
Cuadro 3. Emisiones de dióxido de carbono en Centro América y Sur América
Totalen millones de toneladas
métricas
Per capitaen ton.
métricas
PAIS
1980 1992 1992
Argentina 107.5 117 3.5
Bolivia 4.5 6.6 0.96
Brazil 183.6 217.1 1.41
Chile 27 34.7 2.55
Colombia 39.3 61.5 1.76
Costa Rica 2.5 3.8 1.2
Cuba ... ... ...
Dom. Rep. 6.4 10.2 1.4
Ecuador 13.4 18.9 1.76
El Salvador 2.1 3.6 0.66
Guatemala 4.5 5.7 0.58
Guyana ... ... ...
Haiti 7.6 17.2 0.15
Honduras 2.1 3.1 0.56
Jamaica 8.4 8 3.29
Mexico 260.1 332.9 3.92
Nicaragua 2 2.5 0.64
22
Panama 3.6 4.2 1.68
Paraguay 1.5 2.6 0.58
Peru 23.5 22.3 1
Trin. Tob 16.7 20.6 16.28
Uruguay 5.8 5 1.61
Venezuela 89.6 116.4 5.75
N° Países 21 21 21
Máximo 260.1 332.9 16.28
Mínimo 1.5 2.5 0.15
Mediana 7.6 10.2 1.41
Fuente: Banco Mundial, Informe sobre Desarrollo Mundial, 1996
1.2.3 Óxidos de Nitrógeno (NOx)
Los óxidos de nitrógeno (comúnmente referidos como NOx) son un grupo de gases
conformado por el nitrógeno y oxígeno. El nitrógeno es el elemento más común
del aire y representa 78 por ciento del aire que respiramos. Los óxidos de
nitrógeno incluyen compuestos como óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno
(NO2). El término NOx se refiere a la combinación de estas dos sustancias.
Los procesos naturales y los realizados por el hombre producen óxidos de
nitrógeno. En una escala global, la emisión natural de óxido de nitrógeno es casi
15 veces mayor que la realizada por el hombre. Las fuentes más comunes de
óxidos de nitrógeno en la naturaleza son la descomposición bacteriana de nitratos
23
orgánicos, incendios forestales y de pastos, y la actividad volcánica. Las fuentes
principales de emisión antropogénica son los escapes de los vehículos y la quema
de combustibles fósiles.
El óxido nítrico es relativamente inofensivo, pero el dióxido de nitrógeno puede
causar efectos en la salud y bienestar. En el proceso de combustión, el nitrógeno
en el combustible y aire se oxida para formar óxido nítrico y algo de dióxido de
nitrógeno. Los óxidos nítricos emitidos en el aire se convierten en dióxido de
nitrógeno mediante reacciones fotoquímicas condicionadas por la luz solar.
El dióxido de nitrógeno daña el sistema respiratorio porque es capaz de penetrar
las regiones más profundas de los pulmones. Asimismo, contribuye a la formación
de lluvia ácida.
1.2.4 Óxidos de Azufre (SOx)
Los óxidos de azufre son gases incoloros que se forman al quemar azufre. El
dióxido de azufre (SO2) es el contaminante criterio que indica la concentración de
óxidos de azufre en el aire. La fuente primaria de óxidos de azufre es la quema de
combustibles fósiles, en particular el carbón. Se ha denominado al dióxido de
azufre como un contaminante que "pasa a través de" porque la cantidad de
24
dióxido de azufre emitido al aire es casi la misma cantidad presente en el
combustible.
Por ejemplo, si se quema cien kilos de carbón que contienen siete kilos de azufre,
la emisión producida por la quema contendrá aproximadamente 14 kilos de dióxido
de azufre, siete kilos de azufre y siete de oxígeno. El azufre reacciona con el
oxígeno en el proceso de combustión para formar dióxido de azufre.
Se ha encontrado que los óxidos de azufre perjudican el sistema respiratorio,
especialmente de las personas que sufren de asma y bronquitis crónica. Los
efectos de los óxidos de azufre empeoran cuando el dióxido de azufre se combina
con partículas o humedad del aire. Esto se conoce como efecto sinérgico porque
la combinación de sustancias produce un efecto mayor que la suma individual del
efecto de cada sustancia.
Los óxidos de azufre también son responsables de algunos efectos sobre el
bienestar. El de mayor preocupación es la contribución de óxidos de azufre a la
formación de lluvia ácida que puede perjudicar lagos, la vida acuática, materiales
de construcción y la vida silvestre.
25
1.2.5 Material Particulado
Inicialmente, con la denominación de partículas totales en suspensión (PTS) se
reconoció a una amplia categoría de material Particulado como contaminante
criterio. Las PTS son las partículas sólidas o líquidas del aire. Desde la segunda
mitad de la década de 1980, varios países incluyeron en sus normas sobre
material Particulado a las partículas con menos de 10 micrómetros de diámetro
aerodinámico (PM10). En la segunda mitad de la década de 1990, las normas
sobre material Particulado especificaron considerar no solo al PM10 sino también al
material Particulado con menos de 2,5 micrómetros de diámetro aerodinámico
(PM2,5). El motivo de este cambio, como ya se ha comentado, es que las
partículas más pequeñas son más peligrosas para el hombre porque tienen mayor
probabilidad de ingresar a la parte inferior de los pulmones.
En la naturaleza, el material Particulado se forma por muchos procesos, tales
como el viento, polinización de plantas e incendios forestales. Las principales
fuentes antropogénicas de pequeñas partículas incluyen la quema de
combustibles sólidos como la madera y el carbón, las actividades agrícolas como
la fertilización y almacenamiento de granos y la industria de la construcción.
El material Particulado puede tener efectos en la salud y bienestar del hombre.
Puede contribuir a aumentar las enfermedades respiratorias como la bronquitis y
26
exacerbar los efectos de otras enfermedades cardiovasculares. Asimismo, afecta
la visibilidad y velocidad de deterioro de muchos materiales hechos por el hombre.
1.3 TEORÍA DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN
Los métodos de medición aplicados para calcular las emisiones atmosféricas en
fuentes fijas en los campos de producción Cusiana y Cupiagua, fueron: por
balance de materia y medición directa en la fuente. El método de factores de
emisión sólo se explicó, éste no fue utilizado para calcular las emisiones
atmosféricas.
1.3.1 Primer método - Balance de Materia-
Para empezar a describir el primer método - balance de materia -, es necesario
definir ciertos términos que se usan constantemente en el desarrollo de éste
capítulo y posteriormente se explicará qué es un balance de materia y se darán las
ventajas y desventajas del método para la medición de las emisiones generadas
en los campos de producción específicamente las emisiones de Dióxido de
Carbono CO2, por ser el principal problema presente en los campos de producción
de petróleo.
27
1.3.1.1 Terminología
- Unidad mol
Una mol es cierto número de moléculas, átomos, electrones u otro tipo de
partículas. En particular, en 1969, el Comité Internacional de Pesos y Medidas
aprobó la mole (símbolo mol en el SI) como " la cantidad de una sustancia que
contiene tantas entidades elementales como número de átomos hay en 0.012 Kg
de carbono 12 ". De este modo, en el SI la mol contiene un número diferente de
moléculas del que contiene en el sistema americano de ingeniería. En el SI una
mol tiene casi 6.023 * 1023 molécula; para convertir el número de moles en masa,
hacemos uso del peso molecular:
El g mol = masa en g / peso molecular
La lb mol = masa en lb / peso molecular
o bien
masa en g = (peso molecular)(g mol)
masa en lb = (peso molecular)(lb mol)
Los valores de los pesos moleculares (masas molares relativas) se obtienen a
partir de las tablas de pesos atómicos que se basan en una escala arbitraria de las
masas relativas de los elementos.
28
- Densidad
La densidad es la relación de la masa por unidad de volumen, como, por ejemplo,
kg/m3 o lb/ft3. Tiene tanto valor numérico como unidades. Para determinar la
densidad de una sustancia se podría encontrar tanto su volumen como su masa o
peso. Si la sustancia es un sólido, un método común para determinar su volumen
es desplazar una cantidad medida de líquido inerte. Por ejemplo, cierto material
de peso conocido se puede colocar dentro de un recipiente que contenga un
líquido de peso y volumen conocidos y de este modo medirse el peso y volumen
finales de la combinación. La densidad o peso específico de un líquido
comúnmente se mide con un hidrómetro (se sumergen en el líquido peso y
volumen conocidos y se observa la profundidad a la cual penetra dentro del
líquido) o con una balanza de Westphal (el peso de una posta conocida se
compara en el líquido desconocido con el del agua). La densidad de los gases es
bastante difícil de medir, un aparato usado es la balanza de Edwards, que
compara el peso de un bulbo lleno de aire con el peso del mismo bulbo cuando se
llena con el gas desconocido.
- Peso específico
Por lo común, se piensa que el peso específico es una relación adimensional. En
realidad, deberá ser considerado como la relación de dos densidades (la de la
sustancia de interés, A, con la de la sustancia de referencia).
29
Peso específico = (lb/ft3)A / (lb/ft3)ref = (g/cm3)A / (g/cm3)ref = (kg/m3)A / (kg/m3)ref
La sustancia de referencia para líquidos y sólidos casi siempre es el agua. Por
consiguiente, el peso específico es la relación de la densidad de la sustancia en
cuestión con la densidad del agua.
- Volumen específico
El volumen específico de cualquier compuesto es la inversa de la densidad, esto
es, el volumen por unidad de masa o cantidad unitaria de materia. Las unidades
del volumen específico podrían ser ft3/lb mol, cm3/g, m3/kg o relaciones
semejantes.
- Fracción mol y fracción peso
La fracción mol es simplemente las moles de una sustancia determinada divididas
entre el número total de moles presentes. Esta definición se aplica a gases,
líquidos y sólidos. De manera semejante, la fracción peso no es otra cosa que el
peso de la sustancia dividido entre el peso total de todas las sustancias presentes.
Matemáticamente, estas ideas se pueden expresar como
30
fracción mol de A= moles de A / moles totales
fracción peso de A= peso de A / peso total
el por ciento mol y el por ciento peso son las fracciones respectivas multiplicadas
por 100.
- Análisis
El análisis de gases tales como el aire, productos de combustión y otros parecidos
por lo regular se realiza sobre base seca (esto es, el vapor de agua se excluye de
este análisis).dicho análisis se conoce como análisis de Orsat. Prácticamente en
todos los casos el análisis del gas se efectúa sobre una base volumétrica, que
para gases ideales es lo mismo que en base molar. Considérese un análisis de
gases típico, es decir de aire, el cual aproximadamente es 21% de Oxígeno y 79%
de Nitrógeno para un total de 100%, esto significa que cualquier muestra de aire
contendrá 21% de oxígeno en volumen y también 21% mol de oxígeno ( es decir
que la fracción mol de oxígeno es 0.21).
El análisis de líquidos y sólidos por lo regular se da en por ciento en peso, pero en
ocasiones mediante por ciento mol.
31
1.3.1.2 Ecuación química y estequiometría
La ecuación química proporciona una variedad de información cualitativa y
cuantitativa esencial para el cálculo de los pesos combinados de los materiales
presentes en un proceso químico. Considérese, por ejemplo, la combustión del
heptano como a continuación se muestra
C7H16 + 11 O2 7CO2 + 8 H2O
Primero, asegurarse que la ecuación esté balanceada, después podemos ver que
1 mol de heptano reaccionará con 11 moles de oxígeno para producir 7 moles de
dióxido de carbono más 8 moles de agua. Estas pueden ser lb mol, g mol, kg mol,
o cualquier otro tipo de mol. Un mol de CO2 se forma a partir de cada 1/7 mol de
C7H16, también una mol de H2O se forma por cada 7/8 mol de CO2. De este
modo, la ecuación nos dice en términos de moles las relaciones entre los reactivos
y los productos.
La estequiometría2 trata de los pesos combinados de elementos y compuestos;
las relaciones obtenidas de acuerdo a los coeficientes numéricos en la ecuación
2 del griego stoicheion, constituyente básico, y metrein, medir.
32
química son las relaciones estequiométricas que permiten calcular las moles de
una sustancia cuando se relacionan con las moles de otra sustancia en la
ecuación química.
1.3.1.3 Combustión
La combustión es una reacción exotérmica autoalimentada con presencia de un
combustible en fase sólida, líquida, y/o gaseosa. El proceso está generalmente,
(aunque no necesariamente) asociado con la oxidación de un combustible por el
oxígeno atmosférico con emisión de luz. Generalmente, los combustibles sólidos
y líquidos se vaporizan antes de arder. A veces un sólido puede arder
directamente en forma de incandescencia o rescoldos. La combustión de una fase
gaseosa generalmente se produce con llama visible.
Para iniciar una combustión, es necesario que tres elementos se hallen presentes
en forma simultánea, y en proporciones adecuadas, ellos son: calor, combustible y
comburente. (triángulo del fuego)
33
- Calor
El calor es una forma de energía; se produce cuando una sustancia pasa de un
determinado nivel de energía a otro inferior; la energía liberada se manifiesta en
calor. Podemos medir el " nivel " (temperatura) de esta energía en grados (ºC, ºF,
ºK, ºR) con un termómetro o un pirómetro según sea necesario y/o su " cantidad "
en calorías.
Una propiedad de esta energía es que la temperatura de las sustancias con
distinto nivel energético, al mezclarse, se estabilizan en una temperatura
promedio, pero se suman sus "cantidades energéticas".
- Combustible
Un combustible es cualquier sustancia que puede experimentar combustión. La
mayoría de los combustibles son orgánicos y contienen carbono y una
combinación de hidrogeno y oxígeno en distintas proporciones. En algunos casos
habrá nitrógeno.
Algunos ejemplos son: la madera, plásticos, gasolina, alcohol, gas natural, etc. Los
combustibles inorgánicos no contienen carbono, entre ellos están los metales
34
combustibles, como el magnesio y el sodio. Toda la materia puede existir en una
de estas tres fases: sólida, líquida o gaseosa.
La fase en la que se encuentra un material depende de la presión y la temperatura
y puede variar si las condiciones varían. Si hay suficiente frío, por ejemplo, el
dióxido de carbono puede ser sólido (hielo seco).
La fase normal de un material es aquella en la que se presenta en condiciones
normales de temperatura 21º C y presión de 1 atmósfera a nivel del mar.
La combustión de un combustible sólido o líquido tiene lugar sobre su superficie,
en una zona en que se forman vapores debido al calentamiento de esa superficie.
El calor puede proceder de las condiciones ambientales, de la presencia de una
fuente de ignición o de la exposición a un fuego declarado. La aplicación del calor
hace que el combustible libere vapores o productos de la combustión a la
atmósfera, donde pueden arder si se mezclan con el aire y si existe una fuente de
ignición.
Los combustibles gaseosos no requieren que se produzca vaporización o pirólisis
antes de la combustión, solo son necesarias la mezcla del combustible con aire y
la presencia de una fuente de ignición. La forma de un combustible sólido o
líquido es factor importante en su ignición y su velocidad de combustión. Por
ejemplo, un aserrín fino arde mucho más fácil y rápido que un bloque de madera,
35
algunos líquidos inflamables como el gas oil no arden fácilmente en un depósito
pero sí pueden arder y quemarse rápidamente en forma de pulverizado fino.
- Comburente
El agente oxidante o comburente es el oxígeno de la atmósfera de la tierra. El aire
normal contiene un 21% de oxígeno.
Hay otros elementos comburentes que podemos encontrar, y que reaccionan con
elementos puntuales, por ejemplo el Hidrógeno arde en presencia de cloro, el
fósforo en vapores de bromo, etc.
1.3.1.3.1 Tipos de combustión
Estos tres elementos que mencionamos anteriormente, pueden encontrarse en
distintas proporciones, o ser consecuencia de estos procesos, lo que nos da la
opción de encontrar varias posibilidades de estudio de la combustión.
De acuerdo a la proporción de Comburente, podemos decir que la combustión es
completa o incompleta.
36
- Combustión completa
También conocida como viva o rápida, es aquella donde el comburente y el calor
se hallan debidamente proporcionados al combustible en cuestión. Se produce
con un mínimo de 16% de oxígeno, y en ella podemos apreciar la clásica llama
que estamos acostumbrados a con el desprendimiento de luz y calor. Son el
dióxido de Carbono y el vapor de agua los principales productos residuales de
este tipo de combustión.
- Combustión incompleta
Es el producto de la combinación del combustible y el calor en una presencia
deficiente del comburente (menor al 16% en caso de tratarse de oxígeno). En
este caso la cantidad de comburente inicial será empleada en el inicio del proceso,
que será mas o menos rápido de acuerdo a la temperatura del elemento calórico
que dé inicio a la combustión. Posteriormente el carbono del combustible se sigue
oxidando (aunque sea mínima la cantidad de oxígeno), lo que determina que el
proceso continúe, dando como principal residuo monóxido de Carbono, junto a la
elevada producción de humo y hollín.
En toda combustión encontraremos los siguientes elementos como principales
productos de la misma:
37
CO2: Dióxido de Carbono
CO: Monóxido de Carbono
Vapor de Agua
Otros óxidos en estado gaseoso.
Dióxido de carbono: No se considera un gas tóxico, pero representa un peligro por
dos causas. 1) Su presencia supone una disminución del oxígeno ambiental. 2)
Sobreestimula el sistema respiratorio, aumentando la frecuencia respiratoria hasta
el 100 % con una concentración del 2,5 % en volumen.
Monóxido de carbono: Es el gas que se considera como mayor causal de muerte
en los incendios, debido a que la concentración de oxígeno para que se produzca
nunca es la ideal para transformar el carbono en anhídrido.
Este monóxido es "ávido" de oxígeno, y al ser inhalado por los seres humanos,
pasan al flujo sanguíneo ocupando el lugar del oxígeno en la hemoglobina. De
igual manera se combina con el Monóxido de Carbono (CO), formando
carboxihemoglobina, siendo éste un proceso irreversible, que tiene como
consecuencia la disminución del aporte de oxígeno a nivel celular (anoxia) y
posteriormente la muerte.
38
1.3.1.4 Balance de materia
Para tomar en cuenta el flujo de entrada y salida de materia en un sistema, la ley
generalizada de la conservación de masa se expresa como un balance de materia.
Un balance de materia no es otra cosa que un conteo del flujo y cambio de masa
en el inventario de materiales de un sistema. La ecuación (1) describe con
palabras el principio del balance de materia aplicable a procesos con reacción
química y sin ella:
(1)
Acumulación de masa = entrada de masa a través - salida de masa a través + generación - consumo de masa
en el sistema de los límites del sistema de los límites del sistema de masa en el sistema
En la ecuación (1) los términos de generación y consumo se refieren a la ganancia
o pérdida mediante reacción química. La acumulación puede ser positiva o
negativa. No se olvide que la ecuación (1) se refiere a un intervalo de tiempo de
cualquier longitud deseada, incluyendo un año, una hora, un segundo o un tiempo
diferencial.
La ecuación (1) se reduce a la ecuación (2) en los casos en que no hay
generación (o consumo) de materia dentro del sistema,
39
Acumulación = entrada - salida (2)
y después se reduce a la ecuación (3) cuando tampoco hay acumulación dentro
del sistema,
entrada = salida (3)
es inherente a la formulación de cada uno de los balances anteriores el concepto
de un sistema para el cual se realiza el balance. Por sistema entendemos
cualquier posición arbitraria o completa de un proceso establecido
específicamente por el ingeniero para el análisis.
Un sistema abierto o continuo es aquel en que la materia se transfiere a través de
la frontera del sistema, esto es, entra al sistema, sale del sistema o ambas cosas.
Un sistema cerrado o por lotes es aquel en el que no se presenta dicha
transferencia durante un intervalo de tiempo en cuestión. Es obvio que si se carga
un reactor con reactivos y se sacan los productos, y el reactor se considera como
el sistema, el material se transfiere a través del límite del sistema. Sin embargo,
se podría ignorar la transferencia y fijar la atención sólo en el proceso de reacción
que tiene únicamente después de que se completa la carga y antes de que los
productos se retiren. Tal proceso se presentará dentro de un sistema cerrado.
40
- Balance de materia con combustión
Al tratar problemas que impliquen una combustión, deberá familiarizarse con
términos un poco especiales:
a. Gas de combustión: todos los gases que resultan de un proceso de combustión
incluyendo el vapor de agua, algunas veces conocido como base húmeda.
b. Análisis Orsat o en base seca: todos los gases que resultan del proceso de
combustión sin incluir el vapor de agua. El análisis Orsat se refiere a un tipo
de aparato de análisis de gases en el que los volúmenes de los gases
respectivos se miden sobre y en equilibrio con agua; por lo que cada
componente se satura con vapor de agua. El resultado neto del análisis es
eliminar agua conforme es medido un componente.
En forma gráfica, podemos expresar esta clasificación para un gas dado en la
figura1.
CO2
CO Gas de combustión Análisis Orsat
Gas de chimenea, O2 seco sobre una base o
Gas de combustión N2 libre de SO2 en base seca
o base húmeda SO2
H2O
Figura 1. Comparación de los análisis de gases sobre bases diferentes.
41
c. Aire teórico u oxígeno teórico: la cantidad de aire (u oxígeno) requerido para
introducirse al proceso para una combustión completa. Algunas veces, esta
cantidad se conoce con el nombre de aire u oxígeno requerido.
d. Exceso de aire (oxígeno en exceso): cantidad de aire u oxígeno en exceso con
respecto al requerido para una combustión completa, como se describe en el
inciso c.
1.3.1.5 Leyes de los gases ideales
En 1787 Jacques Charles, un químico y físico francés, publicó sus conclusiones
acerca de la relación entre el volumen de los gases y la temperatura. Demostró
que el volumen de un gas seco varía directamente con la temperatura si la presión
permanece constante. Charles, Boyle, Gay-Lussac, Dalton y Amagat,
investigadores que descubrieron las relaciones de correlación entre la
temperatura, presión y volumen de un gas, trabajaron a temperaturas y presiones
de tal manera que la distancia promedio entre las moléculas fuese aumentando lo
suficiente para despreciar el efecto de las fuerzas intermoleculares y el volumen
de las moléculas mismas. En estas condiciones un gas recibe el nombre de gas
ideal. De manera más apropiada, un gas ideal es un gas imaginario que obedece
de modo exacto ciertas leyes sencillas como las leyes de Boyle, Charles, Dalton y
42
Amagat. Ningún gas real las obedece en forma exacta dentro de todos los rangos
de temperatura y de presión, aunque los gases más ligeros como el hidrógeno,
oxígeno, aire, etc., en circunstancias ordinarias obedecen las leyes de los gases
ideales pero con desviaciones insignificantes. Para muchos propósitos
ingenieriles, las leyes de los gases ideales, si se aplican debidamente,
proporcionarán resultados que son correctos en forma aproximada.
Boyle encontró que el volumen de un gas a temperatura constante es
inversamente proporcional a la presión absoluta. Charles demostró que, a presión
constante, el volumen de una masa dada de gas varía de manera directa con la
temperatura absoluta. A partir del trabajo de Boyle y Charles, los científicos
dedujeron la relación ahora conocida con el nombre de la Ley de los gases
perfectos (o Ley de los gases ideales)
PV = nRT
donde, P: presión (atmósferas)
V: volumen (litros)
n: número de moles
R: constante universal de los gases (atm*L / mol ºK)
T: temperatura (ºK)
43
1.3.2 Segundo método - Medición Directa -
1.3.2.1 Principios de la toma de muestra
1.3.2.1.1 Consideraciones y enfoques generales
Hay dos enfoques posibles en el análisis del material disuelto en disolución
acuosa.
a. El análisis se puede llevar a cabo en la disolución por medio de reacciones
que producen calor, provocan precipitación o son electrométricas.
b. El soluto se puede aislar evaporando el agua y luego tratarlo químicamente de
forma selectiva como un concentrado seco.
La contaminación del aire generalmente presupone una situación en que
cantidades muy pequeñas de material se hallan disueltas o en suspensión en el
aire. Entonces el análisis se convierte en el resultado de varios enfoques físicos
como el análisis de las disoluciones acuosas. Estos enfoques intentan determinar
el constituyente de interés por reacción gas-gas o gas-líquido o por filtración.
44
En el análisis líquido convencional sólo es necesario transferir un volumen visible
o una cantidad de líquido pesable (alícuota) a la vasija de reacción. En la toma de
muestra de gases (que no muestran menisco) el peso necesario para ser
detectado por una balanza analítica normal sin duda ocuparía un volumen
inconveniente de varios litros a la presión atmosférica. En consecuencia, la toma
de muestras del aire por fuerza requiere mucha asistencia mecánica para medir
con exactitud grandes volúmenes de aire de los que en algún momento se tiene
que extraer o determinar por medio de una reacción una cantidad muy pequeña de
contaminante.
1.3.2.1.2 Requisitos generales de un método de toma de muestra
La recolección de una muestra de contaminante en una cierta cantidad de aire
requiere lo siguiente:
a. Utilización de un dispositivo de flujo exacto para medir el volumen de la
muestra de aire. Un dispositivo de esa naturaleza debe calibrarse con tanto
cuidado como se calibraría un aparato de vidrio para volumetrías, porque estos
dispositivos realizan la medida por volumetría.
45
b. La utilización de un colector de muestras que es en general un filtro o una
disolución absorbente para retener el material contaminante. La eficacia real
del colector se tiene que determinar experimentalmente de manera que el
analista pueda calcular el peso verdadero o el volumen del contaminante corno
si todo o el 100% hubiese sido retenido. En relación con esto hay que señalar
que muy pocos colectores de muestras operan con un 100% de eficacia
aunque unos cuantos colectores dispuestos en serie se acercan a la colección
de muestras perfectamente eficaz al combinar sus eficacias.
La mejor manera de determinar la eficacia es mediante la utilización de una
mezcla de un contaminante conocido y aire corno muestra control. El porcentaje
de contaminante recuperado en el absorbente (por ejemplo el 80%) proporciona la
eficacia de operación.
Si no se dispone de un contaminante "conocido" se puede hacer una
determinación aproximada de la eficacia si se supone que se ha recogido el 100%,
en el último colector de la serie de colectores. Después se puede calcular la
eficacia relativa en base a la diferencia relativa entre los valores realmente
determinados para el contaminante en los (n-1) colectores, suponiendo que no
existan efectos de dilución, ni variación en la velocidad o mecanismo de recogida.
46
Conviene señalar que problemas de toma de muestras como son los que resultan
de un tamaño de partícula demasiado pequeño o de una reactividad química
demasiado pobre puede que determinen que la recogida sea nula en el colector de
apoyo si es que sufre la misma limitación que el primer colector y puede que se
infiera erróneamente que hay una eficacia de recogida del 100%. Los manuales
que proporcionan los fabricantes constituyen las mejores fuentes para encontrar
las eficacias aproximadas de recogida, ya que contienen datos referentes a filtros
colectores y montajes de toma de muestra.
c. La utilización de una bomba que aporte un flujo constante de aire al colector .
Una acusada variación en la velocidad de flujo debida a la fatiga de la bomba
durante el proceso de toma de muestra, conduce a volúmenes de muestra
erróneos si es que se emplea un promedio en el tiempo para calcular el
volumen de la muestra partiendo de los flujos "inicial" y "final" medidos y del
tiempo de flujo.
De ordinario se mide el volumen de la muestra por medio:
velocidad de flujo promedio x tiempo = volumen
10 litros / minuto x 30 minutos = 300 litros
47
1.3.2.1.3 Toma de muestra de aire
- Duración de la toma de muestra
El aire debe pasar por el dispositivo colector un tiempo suficiente para que se
obtenga una muestra detectable. La mayoría de los procedimientos de toma de
muestra de aire están diseñados para medir los niveles de contaminantes que se
suelen encontrar en aire "normalmente" contaminado. Así una buena regla general
para los gases contaminantes consiste en probar a tomar una muestra durante 1 a
3 horas y luego desarrollar el color o analizar el contaminante por cualquier otro
procedimiento especificado.
Si la muestra resulta ser demasiado grande como indicará un color demasiado
oscuro al revelar el color, casi siempre es posible hacer una dilución y volver a
leer. En cambio, si la muestra es demasiado pequeña suele ser preciso hacer de
nuevo una toma de muestra.
Comúnmente las muestras recogidas con velocidades de flujo normales de 0,5
pies cúbicos de aire por minuto determinarán la extracción de unos 2 1/2 m3 de
aire en el periodo aconsejado de 1 a 3 horas de recolección. Para un
contaminante medio esto debe proporcionar de 600 a 2500 µg de material total o
48
bien entre 30 y 125 µg de contaminante por mililitro de la disolución absorbente y
colectora (suponiendo entre 10 y 100 ml de disolución). Esta cantidad suele ser
suficiente para la mayoría de las reacciones colorimétricas del tipo que es
corriente en aerometría.
- Montaje de aparatos para la toma de muestras del aire
La mayor parte de la toma de muestras del aire se realiza con aparatos de vidrio
de laboratorio. Estas tomas de muestra se suelen efectuar estando situados en el
interior de un edificio o refugio el operador y la mayor parte del aparato de vidrio.
Como conexión entre el exterior del que se toma la muestra de aire y el aparato de
toma de muestra se suele utilizar una sonda de vidrio o polifluocarburo. El sistema
generalmente consta de las siguientes partes:
a. El dispositivo para la recogida de las muestras como puede ser un cilindro
lleno con una disolución acuosa en que está inserto un tubo que llega al fondo
o en el caso de las macropartículas un filtro de fibra de vidrio con poros de
tamaño comprendido entre 0,1 y 10 u sobre una rejilla metálica como soporte.
b. Un dispositivo para medir el flujo del aire por el colector (o absorbente).
49
c. Una bomba para arrastrar la muestra de aire por el sistema.
En la Figura 2 se ilustra una disposición típica de estos componentes. Conviene
señalar que la bomba se sitúa siempre de modo que succione el aire en lugar de
que lo empuje a través del dispositivo de recolección. La razón estriba en evitar la
posible contaminación de la muestra recogida con aceite de la bomba o material
de paletas. El dispositivo para medir el flujo del aire puede estar conectado
electrónicamente al registrador de manera que las variaciones en el flujo debidas a
variables tales como alteraciones en el voltaje de la línea se puedan registrar y
corregir a la hora de establecer el volumen total del aire de muestra.
50
- Equipo de toma de muestras del aire
Ya se ha descrito la disposición general de los tres componentes principales de un
equipo para la toma de muestras de aire: bomba de aire, dispositivo medidor de
flujo y colector (o absorbente de la muestra). Ahora se describirá en detalle las
Figura 2. Disposición de un equipo sencillo de toma demuestras del aire
51
propiedades de estos componentes así como sus características de
funcionamiento.
A. La bomba
La bomba de aire debe ser el último componente en el tren o serie de unidades
para la torna de muestra de aire. Se puede alimentar con corriente o por medio de
un convertidor de batería. Las bombas que existen en el comercio varían
ampliamente en su capacidad de flujo, fiabilidad y fundamento de su
funcionamiento. Las bombas se pueden clasificar de manera sencilla atendiendo
al funcionamiento que se les exige.
- Bombas de diafragma La toma de muestras de gas que utiliza borboteadores
miniatura que contienen sólo entre 10 y 20 ml de disolución absorbente
precisan un flujo bastante bajo (1 litro / minuto) de aire de muestra y en
consecuencia emplean una bomba bastante sencilla.
Estas unidades se denominan bombas de diafragma en que el diafragma es de
metal o de un compuesto sintético. Este tipo de bomba permite flujos de hasta 2 -
3 litros / minuto (es decir hasta 0,1 cfm) de flujo de aire de muestra. Se utilizan
usualmente en toma de muestra intermitente, de rutina y de campo. Las bombas
de diafragma pueden funcionar con corriente o con baterías de plomo del tipo de
52
las que utilizan los automóviles provistas de un convertidor o con el generador de
electricidad de un automóvil o un pequeño avión. Si la toma de muestras se hace
cerca de un motor de combustión interna de cualquier tipo hay que tener cuidado
para que no se incluyan en la muestra de forma inadvertida los humos del escape.
- Bombas rotatorias
Se precisa una bomba rotatoria para la goma de muestras rápida del aire (>1 cfm)
porque la concentración de un contaminante en el aire sea muy baja para lograr
una abundante muestra en un tiempo corto. Estas bombas se pueden lubricar con
aceite o con paleta de grafito cuyo desgaste contra las paredes del cilindro
proporcionan la lubricación. Así se consumen las paletas sin pérdida de la presión
pero se tienen que reponer ocasionalmente, debido a excesivo desgaste o a su
fractura. Estas bombas pueden producir un flujo de aire de 20 a 30 litros / minuto
(aproximadamente 1 cfm) o una caída de presión de hasta 140 - 160 mm Hg en un
orificio limitante. Cuando una de estas bombas no puede mantener la presión
prevista original dentro de un 10 a un 15 % posiblemente requiera la sustitución de
uno o más de sus palas.
B. Dispositivos para medir el flujo de aire
• Métodos sencillos directos para la medida del volumen del aire
53
- Medición del volumen de la muestra por desplazamiento simple
Un "espirómetro" se basa en el principio de desplazamiento de volumen para
medir la cantidad exacta de aire que ha pasado por el equipo de toma de muestra
midiendo el volumen de agua desplazado por el aire a una temperatura conocida.
Aunque ésta es una medición muy exacta tiene el inconveniente de que supone un
tiempo prolongado de contacto de la muestra de aire con las paredes de un
recipiente muy grande y precisa un volumen medido muy grande (10 litros). El
tamaño y el costo inicial hacen que este dispositivo no resulte práctico para
mediciones de rutina del aire, es valioso par calibrar otros tipos de equipo de
contaminación del aire.
- Medición del volumen de muestra por desplazamiento continuo
Medidor de gas seco: dos fuelles que se llenan y vacían alternativamente
constituyen el fundamento de la actuación de un conjunto de escalas en que se
puede leer el volumen de aire que ha pasado en litros o pies cúbicos. Se utiliza un
cronómetro para medir el tiempo requerido para que un volumen conocido, por
ejemplo 20 litros, pase en un tiempo total de 10 minutos para producir un flujo de 2
litros/minuto.
54
Medidor de ensayo húmedo: es más exacto que el medidor de gas seco, pero no
tan exacto como el espirómetro. El medidor de ensayo húmedo consiste en una
serie de cámaras montadas de forma radial respecto de un eje central con la
mayoría de la cámaras totalmente inmersas en agua que sirve para cerrar las
cámaras rotatorias para una medida exacta del desplazamiento del agua. El aire
atrapado pasa a la sección llena de agua a medida que gira el eje y se libera sobre
la superficie del agua a través de una válvula situada en la parte superior del
dispositivo. Así el eje giratorio mueve un índice sobre una escala graduada en
que se puede leer el volumen de aire en función del número de vueltas de las
cámaras llenas de aire de volumen conocido.
• Métodos indirectos para la medición del volumen de aire
Los instrumentos de medida de "velocidad de flujo" suelen ser compactos y muy
apropiados para su empleo de campo. No obstante es preciso que estén
calibrados mediante el empleo del cronómetro y un medidor de gas seco o de
ensayo húmedo. Tales dispositivos se suelen incluir en el sistema de muestreo
para medir la velocidad de flujo. Luego se quitan dejando sólo la bomba y el
colector de muestra en el tren de muestreo del aire.
• Medidores de velocidad de flujo sencillos
55
- Manómetro
Por medio de un manómetro se puede medir la diferencia de presión estática que
resulta del flujo del aire por un orificio. El propio manómetro montado se calibra
primero midiendo un flujo conocido al colocarlo en serie con un medidor de gas
seco calibrado seguido del dispositivo de toma de muestras y la bomba de aire de
muestra, que deberá constituir el tren de toma de muestra. Aunque se pueden
utilizar las lecturas del manómetro para calcular directamente el flujo, para
asegurar mediciones fiables de campo, conviene llevar a cabo la calibración
interna del sistema.
- Medidor de orificio
Es un tubo en que se ha colocado un disco metálico con un orificio o varios, de
manera que el aire que pasa a través sufre una caída de presión medible que es
proporcional a la velocidad de flujo. El medidor de orificio tiene una exactitud del
2% del flujo medido. La acumulación de hidrocarburos o de tierra arrastrados por
el aire en el orificio puede producir errores.
- Tubo de Pitot
El tubo de Pitot se basa en la relación que existe entre la velocidad de flujo y la
presión dinámica frente a la presión estática de un sistema (figura 3)
56
La utilización del tubo de Pitot se limita a velocidades de flujo bastante altas. De
ordinario la presión diferencial se mide por medio de un manómetro inclinado o de
un medidor de orificio calibrado. El tubo de Pitot se presta mejor a la medición de
flujos altos en chimeneas o conductos.
Se utiliza para medir el flujo del aire en las chimeneas, para obtener la velocidad
en pies lineales por minuto, se multiplica por le área de la chimenea par obtener la
velocidad de emisión a la atmósfera de la muestra, en pies cúbicos por minuto.
•• Calibración de los medidores de velocidad de flujo
Figura 3. Tubo de Pitot insertado en una conducción o enuna chimenea
57
Los medidores de flujo de aire están sujetos a error por las causas siguientes:
- Cambio súbito de temperatura.
- Aire de muestra corrosivo.
- Aire de muestra con mucha tierra.
- Mal uso en general.
Por ello es obligado realizar calibraciones frecuentes. Para uso de rutina (2 o 3
veces por semana) un componente de flujo de aire requerirá probablemente
calibración dos o tres veces al año.
B. Absorbedor de muestra de aire
Los dispositivos para recolección en conjunto actúan para retener de alguna forma
el contaminante de interés bien solo o mezclado. La mayoría de esos dispositivos
simplemente recogen el contaminante y el análisis de la muestra recogida se tiene
que hacer después.
La elección del colector de muestra más apropiado para un determinado
contaminante depende en parte de la naturaleza del contaminante y en parte del
equipo de que se disponga. Los colectores de muestra individuales se clasifican
58
conforme a que se puedan utilizar para recoger contaminantes gaseosos o
contaminantes particulados.
1.3.2.2 Calibración de los instrumentos para la toma de muestras
Para garantizar datos de toma de muestra del aire fiables, el dispositivo para la
toma de muestras del aire y el método analítico se deben calibrar utilizando una
muestra de aire o una mezcla sintética gaseosa en que la concentración de un
contaminante se mide hasta un grado de exactitud bien comprendido dentro del
límite de sensibilidad del método analítico.
1.3.2.2.1 Enfoques de la calibración
La forma de operar del dispositivo para la toma de muestras que se haya elegido
generalmente determina la forma en que se tiene que realizar su calibración. Por
ejemplo un dispositivo de toma de muestra continuo que consume 160 ml de aire
de muestra por minuto y precisa de 10 a 15 minutos de tiempo de respuesta se
tiene que proveer de al menos 1600 ml de mezcla de calibración antes de que se
pueda disponer de ningún dato de calibración utilizable. En consecuencia, para
garantizar un mínimo ciclo de calibración de 1 hora se necesita un poco más de
59
1/3 de pie cúbico de mezcla gaseosa. Una regla práctica para preparar una
mezcla de calibración de esta clase es preparar entre 2 y 10 veces el volumen de
mezcla gaseosa que se necesita para los cálculos, de manera que se cuente con
cantidad suficiente para volver a calibrar o para hacer una comprobación posterior
o para comparar con otro método de análisis. No obstante es una equivocación el
intentar conservar un volumen estático de gas para calibración por un periodo de
tiempo superior a algunas horas o pocos días. Si el gas se guarda más tiempo la
equivalencia analítica de la mezcla puede variar debido a los efectos de absorción,
actividad de la luz solar y permeación a través de las paredes del recipiente.
1.3.3 Tercer método - Factores de emisión (EPA)3 -
Para el desarrollo de éste método se tiene en cuenta los factores de emisión de la
EPA (Agencia de Protección Ambiental), ver anexo D. El desarrollo de éste
método fue tomado directamente de documentos de la EPA, relacionada al final
del documento, así como las tablas de los factores de emisión.
6 Documento tomado de la EPA (Environmental Protection Agency) y traducido al español. Fuente:
(http://www.epa.gov/oar/oaqps/efactors.html)
60
1.3.3.1 Introducción a los factores de emisión
Los factores e inventarios de emisión han sido durante mucho tiempo
herramientas fundamentales para el manejo de la calidad del aire. Los valores
estimados de emisión son importantes para desarrollar estrategias de control de
emisiones, determinar la aplicabilidad de programas de permisión y control,
establecer los efectos de las fuentes y estrategias apropiadas de mitigación, y una
cantidad de aplicaciones relacionadas por un grupo de usuarios, incluyendo
agencias federales, estatales y locales, consultores y la industria. La información
de pruebas en emisiones de fuentes especificas o monitoreo continuo de
emisiones son usualmente preferidos para estimar las emisiones de una fuente
porque esa información otorga la mejor representación de las emisiones de la
fuente en prueba. Sin embargo, la información de pruebas de una sola fuente no
siempre está disponible y, aún cuando está, puede no reflejar la variabilidad de las
emisiones reales a lo largo del tiempo. Por lo tanto, los factores de emisión es
frecuentemente el mejor o único método disponible para estimar emisiones, a
pesar de sus limitaciones.
- Qué es un factor de emisión AP-42
Un factor de emisión es un valor representativo que intenta relacionar la cantidad
de un contaminante emitido a la atmósfera con la actividad que emite ese
61
contaminante. Estos factores están usualmente expresados como el peso del
contaminante dividido entre una unidad de peso, volumen o duración de la
actividad que emite el contaminante (ej. Kilogramos de partículas emitidas por
megagramos de carbón de piedra quemado). Estos factores facilitan la estimación
de emisiones para varias fuentes de contaminantes de aire. En la mayoría de los
casos, estos factores son simplemente promedios de toda la información
disponible con calidad permitida, y son generalmente asumidos como
representativos de promedios a largo plazo para todas las partes en la categoría
de una fuente.
La ecuación general para la estimación de emisión es:
E = A x EF x (1-ER/100)
donde:
E= emisiones,
A= tasa de actividad,
EF= factor de emisión, y
ER= eficiencia en la reducción total de emisiones %.
ER se define como el producto del dispositivo de control de destrucción o
eficiencia de remoción y la eficiencia de captura del sistema de control. Cuando se
estima la emisión para un periodo de largo de tiempo (ej. Un año), tanto los
62
términos del dispositivo como la eficiencia de captura deben considerarse para
periodos repentinos y para operaciones rutinarias.
La clasificación de los factores de emisión en el AP-42 otorga indicadores de la
conveniencia de los factores para estimar el promedio de emisiones para una
actividad de una fuente. Usualmente, la información es insuficiente para indicar la
influencia de varios parámetros del proceso como la temperatura y las
concentraciones de los reactantes. En pocos casos, sin embargo, como al estimar
la emisión en tanques de almacenamiento de petróleo, este documento tiene
fórmulas empíricas (o modelos de emisión) que relacionan la emisión con
variables tales como el diámetro del tanque, la temperatura del líquido y la
velocidad del aire. Fórmulas para factores de emisión que consideran la influencia
de estas variables, tienden a dar estimativos más realistas que los factores que no
tienen en cuenta estos parámetros.
La extensión completa y detallada de la información de emisiones en el AP-42
está determinada por información disponible en referencias publicadas. Las
emisiones de algunos procesos están mejor documentadas que otras. Por
ejemplo, algunos factores de emisión pueden estar listados para la producción de
una sustancia: un factor para cada uno de los pasos en el proceso de producción
como la neutralización, secado, destilación y otras operaciones. Sin embargo, por
63
tener menos información extensiva, se puede dar un solo factor de emisión para
otra sustancia emitida en una parte de la producción, aunque probablemente
existan emisiones que se produzcan en varios pasos intermedios. Puede haber
más de un factor de emisión para la producción de cierta sustancia ya que pueden
existir diferentes procesos de producción o porque se pueden utilizar diferentes
dispositivos de control. Por lo tanto, es necesario mirar más que al sólo factor de
emisión para una aplicación y fijarse en detalles y los pies de páginas de las
tablas.
El hecho de que un factor de emisión para un contaminante o proceso no esté
disponible en la EPA no implica que la Agencia no crea que la fuente no emita el
contaminante o que la fuente no se le haga inventario, sino que la EPA no tiene
información suficiente para efectuar alguna recomendación.
- Usos de las Factores de Emisión
Los factores de emisión pueden ser utilizados apropiadamente en una cantidad de
situaciones como realizar estimativas de emisión de una fuente específica para el
inventario de un área. Estos inventarios tienen muchos propósitos incluyendo
modelaje y análisis de dispersión ambiental, desarrollo de estrategias de control y
separando fuentes para investigaciones de cumplimiento. Los factores de emisión
64
también pueden ser utilizados apropiadamente en aplicación de permisos, tales
como determinación de aplicabilidad y para establecer tarifas de permisos de
operación.
Los factores de emisión en el AP-42 no son los valores límites recomendados por
la EPA. La utilización de estos factores como límites permitidos de una fuente
específica y/o como determinaciones de cumplimiento de regulación de emisiones
no es recomendada por la EPA. Ya que los factores de emisión representan el
promedio de un rango en las tasas de emisión, aproximadamente la mitad de las
tasas de emisión tendrán tasas mayores al factor de emisión y la otra mitad
tendrán tasas de emisión menores al factor para la fuente considerada. Por lo
tanto, al utilizar los factores de emisión del AP-42 como límite permitido resultará
en un incumplimiento de la mitad de las fuentes.
También, para algunas fuentes, los factores de emisión pueden ser presentados
para establecimientos que tengan los equipos de control de polución de aire en su
respectivo lugar. Las fuentes son probadas más frecuentemente cuando están
nuevas o cuando se cree que están operando adecuadamente, y cualquiera de
estos dos casos puede alterar los resultados.
65
Como ya fue mencionado, pruebas en fuentes específicas o monitoreos continuos
de emisión pueden determinar contribución real de contaminantes de una fuente
existente mejor que los factores de emisión. Aun así, los resultados obtenidos solo
serán aplicables a las condiciones existentes en el momento de la prueba o
monitoreo. Para obtener las mejores estimativas para emisiones a largo tiempo (ej.
Anual o día típico), estas condiciones deben ser representativas de las
operaciones rutinarias de la fuente.
Una aproximación con balance de materia también puede proveer estimativas de
promedio de emisiones confiables para una fuente específica. Para algunas
fuentes, el balance de materia puede proporcionar una mejor estimativa de
emisiones que las pruebas de emisión. En general, el balance de materia es
apropiado en situaciones donde un porcentaje alto de la materia se pierde en la
atmósfera (ej. Sulfuro en combustible, o solvente perdido en un proceso no
controlado de revestimiento). Por el contrario, el balance de materia puede ser
inapropiado cuando la materia es consumida o químicamente combinada en el
proceso o cuando las pérdidas en la atmósfera son pequeñas comparadas con
todo el proceso. Tal como lo implica el término, es necesario conocer todos los
materiales que entran y salen del proceso para que la estimación de emisión sea
creíble.
66
Si no es posible obtener información representativa para una fuente específica, la
información de los vendedores del equipo, garantías del desempeño particular de
emisión o información real en pruebas de equipos similares, es mejor fuente de
información para decisiones de permisos que los factores de emisión del AP-42.
Cuando esta información no esta disponible, la utilización de los factores de
emisión puede ser necesaria como último recurso. Siempre que se utilicen los
factores, se debe tener conciencia de las limitaciones en representar
adecuadamente un establecimiento determinado y los riesgos de utilizar estos
factores de emisión en esta situación se debe evaluar contra el costo de realizar
más pruebas o análisis.
67
2. MARCO LEGAL AMBIENTAL DEL RECURSO AIRE
Desde la cumbre mundial sobre medio ambiente celebrada en Estocolmo en 1972,
los diversos países del orbe comenzaron a establecer políticas y dictar normas
ambientales como una respuesta a los graves problemas ambientales del planeta,
surgiendo así la valoración jurídica y política del hecho ecológico.
Colombia ha sido catalogada desde entonces como un país pionero en el
establecimiento y desarrollo de normas ambientales (Código de los Recursos
Naturales en 1974 o el Código Sanitario Nacional en 1979).
Sin embargo, sólo a partir de la década de los noventa se puede hablar de un
derecho ambiental colombiano, gracias al valioso aporte ecológico de una nueva
Constitución Política que incorpora la dimensión ambiental en el ideario político; a
la consecuente expedición de la ley del medio ambiente (Ley 99 de 1993) que
desarrolla los postulados ambientales de la Constitución.
68
El derecho ambiental se erige entonces como uno de los principales instrumentos
jurídicos, bajo un postulado: el desarrollo humano sostenible, de tal suerte que se
puede hablar de un derecho ambiental para el desarrollo sostenible.
2.1 MARCO LEGAL DEL RECURSO AIRE EN COLOMBIA
2.1 .1 Normas sobre contaminación del aire
El Código de los Recursos Naturales y del Ambiente establece en su parte general
que:
Corresponde al Gobierno mantener la atmósfera en condiciones que no causen
molestias o daños o interfieran el desarrollo normal de la vida humana, animal o
vegetal de los recursos naturales renovables (Decreto 2811/74, art. 73).
Igualmente preceptúa el código que:
Se prohibirá, restringirá o acondicionará la descarga, en la atmósfera, de polvo,
vapores, gases, humos, emanaciones y en general, de sustancias de cualquier
69
naturaleza que puedan causar enfermedad, daño o molestias, a la comunidad o a
sus integrantes, cuando sobrepasen los grados o niveles fijados (Decreto 2811/74,
art.74).
Por su parte, el Código Sanitario Nacional, como se verá más adelante, trae
normas específicas sobre el particular.
2.1.2 Normas generales
Para prevenir la contaminación atmosférica, el Código de Recursos Naturales
enumera una serie de materias que más adelante serán objeto de regulación, tales
como la calidad que debe tener el aire como elemento indispensable para la salud
humana, animal o vegetal; el grado permisible de concentración de sustancias
aisladas o en combinación, capaces de causar perjuicio o deterioro en los bienes,
en la salud humana, animal y vegetal; los métodos más apropiados para impedir y
combatir la contaminación atmosférica, y el empleo de métodos adecuados para
reducir las emisiones a niveles permisibles. (Decreto 2811/74, art. 75).
Por su parte, la Ley 99 de 1993, en adición de la formulación de las políticas
generales para la conservación de los recursos y con ánimo de regular las
70
condiciones iniciales para el saneamiento del medio ambiente y del uso, manejo,
aprovechamiento, conservación, restauración y recuperación de los recursos
naturales, establece en el ordinal 11 del artículo 5, entre las funciones asignadas
al Ministerio del Medio Ambiente, la de dictar regulaciones de carácter general,
tendientes a controlar y reducir, entre otras, la contaminación atmosférica en todo
el territorio nacional.
2.1.3 Reglamento de protección y calidad del aire
El Decreto 948 de 1995, reglamentario de la Ley 99, fijó el estatuto de protección y
control de la calidad del aire. Se trata de una norma de alcance general y de
aplicación en todo el territorio nacional, mediante el cual, según dice su propio
artículo 1, se establecen las reglas y principios para la protección atmosférica, así
como los mecanismos de prevención y control, y las directrices y competencias
para la fijación de las normas de calidad del aire o los niveles de inmisión, y las
normas básicas para la fijación de estándares de emisión y descarga de
contaminantes a la atmósfera.
2.1.4 Control legal de emisiones
71
Con el fin de proteger el aire y la atmósfera, el Código Sanitario (ley 9/79)
estableció una serie de normas sobre este tema. A su vez, para reglamentar el
Código Sanitario en lo referente a emisiones atmosféricas, se dictó el Decreto 02
de 1982, por parte del Ministerio de Salud. Este decreto establece en forma
precisa y técnica el régimen a que se deben someter las emisiones atmosféricas.
Algunas de las principales exigencias que presenta el decreto son:
a. Los estándares de emisión fijados por el Ministerio de Salud en el Decreto 02
de 1982 son superiores a los que determinaba la norma legal anterior. Las
normas de emisión son mucho más severas.
b. En cuanto a las normas generales de emisión para las fuentes fijas de
contaminación del aire, éstas se han estipulado en los artículos 34 a 37 del
Decreto 02 de 1982.
2.1.5 Fuentes fijas de contaminación
Los artículos 8 y 9 del Decreto o2 de 1982 establecen las fuentes fijas de
contaminación rural y urbana, y exigen a los propietarios de cualquier fuente
72
artificial de contaminación del aire la necesidad de adquirir maquinaria y equipo
especializado para evitar las emisiones causadas por la combustión de gases o
similares.
2.1.6 Tasas retributivas
La ley 99 de 1993 en el artículo 5, faculta al Ministerio del Medio Ambiente para
fijar el monto mínimo de las tarifas por el uso y aprovechamiento de los recursos
naturales. El uso de este mecanismo se estableció con el fin de enseñar a la
sociedad que la utilización directa o indirecta de la atmósfera para introducir o
arrojar humos, vapores o sustancias nocivas que sean resultados de actividades
lucrativas se debe sujetar al pago de las tasas retributivas del servicio de
eliminación o control de las consecuencias de las actividades descritas (Decreto
02/82, art.128), pero en el momento no se ha implementado el pago de dicha tasa.
2.1.7 Convenios Internacionales
El derecho ambiental en Colombia encuentra como primera fuente al derecho
internacional, pues en los últimos años la preocupación por el tema traspasa
cualquier frontera. Son múltiples los convenios, tratados, acuerdos, convenciones
73
y pactos internacionales, tanto bilaterales como multilaterales, celebrados en los
últimos años en el mundo entero.
A continuación se presentan los principales convenios internacionales
ambientales, relacionados con el recurso aire.
NOMBRE DEL
CONVENIO
FECHA Y LUGAR DE
CELEBRACIÓN
APROBACIÓN EN
COLOMBIA
Tratado de prohibición de
pruebas nucleares en la
atmósfera, el espacio
ultraterrestre.
5 de agosto de 1963,
Moscú.
Convenio de Viena para la
protección de la capa de
ozono.
22 de marzo de 1985,
Viena.
Ley 30 de 1990
Protocolo de Montreal
relativo a las sustancias
agotadoras de la capa de
ozono y sus enmiendas
16 de septiembre de 1987,
Montreal.
Ley 29 de 1992
Convención marco de las
Naciones Unidas sobre el
cambio climático.
9 de mayo de 1992, New
York.
Ley 164 de 1994
Protocolo de Kioto,
calentamiento mundial.
12 de diciembre 1997,
Kyoto (Japón)
74
3. GENERALIDADES DE LA ZONA DE ESTUDIO
3.1 UBICACIÓN DE LOS CAMPOS DE PRODUCCIÓN
Los campos de producción Cusiana y Cupiagua se encuentran ubicados en el
departamento de Casanare, Colombia (ver figura 4).
El departamento de Casanare está situado en el oriente del país en la región de la
Orinoquia, localizado entre los 04º 17' 25" y 06º 20' 45" de latitud norte y los 69º 50'
22" y 73º 04' 33" de longitud oeste. La superficie es de 44.640 km2 y limita por el
Norte con el río Casanare, que lo separa del departamento de Arauca; por el Este
con el río Meta que lo separa del departamento de Vichada; por el Sur con los ríos
Upía y Meta, el último de los cuales los separa del departamento del Meta, y por el
Oeste con los departamentos de Boyacá y Cundinamarca.
El departamento está dividido en 19 municipios: Yopal, ciudad capital, Aguazul,
FIGURA No. 2 UBICACIÓN DEL PIEDEMONTE LLANERO COLOMBIANO. Fuente: BP Amoco.
76
Chámeza, Hato Corozal, La Salina, Maní, Monterrey, Nunchía, Orocué, Paz de
Ariporo, Pore, Recetor, Sabanalarga, Sácama, San Luis de Palenque, Támara,
Tauramena, Trinidad y Villanueva; 11 corregimientos, 106 inspecciones de policía,
numerosos caseríos y sitios poblados. Los municipios están agrupados en 10
círculos notariales, con un total de 11 notarías, un círculo principal de registro con
sede en Yopal y 2 oficinas seccionales de registro con sede en Orocue y Paz de
Ariporo; pertenece al distrito judicial de Santa Rosa de Viterbo, con 4 cabeceras de
circuito judicial en Yopal, Monterrey, Orocue y Paz de Ariporo.
El territorio está constituido por tres conjuntos fisiográficos denominados vertiente
oriental de la cordillera Oriental, piedemonte y llanura aluvial. La parte montañosa
en el occidente comprende áreas desde el límite con el piedemonte hasta los 4.000
m sobre el nivel del mar; se caracteriza por sus cumbres montañosas, con
pajonales y frailejones. Entre las formaciones orográficas más destacadas se
encuentran las cuchillas Las Lajas, Polo Bajito y El Retiro, el cerro Vanegas y la
serranía Farallones, entre otros. El área de piedemonte, conformada por abanicos,
terrazas y colinas, se caracteriza por su relieve plano a ondulado, cubierto por
bosque ecuatorial, sabanas y praderas. La llanura aluvial, que se extiende desde el
fin de piedemonte hasta límites con los departamentos de Vichada y Meta, está
conformada a su vez por sabanas inundables, bosques de galería en los grandes
ríos Pauto, Cusiana, Casanare, y llanura eólica en el centro y sur cubierta por
77
gramíneas y bosque en las márgenes de los caños y ríos.
La red hidrográfica integrada por los grandes ríos, quebradas, caños y lagunas,
desagua en dirección del Orinoco por intermedio del río Meta, el cual recibe las
aguas de la totalidad del departamento y tiene como principal afluente el río
Casanare que, a su vez, recoge las aguas del río Ariporo y otras corrientes
menores. Además de los afluentes mencionados se destacan los ríos Upía, Túa,
Cusiana, Cravo Sur, Guanápalo, Pauto, Guachiría y Agua Clara.
En cuanto al clima, los vientos alisios del noreste y del sureste, la Zona de
Convergencia Intertropical (ZCIT) y la presencia de la cordillera Oriental son los
factores principales que determinan el comportamiento climático del departamento.
Demografía. Según datos preliminares del censo de 1993, su población era de
161.440 habitantes, de los cuales 84.857 corresponden a las cabeceras
municipales y 76.583 al sector rural; agrupados en 35.547 hogares y 34.040
viviendas. La población de 10 años y más, según condición de actividad, está
distribuida en 52% económicamente activa, 20% estudiantes, 25% oficios del hogar
y el 3% en otra situación. En los últimos años se refleja una dinámica de
crecimiento poblacional, aproximadamente hay 250.000 habitantes actualmente.
78
3.2 CONDICIONES METEOROLÓGICAS DE LA ZONA
En los estudios de la calidad del aire es esencial analizar en primera instancia el
régimen meteorológico local, para determinar, entre otros aspectos, el régimen
climatológico, la velocidad y dirección del viento, así como la altura de la capa de
mezcla y los tipos de estabilidad atmosférica que prevalecen a lo largo del año,
parámetros con los cuales se resuelven los modelos de simulación de la
dispersión de los contaminantes atmosféricos.
3.2.1 Régimen climatológico
Luego de conocer el inventario de las estaciones meteorológicas que operan en la
región por el IDEAM (ver cuadro 4), se seleccionó como estación de referencia
para el estudio climatológico básico la localizada en la cabecera municipal de
Tauramena* (5º 01' N , 72º 45' W, 460 msnm). La estación meteorológica
Tauramena se considera la más representativa para la zona de estudio, por su
cercanía a los campos de producción y por sus adecuadas condiciones de
operación a lo largo de los años, además tiene registros de un periodo
suficientemente extenso (más de 15 años) y por ello los datos utilizados
corresponden a series climatológicas estables, ver anexo E.
79
Cuadro 4.1 Estaciones Hidrometeorológicas en el Departamento de Casanare
NOMBRE DE
ESTACIÓN
MUNICIPIO COORDENADAS ELEVACIÓN
(msnm)
SURAL AGUAZUL O509 N - 7230 250
TAURAMENA* TAURAMENA 0501 N - 7245 460
AGUAZUL AGUAZUL 0511 N - 7233 380
PAJARITO AGUAZUL 0517 N - 7242 1100
MÓDULOS OROCUE 0448 N - 7120 130
MÓDULOS OROCUE 0452 N - 7124 130
TAMARA TAMARA 0550 N - 7210 1200
YOPAL** YOPAL 0521 N - 72 24 320
Fuente: IDEAM, Catálogo Nacional de Estaciones Hidrometeorológicas.
En los cuadros 4.2 - 4.5, se presentan los resúmenes mensuales de los principales
elementos climáticos medidos en la estación TAURAMENA.
80
Cuadro 4.2RESUMEN METEOROLOGICO
BP EXPLORATION COMPANY (COLOMBIA)
Estación de referencia: TAURAMENA/YOPAL Elevación: 460 msnm Localización: LAT 05 01 N ; LONG 72 45 W
MES PRECIPITACION
MEDIA mm
DIAS CON
PRECIPIT.
PRECIPIT.
MAX 24 H mm
EVAPORACION
MEDIA mm
HUMEDAD
RELATIVA %
BRILLO
SOLAR hrs
ENERO 10.2 2 31.1 193.7 75 214.1
FEBRERO 51.5 4 73.0 181.7 74 181
MARZO 117.4 8 129.5 146.8 77 151
ABRIL 296.5 16 104.6 109.3 83 108.9
MAYO 409.1 20 193.0 101.5 83 143.5
JUNIO 502.1 22 121.8 88.7 85 85.9
JULIO 362.8 20 200.0 88.1 84 104.2
AGOSTO 366.1 16 126.0 101.8 83 132.3
SEPTIEMBRE 317.1 16 100.5 110.4 84 143.6
OCTUBRE 305.4 15 160.9 112.4 82 146
NOVIEMBRE 176.5 12 114.5 129.7 82 159.4
DICIEMBRE 45.6 6 54.2 141.9 80 214.8
TOTAL AÑO 2960.3 157 1506 1784.7
MEDIA MES 81
MAXIMO 502.1 22 200 193.7 85 214.8
MINIMO 10.2 2 31.1 88.1 74 85.9
LONGITUD SERIES: PRECIPITACION Y HUMEDAD RELATIVA: 1982-2000; EVAPORACION: 1978-1983; BRILLO SOLAR: 1978-1992. LOS
DATOS DE EVAPORACION Y BRILLO SOLAR CORRESPONDEN A LA ESTACION YOPAL.
81
Cuadro 4.3RESUMEN METEOROLOGICO
BP EXPLORATION COMPANY (COLOMBIA)
Estación de referencia: TAURAMENA Elevación: 460 msnm
Localización: LAT 05 01 N ; LONG 72 45 W
VELOCIDAD MEDIA DEL
VIENTO m/sMES
07 HRS 13 HRS 19 HRS
VEL. MEDIA
DEL VIENTO
MES m/s
VEL. DEL VIENTO
MAXIMA MEDIA
m/s
ENERO 1.6 9.0 1.8 2.4 6.4
FEBRERO 1.7 4.0 2.0 2.6 6.2
MARZO 1.5 2.8 1.6 2.0 3.6
ABRIL 1.3 3.1 1.7 2.0 5.2
MAYO 1.1 2.6 1.8 1.8 4.1
JUNIO 1.8 2.9 2.2 2.3 6.0
JULIO 1.6 3.3 1.8 2.2 5.2
AGOSTO 0.9 2.8 1.6 1.8 5.0
SEPTIEMBRE 1.6 2.7 1.8 2.0 4.8
OCTUBRE 2.0 3.2 2.2 2.5 4.7
NOVIEMBRE 1.5 3.0 1.8 2.1 4.2
DICIEMBRE 1.9 3.9 1.9 2.6 6.2
MEDIA AÑO 1.5 3.2 1.9 2.2 5.1
MAXIMO 2.0 4.0 2.2 2.6 6.4
MINIMO 0.9 2.6 1.6 1.8 3.6
LONGITUD SERIE DEL VIENTO: 1975 - 1984
82
Cuadro 4.4RESUMEN METEOROLOGICO
BP EXPLORATION COMPANY (COLOMBIA)
Estación de referencia: TAURAMENA Elevación: 460 msnm
Localización: LAT 05 01 N ; LONG 72 45 W
NUBOSIDAD MEDIA
octasMES
07 HRS 13 HRS 19 HRS
NUBOSIDAD MEDIA MES
octas
ENERO 4 5 4 4
FEBRERO 5 5 5 5
MARZO 5 5 6 5
ABRIL 6 6 6 6
MAYO 6 6 6 6
JUNIO 6 4 6 6
JULIO 5 6 6 6
AGOSTO 5 5 6 5
SEPTIEMBRE 5 5 6 5
OCTUBRE 5 5 6 5
NOVIEMBRE 5 5 6 5
DICIEMBRE 5 5 6 5
MEDIA AÑO 5 5 6 5
MAXIMO MEDIO 6 6 6 6
MINIMO MEDIO 4 5 4 4
LONGITUD SERIE NUBOSIDAD: 1982-2000.
83
Cuadro 4.5RESUMEN METEOROLOGICO
BP EXPLORATION COMPANY (COLOMBIA)
Estación de referencia: TAURAMENA Elevación: 460 msnm
Localización: LAT 05 01 N ; LONG 72 45 W
TEMPERATURA
ºCMES
MEDIA MAXIMA MEDIA MINIMA MEDIA
ENERO 25.9 34.4 17.6
FEBRERO 26.5 35.5 17.7
MARZO 26.1 34.9 18.0
ABRIL 25.1 33.2 18.1
MAYO 25.2 32.0 18.4
JUNIO 24.6 31.7 18.1
JULIO 24.4 31.0 17.5
AGOSTO 24.5 31.1 17.7
SEPTIEMBRE 24.8 32.8 17.7
OCTUBRE 25.1 32.2 18.5
NOVIEMBRE 25.4 32.4 18.5
DICIEMBRE 25.4 33.0 17.9
MEDIA AÑO 25.3 32.9 18.0
MAXIMO MEDIO 26.5 35.5 18.5
MINIMO MEDIO 24.4 31.0 17.5
LONGITUD SERIE TEMPERATURA DEL AIRE: 1982-2000.
84
La temperatura máxima media fluctúa en torno a los 33ºC, la temperatura máxima
absoluta registrada ha sido de 39.8ºC en marzo de 1979. La temperatura media
mensual oscila entre 24.4ºC en Julio y 26.2ºC en febrero, con una amplitud anual
de 2.1ºC. La temperatura mínima media varía entre 17.5ºC en julio y 18.5ºC en
Octubre y Noviembre. Por otra parte, la temperatura mínima absoluta registrada
en toda la serie histórica ha sido de 14ºC en Junio de 1985.
Se nota que a pesar de la amplia variación mensual entre las temperaturas
mínima y máxima absolutas 14ºC y 39.8ºC respectivamente, la temperatura media
permanece bastante estable a lo largo del año.
La precipitación en 24 horas más intensa que se ha registrado alcanzó un valor de
200 mm. en Julio de 1981. Tal cantidad corresponde a una tormenta de grandes
proporciones y su repetición puede conducir a inundaciones y desbordamientos
severos.
Los valores pluviales promedios mensuales fluctúan entre un mínimo de 10 mm en
Enero y un máximo de 502 mm en Junio, lo cual nos indica la gran variabilidad
meteorológica de la zona a lo largo del año. Por su parte, el número medio de
días con precipitación oscila desde 2 en Enero hasta 22 en Junio.
85
La humedad relativa media mensual varía entre un mínimo del 74% en Febrero y
un máximo del 85% en Junio.
En la estación localizada en Yopal** (5º 21' N , 72º 24' W, 320 msnm), se tomaron
los datos correspondientes a brillo solar debido a la carencia de datos en la
estación Tauramena. El brillo solar presenta en la zona una distribución
monomodal, inversa a la enunciada para la precipitación y tiene sus valores
máximos promedio en Diciembre y Enero con 214 horas/mes y el mínimo en Junio
con 86 horas/mes, para un rango anual de 128 horas.
3.2.2 Análisis de la velocidad y dirección del viento
En los cuadros 4.3 y 4.6 al 4.9, así como en las figuras 3.1 a la 3.4 (rosas de
vientos), se presentan los resultados correspondientes, ver anexo F.
86
Cuadro 4.6
ANÁLISIS DE FRECUENCIAS DE DISTINTAS VELOCIDADES Y DIRECCIONES DEL
VIENTO
ESTACION DE REFERENCIA: Tauramena AÑOS: 1976-1984
LATITUD: 05 01 NORTE LONGITUD: 72 45 OESTE ELEVACIÓN: 460 msnm
HORA: 07:00 H VELETA 10 mts
DIRECCION n f % 1 a 3 m/s 4 a 7 m/s 8 a 12 m/s 13 a 20 m/s
N 360 18 15.1 2.4 0.4 0.0
NE 468 23 20.7 2.3 0.3
E 125 6 5.7 0.2 0.1 0.1
SE 52 3 2.2 0.2 0.1
S 82 4 3.2 0.6 0.2 0.1
SW 80 4 3.4 0.5 0.0
W 114 6 5.3 0.2 0.1
NW 256 13 12.3 0.3 0.0 0.0
CALMAS 474 24
TOTAL 2011 100 67.9 6.9 1.3 0.4
n= No. de casos.
Cuadro 4.7
HORA: 13:00 H VELETA 10 mts
DIRECCION n f % 1 a 3 m/s 4 a 7 m/s 8 a 12 m/s 13 a 20 m/s
N 245 12 7.2 4.3 0.6
NE 487 24 12 10.9 1.4
E 207 10 5.7 4.3 0.3
SE 122 6 4.6 1.0 0.3 0.1
S 170 8 6.2 1.8 0.3 0.1
SW 117 6 4.3 1.4 0.1 0.0
W 332 17 11.9 4.3 0.3
NW 210 10 7.5 2.7 0.2 0.0
CALMAS 118 6
TOTAL 2008 100 59.3 30.8 3.7 0.3
87
Cuadro 4.8
ANÁLISIS DE FRECUENCIAS DE DISTINTAS VELOCIDADES Y DIRECCIONES DEL
VIENTO
ESTACION DE REFERENCIA: Tauramena AÑOS: 1976-1984
LATITUD: 05 01 NORTE LONGITUD: 72 45 OESTE ELEVACIÓN: 460 msnm
HORA: 19:00 H VELETA 10 mts
DIRECCION n f % 1 a 3 m/s 4 a 7 m/s 8 a 12 m/s 13 a 20 m/s
N 304 16 12.5 1.8 1.0 0.1
NE 378 19 15.7 3.2 0.5
E 179 9 7.7 1.1 0.3
SE 94 5 4.2 0.5 0.2
S 115 6 4.5 0.9 0.4 0.1
SW 78 4 3.3 0.6 0.1
W 179 9 7.6 1.2 0.2 0.1
NW 177 9 8.4 0.6 0.1
CALMAS 457 23
TOTAL 1961 100 64 9.8 2.6 0.3
n= No. de casos.
Cuadro 4.9
HORA: 07:00 - 13:00 - 19:00 H VELETA 10 mts
DIRECCION n f % 1 a 3 m/s 4 a 7 m/s 8 a 12 m/s 13 a 20 m/s
N 909 15 11.6 2.8 0.7 0.0
NE 1333 22 16.1 5.5 0.7
E 511 9 6.3 1.9 0.3 0.1
SE 268 4 3.7 0.6 0.2 0.0
S 367 6 4.6 1.1 0.3 0.1
SW 275 5 3.7 0.8 0.1 0.0
W 625 10 8.3 1.9 0.2 0.0
NW 643 11 9.4 1.2 0.1 0.0
CALMAS 1049 18
TOTAL 5980 100 63.7 15.9 2.5 0.3
88
La velocidad media mensual del viento a lo largo del año es relativamente estable
y oscila entre un mínimo de 1.8 metros por segundo en Agosto y un máximo de
2.6 metros por segundo en Febrero y Diciembre. La fluctuación horaria es
importante, ya que en las primeras horas y últimas horas del día la velocidad
media es cercana a lo s1.5 m/s, mientras que en las horas del medio día supera
ligeramente los 3 m/s.
En general prevalecen los vientos de componente norte (N, NE y NW). La
distribución horaria, para un día tipo, indica que a las 07 horas y a las 19 horas,
predominan los vientos del Norte y del Noroeste, pero hacia el medio día
prevalecen los vientos del Noreste y del Oeste. Lo anterior implica que en líneas
generales los penachos contaminantes que eventualmente se generen en el
campo, se dirigirían con mayor frecuencia hacia el Sur y hacia el Suroeste.
3.3 PROCESO DE PRODUCCIÓN
Para explicar el proceso de producción en los campos de Cusiana y Cupiagua, es
necesario realizar un diagrama del proceso (ver figura 5).
Figura 5. Diagrama del Proceso de ProducciónFuente: BPXC
PPLLAANNTTAA DDEE PPRROOCCEESSAAMMIIEENNTTOO
CRUDO AGUA
MEZCLAGAS
POZOSPRODUCTORES
LINEASDE
FLUJO
ESTABILIZADORDE FLUJO
TREN 1 DE SEPARACION
TREN 2 DE SEPARACION
TANQUECRUDO
TANQUE DE AGUA
A CUSIANA
A CUSIANA
UNIDAD DEMEDICION
POZOS INYECTORESDE GAS
TEAS
TREN 1 DE GAS
TREN 2 DE GAS
90
En el proceso de producción, se llevan a cabo los siguientes pasos:
- Llegada del crudo al campo de producción
- Separación de agua, crudo y gas.
- Deshidratación del gas y compresión para inyección.
- Sistema de tratamiento de agua, almacenamiento y bombeo para inyección.
- Almacenamiento de crudo, tuberías para bombeo y medición.
91
4. INVENTARIO DE EMISORES EN EL CPF4 CUSIANA Y
CUPIAGUA
4.1 ASPECTOS GENERALES
La evaluación de las cargas contaminantes generadas por una fuente o un grupo
de fuentes fijas de contaminación del aire en un área industrial determinada, es un
paso esencial para la identificación de la naturaleza, magnitud y origen de los
problemas de contaminación y así lograr una reducción racional a mediano plazo.
Los métodos establecidos para proveer tal información, incluyen el monitoreo
directo de los emisores, la simulación del comportamiento de las fuentes con y sin
sistemas de control y una técnica rápida de evaluación, la cual tiene especial
ventaja, pues incluye un inventario integrado de fuentes de contaminación en
situaciones complejas, en pocas semanas, con recursos ilimitados y con
resultados más confiables que cualquier otro método.
4 CPF (Facilidades Centrales de Proceso).
92
En razón a que la mayoría de las fuentes fijas de contaminación del aire se
encuentran ubicadas dentro del CPF de Cusiana y Cupiagua, se escogió a este
sitio para realizar el inventario de emisores.
4.2 INVENTARIO DE EMISORES
Luego de efectuar las respectivas visitas al CPF Cusiana y Cupiagua, y realizar un
reconocimiento al mismo, se puede concluir, que las principales fuentes de
contaminación del aire son las máquinas y equipos del sistema de producción y
proceso para el crudo, el gas y el agua al interior del CPF, además del incinerador
de residuos sólidos.
En el cuadro 5, se relacionan las principales fuentes fijas de contaminación del
aire existentes en el CPF. Dicho inventario fue suministrado por BPXC.
Las fuentes fijas de emisión en el CPF se agrupan así:
4.2.1 Sistemas de Producción y Proceso
93
Como se mencionó anteriormente es en éste sistema donde se encuentran las
principales fuentes de contaminación del aire.
El equipo de ésta área incluye:
- Separación de agua, crudo y gas.
- Deshidratación del gas y compresión para inyección.
- Sistema de tratamiento de agua, almacenamiento y bombeo para inyección.
94
Cuadro 5. Inventario de fuentes fijas de emisión en el CPF*
BP EXPLORATION COMPANY (COLOMBIA)
CUSIANA
AREA NO. DE
EQUIPOS
TIPO DE
COMBUSTIBLE
CARACTERISTICA
DE COMBUSTION
COMPRESION- HP 24 GAS NATURAL RECIPROCANTE
COMPRESION- MP 8 GAS NATURAL RECIPROCANTE
COMPRESION- LP 4 GAS NATURAL RECIPROCANTE
VRU 4 GAS NATURAL RECIPROCANTE
GENERACION
FASE I
5 GAS NATURAL RECIPROCANTE
GENERACION
auxiliar
3 DIESEL RECIPROCANTE
GLYCOL FASE I 3 GAS NATURAL HORNO
GENERACION
FASE II
3 GAS NATURAL TURBINA
COMPRESION- HP
FASE II
3 GAS NATURAL TURBINA
COMPRESION- MP
FASE II
3 GAS NATURAL TURBINA
GLYCOL FASE II 3 GAS NATURAL HORNO
COTU 1 GAS NATURAL HORNO
GAS VENTAS 1 GAS NATURAL RECIPROCANTE
INCINERADORES 2 DIESEL HORNO
TEAS 8 GAS NATURAL EXTERNA
95
(continuación cuadro 5)
CUPIAGUA
AREA NO. DE
EQUIPOS
TIPO DE
COMBUSTIBLE
CARACTERISTICA
DE COMBUSTION
COMPRESION- HP 3 GAS NATURAL TURBINA
COMPRESION- MP 3 GAS NATURAL TURBINA
GENERACION 2 GAS NATURAL TURBINA
GENERACION
auxiliar
1 DIESEL PISTON
GLYCOL 3 GAS NATURAL HORNO
INCINERADORES 2 DIESEL HORNO
HORNOS 2 GAS NATURAL HORNO
TEAS 4 GAS NATURAL EXTERNA
* De acuerdo a la ficha técnica o a las características de los equipos.
- Almacenamiento de crudo, tuberías para bombeo y medición.
Dentro de ésta área, las máquinas a base de gas, son los compresores de primer
y segundo estado, los compresores de inyección, los compresores de la unidad de
recuperación de vapor y las bombas para el envío de crudo. También se incluyen
96
recalentadores de glicol a base de gas, que son usados para recuperar y reusar el
glicol, el cual se necesita para deshidratar el gas separado.
4.2.2 Sistemas utilitarios y de seguridad
Los equipos de ésta área incluyen:
- Suministro de potencia, el CPF Cusiana y Cupiagua requiere de potencia
eléctrica para suministrarla a los trenes de procesos, servicios e
infraestructura de campo.
- Sistema de teas, las teas están diseñadas para permitir la quema simultánea
del gas durante una descompresión de la planta y despresurización de
emergencia.
- Incinerador de residuos sólidos, el CPF Cusiana y Cupiagua cuenta con un
incinerador de 100 lb/h para incinerar los residuos sólidos originados en
éstos. El sistema está diseñado para una operación de 8 horas diarias,
utilizando como combustible diesel. Tiene un consumo de 2 galones/hora y
opera a una temperatura de 850ºC.
El incinerador cuenta con un panel para ajustar los niveles de temperatura,
esto con el fin de mejorar la eficiencia de combustión.
97
5. INVENTARIO DE EMISIONES EN EL CPF CUSIANA Y
CUPIAGUA
Para realizar el inventario de emisiones, se utilizaron los métodos de balance de
materia y medición directa. Por medio de éstos métodos se calcularon las
emisiones de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y óxidos de
nitrógeno (NOx). El método de factores de emisión EPA, se tuvo en cuenta para
el cálculo de las emisiones en el CPF Cusiana y Cupiagua, pero los resultados
obtenidos no son representativos para estimar las emisiones generadas en los
campos de producción debido a que éste método se utiliza cuando no hay
suficiente información acerca de los equipos y tipo de combustible que se utiliza,
además es útil en el diseño de un proyecto y los campos de producción Cusiana y
Cupiagua ya tienen varios años de operación. Otro motivo por no tener en cuenta
éste método, es la poca confiabilidad de los resultados debido a que los factores
son puramente teóricos y no son representativos para estimar las emisiones. Una
vez realizado dicho inventario se analizaron los resultados de cada método y por
último se seleccionó el más eficiente y el de más bajos costos.
98
5.1 CÁLCULO DE EMISIONES POR EL MÉTODO DE BALANCE DE MATERIA
Teniendo en cuenta todo lo relacionado al balance de materia, descrito en el
capítulo 1 se determinan las emisiones generadas en el CPF de Cusiana y
Cupiagua.
Para determinar las emisiones generadas en el CPF, por el método de Balance de
materia, es necesario conocer la cromatografía del gas (realizada por un
laboratorio químico), es decir la composición del gas natural, en los campos de
producción. A continuación en el cuadro 6 se muestra la composición del gas
natural utilizado en el CPF Cusiana y Cupiagua.
Cuadro 6. Análisis del gas natural (cromatografía del gas en Cusiana y Cupiagua)
COMPONENTE FORMULA PORCENTAJEEN MOLES %
PESOMOLECULAR
NITROGENO N2 0.30 28DIOXIDO DE CARBONO CO2 4.51 44METANO CH4 75.69 16.04ETANO C2H6 12.13 30.07PROPANO C3H8 4.66 44.09I- BUTANO C4H10 1.06 58.12N- BUTANO C4H10 1.07 58.12I-PENTANO C5H12 0.38 72.15N- PENTANO C5H12 0.21 72.15
TOTAL 100.0
Fuente: BP Exploration Company, laboratorio químico.
99
PESO MOLECULAR: 21.57
TEMPERATURA:38ºF
PRESIÓN: 250 psi
En el cuadro 7 se dan los pesos específicos, poderes caloríficos y otros datos de
los hidrocarburos ligeros.
Cuadro 7. Características de los hidrocarburos ligeros
METANO ETANO PROPANO BUTANO PENTANO
Peso molecular 16.04 30.07 44.09 58.12 72.15
74.88 79.88 81.72 82.66 83.33Porcentaje en peso C
H 25.12 20.12 18.28 17.34 16.67
Peso específico (aire=1) 0.55 1.048 1.550 2.084 2.490
Poder calorífico Kcal/m3 de gas 9000 15.775 22.442 29.084 35.745
Calor específico Kcal/Kg ºC 0.526 0.413 0.390 0.396 0.402
Máxima temperatura de llama
en el aire
1061 1876 1905 1876
Aire necesario para la
combustión m3 N/m3 gas
9.55 16.70 23.86 31.02 38.19
Productos de combustión m3
N/m3 gas
CO2 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
H2O 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
N2 7.55 13.20 18.86 24.52 30.10
100
Para determinar las emisiones por el método de balance de materia, es
indispensable conocer lo que "entra" al proceso, es decir el combustible que utiliza
cada uno de los equipos. En el CPF Cusiana y Cupiagua, el combustible utilizado
es el gas natural, cuya composición se mencionó anteriormente y la cantidad de
gas utilizado en los equipos, como el gas quemado por las teas se muestran en el
Anexo C. (ver anexo C).
En el anexo C podemos ver, la producción de gas, gas utilizado como combustible
y el gas quemado, para el año 2000, datos suministrados por la empresa.
Teniendo en cuenta los datos de producción de gas natural en el año 2000, se
realiza un promedio mensual (ver cuadro 8) y luego se determinan el número de
moles presentes en el gas y así calcular las emisiones de dióxido de carbono
(CO2), monóxido de carbono (CO) y óxidos de nitrógeno (NOx).
101
Cuadro 8. Promedio mensual de gas natural, año 2000
MESES GAS FUEL*(scf)**
GAS QUEMADO(scf)
TOTAL(scf)
ENERO 304250000 14758800 319008800
FEBRERO 274403400 15295700 289699100
MARZO 304372000 10384600 314756600
ABRIL 299285300 10082000 309367300
MAYO 304377200 14745300 319122500
JUNIO 302317400 15100100 317417500
JULIO 311175100 14245000 325420100
AGOSTO 312904400 14157000 327061400
SEPTIEMBRE 295929300 13400500 309329800
OCTUBRE 299321900 12738900 312060800
NOVIEMBRE 308098000 53744100 361842100
DICIEMBRE 328850300 23189900 352040200
TOTAL 3645'284300 211'841900 3857'126200
Fuente: Producción Casanare, año 2000 (ver anexo A). **scf: pies cúbicos estándar.*Gas fuel: gas utilizado como combustible para los equipos.
Conociendo el análisis del gas natural y las condiciones en las que se encuentra,
es decir, temperatura de 38ºF y presión 250 psi, se dispone a calcular el número
de moles presentes en el gas, para esto, utilizamos la Ley de los gases ideales
que nos dice:
PV = nRT
102
n = PV / RT
n= 17.01 atm * volumen de gas
0.082 atm*L/mol ºK * 276.33 º K
n= 8200'277600 moles de gas
ahora se calcula el número de moles en cada compuesto, dependiendo del
análisis del gas natural (ver cuadro 9)
1. n CO2 = 4.51/100 * n
n CO2 = 3698'325200
2. n CH4 = 75.69/100 * n
n CH4 = 6.2067901110
3. n C2H6 = 12.13/100 * n
n C2H6 = 9946'936700
4. n C3H8 = 4.66/ 100 * n
n C3H8 = 3821'329300
5. n C4H10 = 1.06/100 * n
n C4H10 = 869'229400
6. n N-C4H10 = 1.07/100 *n
n N-C4H10 = 877'429700
7. n C5H12 = 0.38/100 * n
n C5H12 = 311'610500
8. n N-C5H12 = 0.21/100 *n
n N-C5H12 = 172'205800
103
5.1.1 Emisiones de dióxido de carbono (CO2)
Determinado el número de moles en cada compuesto, se calcula la cantidad de
toneladas de CO2 para el año 2000, teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones,
METANO CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O
ETANO 2 C2H6 + 7 O2 = 4 CO2 + 6 H2O
PROPANO 2 C3H8 + 10 O2 = 6 CO2 + 8 H2O
BUTANO C4H10 + 61/2 O2 = 4 CO2 + 5 H2O
PENTANO C5H12 + 8 O2 = 5 CO2 + 6 H2O
Con ayuda de estas ecuaciones se pueden calcular los volúmenes de los
productos de combustión del gas natural si se conoce su composición, la cual se
mencionó anteriormente.
Cantidad de CO2 en cada reacción (ver cuadro)
CO2: moles de CO2 * 44 g CO2/ 1 mol CO2 = toneladas CO2
104
CH4: moles CH4 * 1 mol CO2 * 44 g CO2
1 mol CH4 1 mol CO2
C2H6: moles C2H6 * 4 mol CO2 * 44 g CO2
2 mol C2H6 1 mol CO2
C3H8: moles C3H8 * 6 mol CO2 * 44 g CO2
2 mol C3H8 1 mol CO2
C4H10: moles C4H10 * 4 mol CO2 * 44 g CO2
1 mol C4H10 1 mol CO2
N-C4H10: moles C4H10 * 4 mol CO2 * 44 g CO2
1 mol C4H10 1 mol CO2
C5H12: moles C5H12 * 5 mol CO2 * 44 g CO2
1 mol C5H12 1 mol CO2
N-C5H12: moles C5H12 * 5 mol CO2 * 44 g CO2
1 mol C5H12 1 mol CO2
El cálculo de las emisiones de CO2 se encuentra en el siguiente cuadro:
105
Cuadro 9. Toneladas de CO2, balance de materia
COMPUESTO % MOLES NÚMERODE
MOLES n
TONELADAS/AÑO
DE CO2
CO2 4.51 3698'325200 162726.3
CH4 75.69 6.2067901110 2'730987.7
C2H6 12.13 9946'936700 875330
C3H8 4.66 3821'329300 504415
I-C4H10 1.06 869'229400 152984
N-C4H10 1.07 877'429700 154427
I-C5H12 0.38 311'610500 68554
N-C5H12 0.21 172'205800 37885
TOTAL 100 8.20027760610 4'687309
El total de emisiones de CO2, por el método de balance de materia, es de
4'687309 toneladas al año, según el análisis realizado del gas natural y de la
información de la cantidad de gas utilizado y quemado en los campos de
producción Cusiana y Cupiagua.
106
5.1.2 Emisiones de monóxido de carbono (CO)
Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones, se calculan las emisiones de CO
por el método de balance de materia. El procedimiento es igual al cálculo de
emisiones de CO2.
METANO CH4 + 1.5 O2 = CO + 2 H2O
ETANO 2 C2H6 + 5 O2 = 4 CO + 6 H2O
PROPANO 2 C3H8 + 7 O2 = 6 CO + 8 H2O
BUTANO C4H10 + 4 1/2 O2 = 4 CO + 5 H2O
PENTANO C5H12 + 5 1/2 O2 = 5 CO + 6 H2O
Cuadro 10. Toneladas de CO, balance de materia
COMPUESTO % MOLES NÚMERODE
MOLES n
TONELADAS/AÑO
DE CO
CO2 4.51 3698'325200 103.53
CH4 75.69 6.2067901110 1737.87
C2H6 12.13 9946'936700 557.02
C3H8 4.66 3821'329300 320.99
I-C4H10 1.06 869'229400 97.35
N-C4H10 1.07 877'429700 98.27
I-C5H12 0.38 311'610500 43.62
N-C5H12 0.21 172'205800 24.10
TOTAL 100 8.20027760610 2982.75
107
El total de emisiones de CO, por el método de balance de materia, es de 2982.75
toneladas al año, según el análisis realizado del gas natural y de la información de
la cantidad de gas utilizado y quemado en los campos de producción Cusiana y
Cupiagua.
5.1.3 Emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx)
Para calcular las emisiones de NOx, es necesario conocer la ecuación, el balance
estequiométrico y el porcentaje en moles del nitrógeno (N2) en el combustible.
COMPONENTE FORMULA PORCENTAJEEN MOLES %
PESOMOLECULAR
NITROGENO N2 0.30 28
Es necesario determinar el número de moles (n) del Nitrógeno (N2):
n N2= 0.30 /100 * moles totales del gas (8200'277600)
n N2= 24'600832.8 moles de N2
Determinando las posibles ecuaciones, se calculan las emisiones de óxidos de
nitrógeno (NO, NO2 y NO3).
108
Cuadro 11. Toneladas de NOx, balance de materia
COMPUESTO % MOLES NÚMERODE
MOLES n
TONELADAS/AÑO
DE NOx
N2 0.30 24'600832.8 6789.81
El total de emisiones de NOx, por el método de balance de materia, es de
6789.81 toneladas al año, según el análisis realizado del gas natural y de la
información de la cantidad de gas utilizado y quemado en los campos de
producción Cusiana y Cupiagua.
5.2 CÁLCULO DE EMISIONES POR EL MÉTODO DE MEDICIÓN DIRECTA
Para el cálculo de las emisiones generadas en los campos de producción (CPF)
de Cusiana y Cupiagua, es necesario conocer los factores de emisión, los cuales
son entregados a BP por un laboratorio (ver anexo D), luego de realizar el análisis
y la evaluación por cada uno de los métodos de la EPA, para cada contaminante.
A continuación se observan los factores de emisión promedio por cada área:
109
Cuadro 12. Listado Factores de Emisión, Cusiana y Cupiagua *
CUSIANA
NOX CO2 CO SOX PMAREA EQUIPOS ( Kg/Hora) ( Kg/Hora) (Kg/Hora) ( Kg/Hora) ( Kg/Hora)
COMPRESION - HP 24 10.96 1198.82 3.66 1.09 0.00COMPRESION - MP 8 3.27 258.49 0.93 0.28 0.09COMPRESION - LP 4 3.50 318.63 0.59 0.00 0.00VRU 4 1.92 285.70 1.20 0.04 0.00GENERACION FASE - I 5 1.81 675.69 2.20 1.68 0.00GENERACION(Auxiliar)
3 4.10 344.36 2.45 0.51 0.00
GLYCOL FASE-I 3 2.61 121.36 0.02 0.00 0.02GENERACION FASE-II 3 52.42 25297.87 13.56 0.00 0.00COMPRESION - HPFase II
3 62.66 20544.09 2.39 0.98 0.98
COMPRESION - MPFase II
3 53.49 19382.58 2.63 0.00 1.03
GLYCOL FASE-II 3 1.05 1446.80 0.03 1.10 0.00COTU 1 4.78 1241.15 0.10 0.20 0.25INCINERADORES 2 0.12 71.94 0.04 0.03 6.01TEAS (*) 8 0.07 64347.00 0.55 0.00 0.00
CUPIAGUA
NOX CO2 CO SOX PMAREA EQUIPOS ( Kg/Hora) ( Kg/Hora) (Kg/Hora) ( Kg/Hora) ( Kg/Hora)
GENERACION 2 52.42 25297.87 9.32 0.00 0.00COMPRESION HP 3 62.66 14512.31 1.65 0.98 0.98COMPRESION MP 3 53.49 19382.58 2.63 0.00 1.03GENERACION(Auxiliar)
1 4.10 344.36 2.45 0.51 0.00
GLYCOL 3 1.05 1446.80 0.03 1.10 0.00INCINERADORES 2 0.12 71.94 0.04 0.04 2.62HORNOS 2 ND ND ND ND NDTEAS (*) 4 0.07 64347.00 0.55 0.00 0.00Fuente: BPXC, Codeisa Ltda (anexo D, E)
FACTORES DE EMISION, PROMEDIO DE EMISIONES POR AREA (VER ANEXO D y E)
110
Nota No 1 TEAS (*)Los factores de emisión para las teas están basadosen la cantidad de gas quemado lb/MM-BTU, para NOx,CO.Para el caso de CO2 se basa en Factores de la TNCC(Texas Natural Resources Conservation Commsision)Fecha : 1/06/92
Nota No 2 (*): Valores ajustados para obtener el promedio de variasemisiones o de acuerdo a la ficha técnica y características delos equipos.
5.2.1 Emisiones de dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y
óxidos de nitrógeno (NOx)
Para determinar las emisiones de CO2 para cada una de las áreas en el CPF, es
necesario conocer las horas de trabajo de cada uno de los equipos que conforman
cada área, con el tiempo de trabajo (horas) y los factores de emisión (Kg /hora).
Conociendo éstos datos se determinan las emisiones de cada contaminante.
111
Cuadro 13. Emisiones de CO2, CO y NOx, medición directa
CUSIANA
TIEMPODE
TRABAJOCO2
EMISIONESCO2
EMISIONESCO2 CO
EMIS.CO
EMIS.CO NOx
EMIS.NOx
EMIS.NOx
AREA EQUIPOS Horas/día Kg/Hora Kg/día Ton/año Kg/Hora Kg/día Ton/año Kg/h Kg/día Ton/añoCOMPRESION -HP
24 24 1198.82 28771.68 252039.9 3.66 87.84 769.47 10.96 263.04 2304.23
COMPRESION -MP
8 24 258.49 6303.76 18406.97 0.93 22.32 65.17 3.27 78.48 229.16
COMPRESION -LP
4 24 318.63 7647.12 11164.79 0.59 14.16 20.67 3.50 84 122.64
VRU 4 24 285.70 6856.80 10010.92 1.20 28.8 42.04 1.92 46.08 67.27
GENERACIONFASE - I
5 24 675.69 16216.56 29595.22 2.20 52.8 96.36 1.81 43.44 79.27
GENERACION(Auxiliar)
3 1 344.36 344.36 377.07 2.45 2.45 2.68 4.10 4.10 4.48
GLYCOL FASE-I
3 24 121.36 2912.64 3189.34 0.02 0.48 0.525 2.61 62.64 68.59
GENERACIONFASE-II
3 24 25297.87 607148.88 664828.02 13.56 325.44 356.35 52.42 1258.08 1377.59
COMPRESION -HP Fase II
3 24 20544.09 493058.16 539898.68 2.39 57.36 62.80 62.66 1503.84 1646.7
COMPRESION -MP Fase II
3 24 19382.58 465181.92 509374.2 2.63 63.12 69.11 53.49 1283.76 1405.71
GLYCOL FASE-II
3 24 1446.80 34723.20 38021.9 0.03 0.72 0.788 1.05 25.2 27.59
COTU 1 24 1241.15 29787.60 10872.47 0.10 2.4 0.876 4.78 114.72 41.87INCINERADOR 2 8 71.94 575.52 420.12 0.04 0.32 0.233 0.12 0.96 0.700TOTAL CUS. 2'088199.6 1487.07 7375.80
112
(continua CUPIAGUA)
CUPIAGUA
TIEMPODE
TRABAJOCO2
EMISIONESCO2
EMISIONESCO2 CO
EMIS.CO
EMIS.CO NOx
EMIS.NOx
EMIS.NOx
AREA EQUIPOS Horas/día Kg/Hora Kg/día Ton/año Kg/Hora Kg/día Ton/año Kg/h Kg/día Ton/añoGENERACION 2 24 25297.87 607148.88 443218.68 9.32 223.68 163.28 52.42 1258.08 918.39COMPRESIONHP
3 24 14512.31 348295.44 381383.50 1.65 39.6 42.36 62.66 1503.84 1646.70
COMPRESIONMP
3 24 19382.58 465181.92 509374.20 2.63 63.12 69.11 53.49 1283.76 1405.71
GENERACION(Auxiliar)
1 1 344.36 344.36 125.69 2.45 2.45 0.894 4.10 4.10 1.496
GLYCOL 3 24 1446.80 34723.2 38021.90 0.03 0.72 0.788 1.05 25.2 27.59INCINERADOR 2 8 71.94 575.52 420.12 0.04 0.32 0.233 0.12 0.96 0.700TOTALCUP. 1'372544 276.66 4000.5
TEAS(*)
TEAS (*) 12 24 64347.00 1544328 757410.65 0.55 13.2 57.81 0.07 1.68 7.35
113
El total de emisiones de CO2 en los campos de producción Cusiana y Cupiagua es
de 4'218.154 toneladas al año, de monóxido de carbono (CO) es 1821.54 ton/año
y de óxidos de nitrógeno (NOx) es 11383.65 ton/año. Las áreas que presentan
mayores valores de emisión son: compresión de alta, media fase I y II y
generación de energía fase I y II.
5.3 CÁLCULO DE EMISIONES POR FACTORES DE EMISIÓN (EPA)
Teniendo en cuenta lo descrito en el capítulo 1 en cuanto al método de factores de
emisión de la EPA, se procede a estimar el cálculo de las emisiones, según las
tablas de la EPA (ver anexo F). Se tiene que tener en cuenta la clase de
combustible, el proceso y el equipo y así se obtienen los factores de emisión para
cada contaminante.
En los siguientes cuadros (14 y 15) se pueden ver los factores de emisión de la
EPA y los resultados del cálculo de las emisiones de CO2, CO y NOx.
114
Cuadro 14. Factores de emisión para cada equipo, según EPA
CUSIANA(*)
ÁREA No. DE
EQUIPOS
CAPACIDAD
BHP
F. EMISIÓN
(g/106BTU)
CO2
F. EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO2
F. EMISIÓN
(g/106BTU)
CO
F. EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO
F. EMISIÓN
(g/106BTU)
NOx
F. EMISIÓN
(g/BHP-H)
NOx
COMPRESION- HP 24 2650 56691 14.42 379.847 0.09 1074.46 0.27
COMPRESION- MP 8 576 56691 14.42 379.847 0.09 1074.46 0.27
COMPRESION- LP 4 768 56691 14.42 379.847 0.09 1074.46 0.27
VRU 4 576 56691 14.42 379.847 0.09 1074.46 0.27
GENERACION FASE I 5 2650 56691 14.42 379.847 0.09 1074.46 0.27
GENERACION auxiliar 3 2650 79715 20.28 459.60 0.11 2133.60 0.54
GLYCOL FASE I 3 2.5 MMBTU/H 59863 15.23 41.10 0.01 92.9 0.023
GENERACION FASE
II
3 2650 59922 15.25 3.7 9.410-4 78.20 0.019
COMPRESION- HP
FASE II
3 2650 59922 15.25 3.7 9.410-4 78.20 0.019
COMPRESION- MP
FASE II
3 576 59922 15.25 3.7 9.410-4 78.20 0.019
GLYCOL FASE II 3 2.5 MMBTU/H 59863 15.23 41.10 0.01 92.9 0.023
COTU 1 9.3MMBTU/H 59863 15.23 41.10 0.01 92.9 0.023
115
(continuación cuadro 14)
CUPIAGUA
ÁREA No. DE
EQUIPOS
CAPACIDAD
BHP
F. EMISIÓN
(g/106BTU)
CO2
F. EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO2
F. EMISIÓN
(g/106BTU)
CO
F. EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO
F. EMISIÓN
(g/106BTU)
NOx
F. EMISIÓN
(g/BHP-H)
NOx
COMPRESION- HP 3 2650 59922 15.25 77.180 0.019 154.36 0.039
COMPRESION- MP 3 576 59922 15.25 77.180 0.019 154.36 0.039
GENERACION 2 2650 59922 15.25 77.180 0.019 154.36 0.039
GENERACION auxiliar 1 2650 80402 20.46 8.7 2.21 -3 131.66 0.033
GLYCOL 3 2.5 MMBTU/H 59863 15.23 41.10 0.01 92.90 0.023
1BTU=0.0003929 BHP-H
* De acuerdo a la ficha técnica o a las características de los equipos.
116
Cuadro 15. Emisiones de CO2, CO y NOx, por Factores de Emisión (EPA)
CUSIANA
ÁREA No. DE
EQUIPOS
HORAS CAPACIDAD
BHP
F.
EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO2
F.
EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO
F.
EMISIÓN
(g/BHP-H)
NOx
EMISION
CO2
(Ton/año)
EMISION
CO
(Ton/año)
EMISION
NOx
(Ton/año)
COMPRESION- HP 24 24 2650 14.42 0.09 0.27 803390.11 501.422 1504.267
COMPRESION- MP 8 24 576 14.42 0.09 0.27 58201.44 36.329 108.988
COMPRESION- LP 4 24 768 14.42 0.09 0.27 38789.28 24.219 72.658
VRU 4 24 576 14.42 0.09 0.27 29100.72 18.164 54.494
GENERACION F. I 5 24 2650 14.42 0.09 0.27 167372.94 104.463 313.389
GENERACION aux. 3 1 2650 20.28 0.11 0.54 5884.75 3.191 15.669
GLYCOL FASE I 3 24 2.5 MMBTU/H 15.23 0.01 0.023 39314.88 27.002 61.035
GENERACION F. II 3 24 2650 15.25 9.410-4 0.019 106197.48 0.655 13.231
COMPRESION-HP
FASE II
3 24 2650 15.25 9.410-4 0.019 106197.48 0.655 13.231
COMPRESION-MP
FASE II
3 24 576 15.25 9.410-4 0.019 23084.35 0.142 2.876
GLYCOL FASE II 3 24 2.5 MMBTU/H 15.23 0.01 0.023 39314.88 27.002 61.035
COTU 1 24 9.3MMBTU/H 15.23 0.01 0.023 48749.4 33.483 75.683
TOTAL 64 1'465597.7 776.727 2283.258
117
(continuación cuadro 15)
CUPIAGUA
AREA No. DE
EQUIPOS
HORAS CAPACIDAD
BHP
F.
EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO2
F.
EMISIÓN
(g/BHP-H)
CO
F.
EMISIÓN
(g/BHP-H)
NOx
EMISION
CO2
(Ton/año)
EMISION
CO
(Ton/año)
EMISION
NOx
(Ton/año)
COMPRESION-
HP
3 24 2650 15.25 0.019 0.039 106204.05 13.231 27.160
COMPRESION-
MP
3 24 576 15.25 0.019 0.039 23084.35 2.876 5.903
GENERACION 2 24 2650 15.25 0.019 0.039 106204.05 8.821 18.106
GENERACION
auxiliar
1 1 2650 20.46 2.21 -3 0.033 1978.99 0.213 0.319
GLYCOL 3 24 2.5 MMBTU/H 15.23 0.01 0.023 39365.63 27.002 61.035
TOTAL 12 276837.07 52.143 112.523
118
Según los factores de emisión de la EPA, la cantidad de CO2, emitida por los
campos de producción Cusiana y Cupiagua es de aproximadamente 1'724434.7
toneladas de CO2, 2395.78 toneladas de NOx y 828.87 toneladas de CO.
Es necesario tener en cuenta las limitaciones de éste método, debido a que los
factores están hechos para equipos seleccionados por la EPA y éstos no cumplen
con las mismas características de los equipos encontrados en el proceso de
producción de petróleo (campos Cusiana y Cupiagua), lo cual indica que estos
factores de emisión tengan un porcentaje de error muy alto. Es por lo anterior, a
que ésta metodología sea la menos precisa y por ende la menos confiable en
relación a las otras metodologías expuestas.
119
6. ANALISIS DE RESULTADOS
Luego de calcular las emisiones en el CPF Cusiana y Cupiagua por los métodos
de medición, balance de materia y medición directa se llegaron a estos
resultados:
Cuadro 16. Emisiones totales en el CPF Cusiana y Cupiagua
EMISIONES EN EL CPF CUS-CUP(TON/AÑO)
CONTAMINANTE BALANCE DEMATERIA
MEDICIÓNDIRECTA
FACTORES DEEMISIÓN (EPA)
CO2 4'687.309 4'218.154 1'724.434
NOx 6789.81 11383.65 2395.78
CO 2982.75 1821.54 828.87
Se puede observar en los resultados de los métodos de balance de materia y
medición directa que son muy similares a excepción de los óxidos de nitrógeno.
En el método de factores de emisión los valores emitidos de contaminantes del
aire son mucho menores que las metodologías anteriores, esto por las debilidades
120
y fallas del método explicadas más adelante, entre las que se encuentran, que los
factores de emisión (EPA) no son representativos para los equipos y para las
condiciones establecidas en Colombia.
Para realizar el análisis es necesario la comparación entre los métodos
determinando las características de cada uno de ellos y según los resultados
obtenidos de la cantidad de emisiones que se arrojan al aire, para luego
establecer las ventajas y desventajas de cada método estudiado y así determinar
cuál es el más eficiente y económico.
Para la comparación de los métodos se tuvieron en cuenta, la confiabilidad de los
datos (información suministrada por laboratorios y por BPXC), confiabilidad de los
resultados, costos aproximados de cada método entre otros.
Las ventajas y desventajas se enuncian a continuación (ver cuadro).
121
COMPARACIÓN DE MÉTODOS
(CONCLUSIONES)
1. BALANCE DE MATERIA 2. MEDICION DIRECTA 3. FACTORES DE EMISION
(EPA)
Confiable según la calidad de la
información obtenida.
Confiable, más precisión Poca confiabilidad, menor
precisión
*Costos: según la información
$ 2'000.000 / año
Costos: equipo, consultoría,
información (análisis)
$ 50' - 70' millones / año
Costos menores
$150.000 / año
Datos reales Datos reales Datos teóricos no reales
V
E
N
T
A
J
A
S
Util al inicio, primeros años
Util para periodos largos,
después de tener información
confiable.
Util al inicio, primeros meses,
en el diseño.
(cuando no hay información
real)
122
La eficiencia de combustión se
supone del 100%, en la práctica es
del orden del 70% esto cambia
radicalmente la cantidad de
emisiones.
El principal problema de este
método es la calibración de los
equipos, sin una buena
calibración los resultados serán
poco confiables.
Los factores son de equipos
diferentes a lo del proceso en
estudio y las pruebas están en
condiciones diferentes a las de
la zona (temperatura, altura,
presión)
Datos representativos, dependen de
la información (cantidad de gas,
análisis del gas natural o del
combustible utilizado en los equipos).
Datos puntuales, no
representativos
(muestreo una vez al año)
Datos no representativos por lo
mencionado anteriormente
Se debe tener un control del
combustible y las materias primas
Existen muchos pasos
intermedios entre la toma de la
muestra y los resultados finales.
Las capacidades de los
equipos son diferentes
D
E
S
V
E
N
T
A
J
A
S
Depende de un laboratorio para el
análisis (cromatografía de gases)
Depende de un laboratorio para
conocer los resultados finales
Se debe tener conocimiento de
los equipos y combustibles
para establecer los factores.
* El valor de los costos son aproximados, dados por laboratorios y BP Exploration Company (ver anexo G)
123
Luego de establecer las ventajas y desventajas de cada método se puede concluir
que el método de balance de materia es el más indicado para calcular las
emisiones atmosféricas generadas en los campos de producción Cusiana y
Cupiagua, debido a que éste método presenta alta confiabilidad de los resultados
y es más económico que el método de medición directa en la fuente. Hay que
aclarar que el método de medición directa es el que nos indica de una manera
más confiable las emisiones generadas en los campos de producción, pero por
sus altos costos se dificulta su aplicación para la medición de las emisiones.
124
7. CONCLUSIONES
Se identificaron las principales fuentes fijas de emisión en el CPF Cusiana y
Cupiagua, conociendo el funcionamiento de los equipos y determinando la
cantidad de combustible que utilizan y sus características.
Con base en la información reportada por la Estación meteorológica instalada en
el municipio de Tauramena (Casanare) y operada por el IDEAM, se pudo
determinar el comportamiento de los diferentes parámetros meteorológicos,
determinándose que la zona en la cual se ubican las fuentes de contaminación
referidas se caracteriza por un nivel de ventilación moderada (con velocidades del
viento entre 1 y 3 m/s).
Los principales contaminantes en los campos de producción Cusiana y Cupiagua,
luego de realizar el inventario de emisores y emisiones son el Dióxido de Carbono
(CO2), Oxidos de Nitrógeno (NOx), Monóxido de Carbono (CO).
125
De los resultados de cada uno de los métodos se puede concluir que el Dióxido de
Carbono es el principal compuesto que se genera en los campos de producción,
CPF Cusiana y Cupiagua, debido a que en todo proceso de combustión, se
genera CO2 y vapor de agua, entre otros compuestos.
El balance de materia es útil en los primeros años y años posteriores del proyecto,
porque ya se conocen datos como la cantidad de combustible, el tipo de
combustible utilizado por los equipos y las posibles emisiones que se van a
generar de acuerdo con el tipo de combustible. Las principales ventajas son su
costo no muy elevado y además es confiable según la calidad de la información
(principalmente el análisis del gas o combustible). Las desventajas son la
eficiencia de la combustión que se supone del 100% en teoría pero en la práctica
es del orden del 70% y esto lleva a estimar emisiones por debajo de la realidad.
El método de medición directa es útil cuando el proyecto ya lleva varios años en
funcionamiento y se conoce información y datos reales de la zona, para lograr
calibrar los equipos de medición a las condiciones dadas; éste sería el método
más confiable y preciso siempre y cuando estén correctamente calibrados los
equipos de medición. La principal desventaja del método de medición directa es el
factor económico debido a los altos costos de los equipos, análisis del laboratorio
y de los resultados finales dados por el laboratorio.
126
El método de factores de emisión de la Agencia de Protección Ambiental de los
Estados Unidos (EPA), no fue utilizado para el cálculo de las emisiones generadas
en el CPF, debido a su poca confiabilidad, falta de precisión, entre otras. Además,
la estimación de emisiones mediante el uso de factores de emisión (EPA) se basa,
de forma sistemática, en la comparación con una información obtenida a partir de
unas industrias tipo, por lo que puede no reflejar correctamente las emisiones
procedentes de una fuente singular.
Uno de los objetivos del trabajo era seleccionar el método más eficiente,
económico y confiable para estimar las emisiones en el CPF Cusiana y Cupiagua,
lo cual, luego del estudio se llegó a la conclusión que los tres métodos (balance de
materia, medición directa y factores de emisión, EPA) son útiles y necesarios para
cada fase o etapa del proyecto y además son complementarios el uno del otro.
La mayor cantidad de emisiones son generadas por las turbinas de compresión de
alta y media - fase II - y por la generación de energía - fase II, son del orden de
20500 Kg/h y 25300 Kg/h de CO2, respectivamente.
Las emisiones totales de CO2 emitidas al aire durante el año 2000 en los campos
de producción, por los tres métodos fueron de: 4'687.309 toneladas/año (balance
de materia), 4'218.154 toneladas/año (medición directa) y 1'724.434 toneladas/año
127
(factores de emisión EPA). Estos valores nos indican que por medio del método
de balance de materia y el de medición directa las emisiones de CO2 están por el
orden de 4 millones de toneladas al año.
Pese a que no se ha fijado en el país una norma para el Dióxido de Carbono, ya
se ha tomado conciencia de los efectos negativos que causa éste contaminante a
las personas y al medio ambiente, para que así en un mediano plazo se logre
reducir y controlar las emisiones a la atmósfera. Por lo anterior no se puede decir
si la cantidad de CO2 arrojada al aire en los campos de Producción Cusiana y
Cupiagua cumple o no con las normas establecidas por la legislación de Colombia.
128
8. RECOMENDACIONES
Periódicamente realizar el mantenimiento de cada uno de los equipos,
identificando posibles fallas, fugas o mal funcionamiento en general, para así
lograr un óptimo desempeño en el proceso de producción del petróleo en los
campos Cusiana y Cupiagua.
Realizar por lo menos 2 mediciones (medición directa) cada seis meses, es decir 4
al año, para determinar las emisiones generadas en el CPF de Cusiana y
Cupiagua y así lograr factores de emisión (datos) confiables y representativos.
Utilizar preferiblemente el método de balance de materia, para la medición de las
emisiones en fuentes fijas generadas en los campos de producción, debido a que
los resultados obtenidos son confiables y precisos, según la información que se
obtenga y su costo económico no es muy alto.
129
Para un control y reducción de las emisiones, para cualquier tipo de industria
petrolera o afín, se establecen ideas generales:
Las emisiones industriales de gases están reguladas, con el objeto de mantener
una calidad aceptable del aire conforme a estándares nacionales e
internacionales. La industria cumple esos estándares utilizando una serie de
tecnologías de reducción de emisiones. La corriente de residuos a menudo es
aire que puede contener varios contaminantes, bien gaseosos o bien en forma de
partículas, de diferentes densidades, tamaños de partícula, volatilidad, etc.
El diseño del equipo para la reducción de emisiones de gases, es una tarea difícil
y compleja, debido a que requiere no sólo conocimientos de las propiedades
físicas y químicas de la corriente de emisiones, sino además la comprensión de la
amplia gama de equipos disponibles y de cómo operan. El equipo en sí debe,
durante la operación, cumplir sistemáticamente unos criterios muy ajustados de
funcionamiento.
Para un problema de contaminación del aire, se dispone de tres posibilidades de
control, las cuales se mencionan a continuación.
- Mejorar la dispersión: para mejorar la dispersión de los contaminantes, se
cuenta con: utilizar chimeneas altas para diluir los contaminantes; esquemas
130
de control intermitente, los cuales intentan reducir las emisiones cuando se
realiza un paro en la planta, el cambio de combustible o la reducción de la
producción durante el periodo de control.
- Reducir las emisiones por el cambio de procesos: una de las soluciones para
el control de la contaminación del aire es modificar el proceso para reducir las
emisiones.
El cambio de combustibles también es un cambio de proceso para reducir las
emisiones.
- Uso de un dispositivo de control: un dispositivo de control de la
contaminación es el conocido como (control en el tubo de escape), el cual
acepta una corriente de gas contaminado y lo trata para extraer o remover
suficiente contaminante como para hacer que la corriente sea aceptable para
descargarla en el aire ambiente. Casi siempre ésta posibilidad se toma de
último porque siempre se debe examinar las dos posibilidades anteriores,
para ver si son más prácticas y económica que un dispositivo de control.
Las tres posibilidades no necesitan aplicarse por separado, lo ideal sería aplicarlas
al tiempo y así poder controlar y reducir las emisiones.
131
Al diseñar cualquier sistema de control de la contaminación del aire, se debe
planear la disposición final de cualesquiera desechos que se produzcan porque, a
menudo, el costo de esa disposición puede ser una fracción significativa del costo
total del control de esa contaminación.
Figura 3.2 ROSA DE VIENTOS (13:00 HORAS) Fuente: BPXC, 1995.
Figura 3.3 ROSA DE VIENTOS (19:00 HORAS) Fuente: BPXC, 1995.
Figura 3.4 ROSA DE VIENTOS (RESUMEN MULTIANUAL) Fuente: BPXC, 1995.
Figura 3.1 ROSA DE VIENTOS (7:00 HORAS) Fuente: BPXC, 1995.
PRODUCTION CASANARE
DATE GasProduced
Mscf
Gas FlaredMscf
% GasFlared
Fuel GasMscf
GasInjected
Mscf
Sales GasApiay Mscf
Sales GasOCENSA
Mscf
GOR WaterProduced
Bbls
WaterInjected
Bbls
01-Ene-2000 2,556,166 3,525 0.14% 99,376 2,437,427 12,029 3,809 6,327 37,923 88,20402-Ene-2000 2,579,949 4,766 0.18% 99,675 2,461,142 10,557 3,809 6,376 37,932 61,45603-Ene-2000 2,583,204 3,398 0.13% 100,217 2,464,576 11,204 3,809 6,461 38,365 98,44904-Ene-2000 2,580,905 3,212 0.12% 101,822 2,462,188 9,874 3,809 6,437 38,159 98,75605-Ene-2000 2,535,861 4,353 0.17% 100,086 2,415,723 11,890 3,809 6,344 37,698 99,20206-Ene-2000 2,567,976 3,962 0.15% 101,592 2,446,926 11,687 3,809 6,473 38,270 98,29407-Ene-2000 2,411,121 10,204 0.42% 95,486 2,293,191 8,431 3,809 6,251 35,576 100,55808-Ene-2000 2,100,395 7,743 0.37% 82,474 2,006,369 0 3,809 5,919 35,300 101,23809-Ene-2000 2,131,902 5,352 0.25% 84,343 2,038,398 0 3,809 6,067 31,240 100,37410-Ene-2000 2,445,918 6,602 0.27% 97,348 2,329,130 9,029 3,809 6,480 37,011 99,89811-Ene-2000 2,345,688 5,781 0.25% 92,680 2,234,894 8,524 3,809 6,264 31,407 80,54812-Ene-2000 2,447,645 12,551 0.51% 91,588 2,329,946 9,751 3,809 6,326 35,135 62,95113-Ene-2000 2,584,600 4,216 0.16% 101,074 2,460,868 14,633 3,809 6,471 35,225 103,82014-Ene-2000 2,595,556 4,007 0.15% 97,929 2,476,665 13,146 3,809 6,584 34,991 104,54015-Ene-2000 2,587,197 4,681 0.18% 101,641 2,461,839 15,227 3,809 6,518 34,982 105,08516-Ene-2000 2,594,496 5,621 0.22% 97,413 2,474,665 12,988 3,809 6,665 35,244 106,47217-Ene-2000 2,613,594 3,156 0.12% 99,987 2,492,712 13,930 3,809 6,595 35,479 91,74818-Ene-2000 2,598,133 3,710 0.14% 100,621 2,477,540 12,453 3,809 6,563 34,720 92,22119-Ene-2000 2,613,220 5,188 0.20% 100,573 2,489,787 13,863 3,809 6,659 34,568 99,95120-Ene-2000 2,625,657 3,818 0.15% 99,580 2,503,973 14,477 3,809 6,630 39,141 102,68421-Ene-2000 2,635,779 3,220 0.12% 100,613 2,512,130 16,007 3,809 6,700 43,974 102,72522-Ene-2000 2,590,262 3,134 0.12% 100,100 2,469,238 13,981 3,809 6,740 42,959 81,76623-Ene-2000 2,585,198 2,860 0.11% 99,791 2,468,641 10,097 3,809 6,774 39,776 91,39624-Ene-2000 2,567,947 3,119 0.12% 101,394 2,451,911 7,714 3,809 6,647 36,950 102,02825-Ene-2000 2,592,514 2,330 0.09% 100,097 2,470,485 15,793 3,809 6,706 38,305 101,90526-Ene-2000 2,584,470 2,609 0.10% 100,000 2,466,719 11,333 3,809 6,755 35,587 102,23527-Ene-2000 2,598,941 3,872 0.15% 99,683 2,479,750 11,827 3,809 6,757 36,368 102,43328-Ene-2000 2,555,905 6,584 0.26% 99,657 2,431,655 14,200 3,809 6,716 36,939 103,52529-Ene-2000 2,455,861 3,730 0.15% 99,007 2,337,575 11,740 3,809 6,604 35,108 103,18430-Ene-2000 2,449,558 4,751 0.19% 98,822 2,326,938 15,238 3,809 6,737 34,310 49,022
31-Ene-2000 2,462,757 5,533 0.22% 97,840 2,341,797 13,778 3,809 6,710 36,447 85,93301-Feb-2000 2,502,825 4,211 0.17% 99,879 2,381,829 13,288 3,618 6,715 36,472 100,87102-Feb-2000 2,600,487 2,229 0.09% 101,942 2,479,684 13,014 3,618 6,857 37,703 100,34903-Feb-2000 2,558,377 2,578 0.10% 99,275 2,439,763 13,143 3,618 6,763 37,569 92,95804-Feb-2000 2,566,814 2,181 0.08% 100,317 2,447,250 13,448 3,618 6,845 37,668 101,01305-Feb-2000 2,581,985 2,720 0.11% 99,628 2,462,256 13,763 3,618 6,857 37,989 103,47706-Feb-2000 2,570,085 2,679 0.10% 98,821 2,452,331 12,636 3,618 6,792 38,497 102,71807-Feb-2000 2,572,950 2,202 0.09% 98,519 2,455,187 13,424 3,618 6,795 37,204 108,74308-Feb-2000 2,571,562 2,293 0.09% 98,147 2,457,968 9,536 3,618 6,803 38,508 80,98109-Feb-2000 1,968,235 8,110 0.41% 76,606 1,876,079 3,822 3,618 6,368 34,741 74,27810-Feb-2000 1,230,131 34,294 2.79% 53,362 1,128,710 10,147 3,618 6,421 31,081 48,57711-Feb-2000 1,101,201 8,795 0.80% 64,581 1,007,821 16,386 3,618 6,979 20,339 47,72812-Feb-2000 2,399,721 5,489 0.23% 95,844 2,279,787 14,983 3,618 6,696 34,327 95,94313-Feb-2000 2,507,968 2,741 0.11% 101,486 2,386,328 13,795 3,618 7,101 35,752 80,28514-Feb-2000 2,405,083 6,822 0.28% 94,724 2,286,894 13,025 3,618 6,958 40,690 99,50515-Feb-2000 2,295,727 7,658 0.33% 88,952 2,188,999 6,500 3,618 6,721 37,366 99,47316-Feb-2000 2,579,223 3,569 0.14% 101,503 2,458,296 12,237 3,618 7,078 39,745 99,38717-Feb-2000 2,609,108 4,329 0.17% 101,451 2,485,944 13,766 3,618 7,091 40,249 99,36618-Feb-2000 2,613,710 2,904 0.11% 103,181 2,487,540 16,467 3,618 7,215 40,779 86,08119-Feb-2000 2,572,174 2,820 0.11% 101,499 2,450,045 14,192 3,618 7,129 44,523 102,43620-Feb-2000 2,445,546 6,555 0.27% 99,942 2,325,943 9,488 3,618 6,911 41,448 100,63621-Feb-2000 2,568,518 3,653 0.14% 100,678 2,445,534 15,035 3,618 6,923 47,562 100,45722-Feb-2000 2,564,195 3,478 0.14% 101,009 2,440,626 15,464 3,618 6,893 30,929 70,25023-Feb-2000 2,572,033 3,051 0.12% 102,730 2,447,885 14,749 3,618 6,921 38,235 78,09224-Feb-2000 2,568,607 3,068 0.12% 101,797 2,445,018 15,106 3,618 6,996 38,769 99,82025-Feb-2000 2,569,509 2,520 0.10% 102,264 2,447,076 14,031 3,618 6,981 35,695 98,72126-Feb-2000 2,576,050 4,137 0.16% 101,002 2,453,265 14,028 3,618 6,955 35,589 97,29527-Feb-2000 2,541,436 2,819 0.11% 101,718 2,419,255 14,026 3,618 7,002 35,630 92,79328-Feb-2000 2,479,998 6,339 0.26% 98,596 2,357,615 13,830 3,618 7,031 34,364 98,14529-Feb-2000 1,534,168 8,713 0.57% 54,579 1,460,018 7,240 3,618 5,788 29,834 72,51901-Mar-2000 1,631,315 5,681 0.35% 62,743 1,547,098 12,191 3,602 5,959 28,000 101,43202-Mar-2000 1,885,388 3,505 0.19% 81,522 1,780,010 16,749 3,602 6,048 27,719 101,72303-Mar-2000 2,301,200 3,362 0.15% 92,838 2,184,335 17,063 3,602 6,622 33,082 101,97404-Mar-2000 2,262,354 4,408 0.19% 98,109 2,141,582 14,653 3,602 6,507 35,879 101,682
05-Mar-2000 2,452,175 2,808 0.11% 97,601 2,332,497 15,667 3,602 6,907 37,655 93,61006-Mar-2000 2,593,343 2,281 0.09% 102,786 2,471,669 13,005 3,602 7,128 38,075 101,36207-Mar-2000 2,585,247 2,090 0.08% 100,568 2,468,180 10,807 3,602 7,121 37,903 68,55308-Mar-2000 2,593,237 2,514 0.10% 102,300 2,481,277 3,544 3,602 7,132 38,439 90,59209-Mar-2000 2,608,078 2,051 0.08% 101,643 2,484,136 16,646 3,602 7,178 38,027 97,38310-Mar-2000 2,614,376 2,350 0.09% 102,227 2,490,404 15,793 3,602 7,215 38,293 99,65411-Mar-2000 2,605,389 4,253 0.16% 101,207 2,482,433 13,894 3,602 7,148 38,271 99,50512-Mar-2000 2,596,296 2,456 0.09% 101,691 2,475,007 13,540 3,602 7,062 38,279 100,63113-Mar-2000 2,592,866 2,554 0.10% 98,477 2,473,930 14,303 3,602 7,040 38,648 66,07214-Mar-2000 2,625,067 2,269 0.09% 103,211 2,502,140 13,845 3,602 7,023 38,073 101,35415-Mar-2000 2,613,495 3,013 0.12% 101,575 2,491,201 14,104 3,602 7,205 37,423 96,98716-Mar-2000 2,621,998 3,203 0.12% 101,993 2,499,154 14,046 3,602 7,069 36,419 49,38217-Mar-2000 2,611,936 2,435 0.09% 101,334 2,490,330 14,235 3,602 7,096 36,601 107,91118-Mar-2000 2,609,453 2,388 0.09% 102,215 2,487,202 14,046 3,602 7,035 36,570 107,36019-Mar-2000 2,604,912 2,996 0.12% 100,917 2,482,204 15,193 3,602 7,138 37,372 107,09720-Mar-2000 2,554,720 4,357 0.17% 99,465 2,432,116 15,180 3,602 7,072 35,455 82,36021-Mar-2000 2,613,451 2,920 0.11% 100,803 2,493,185 12,941 3,602 7,168 39,161 93,80222-Mar-2000 2,636,573 2,586 0.10% 98,084 2,517,895 14,406 3,602 7,158 37,591 101,25923-Mar-2000 2,647,915 2,136 0.08% 100,903 2,528,238 13,036 3,602 7,245 36,134 99,12624-Mar-2000 2,635,402 4,403 0.17% 102,269 2,512,012 13,116 3,602 7,324 37,745 75,38225-Mar-2000 2,625,599 6,560 0.25% 98,603 2,502,398 14,436 3,602 7,326 38,449 53,39026-Mar-2000 2,650,063 3,003 0.11% 100,155 2,526,526 16,777 3,602 7,342 38,385 27,09627-Mar-2000 2,646,093 3,668 0.14% 98,998 2,527,458 12,367 3,602 7,314 39,436 40,83028-Mar-2000 2,334,227 7,136 0.31% 89,170 2,220,093 14,226 3,602 7,403 34,449 33,89229-Mar-2000 2,626,382 3,950 0.15% 99,608 2,504,259 14,963 3,602 7,330 38,736 34,18330-Mar-2000 2,695,601 3,367 0.12% 101,842 2,572,991 13,799 3,602 7,363 37,097 39,91131-Mar-2000 2,677,632 3,143 0.12% 98,871 2,558,293 13,723 3,602 7,364 39,018 42,03301-Abr-2000 2,708,035 5,351 0.20% 99,773 2,585,491 13,776 3,644 7,476 39,321 47,14602-Abr-2000 2,660,777 3,343 0.13% 97,934 2,542,609 13,247 3,644 7,270 39,064 24,92803-Abr-2000 2,620,574 4,705 0.18% 96,168 2,505,381 10,676 3,644 7,298 37,839 50,12104-Abr-2000 2,685,878 3,454 0.13% 97,332 2,566,949 14,499 3,644 7,361 37,756 29,85805-Abr-2000 2,679,298 4,036 0.15% 98,592 2,558,454 14,572 3,644 7,306 38,173 51,87206-Abr-2000 2,689,535 2,428 0.09% 98,395 2,577,084 7,984 3,644 7,382 39,197 27,86307-Abr-2000 2,741,490 2,441 0.09% 98,995 2,622,644 13,766 3,644 7,537 37,618 47,304
08-Abr-2000 2,697,453 2,323 0.09% 99,015 2,577,727 14,744 3,644 7,454 38,728 31,43209-Abr-2000 2,669,621 2,328 0.09% 95,907 2,554,850 12,892 3,644 7,536 40,057 41,23310-Abr-2000 2,662,552 2,507 0.09% 95,099 2,548,155 13,147 3,644 7,524 39,066 55,98911-Abr-2000 2,658,198 2,179 0.08% 97,703 2,544,833 9,839 3,644 7,402 39,132 91,72812-Abr-2000 2,659,778 2,371 0.09% 98,667 2,545,094 10,002 3,644 7,414 39,292 106,13713-Abr-2000 2,640,309 2,817 0.11% 96,749 2,522,386 14,713 3,644 7,478 38,973 106,58814-Abr-2000 2,644,127 2,392 0.09% 98,385 2,538,606 1,100 3,644 7,399 38,376 102,60015-Abr-2000 2,636,442 2,794 0.11% 98,202 2,516,495 15,307 3,644 7,437 38,471 88,58216-Abr-2000 2,494,514 16,365 0.66% 92,875 2,364,864 16,766 3,644 7,352 38,031 103,77617-Abr-2000 2,694,982 2,919 0.11% 100,053 2,574,867 13,499 3,644 7,448 38,177 97,09418-Abr-2000 2,680,741 3,021 0.11% 98,693 2,560,570 14,813 3,644 7,479 38,302 107,95719-Abr-2000 2,654,388 2,752 0.10% 98,326 2,540,878 8,788 3,644 7,475 38,299 125,72120-Abr-2000 2,666,313 3,901 0.15% 99,270 2,547,376 12,122 3,644 7,579 35,423 112,76721-Abr-2000 2,701,316 4,035 0.15% 102,543 2,580,487 10,607 3,644 7,525 37,821 123,17022-Abr-2000 2,718,545 2,612 0.10% 102,433 2,593,304 16,552 3,644 7,542 35,749 103,59423-Abr-2000 2,710,865 2,424 0.09% 103,889 2,586,556 14,352 3,644 7,582 37,579 150,54524-Abr-2000 2,715,116 2,304 0.08% 103,363 2,592,667 13,138 3,644 7,581 37,504 123,01825-Abr-2000 2,642,353 2,182 0.08% 102,466 2,521,087 12,974 3,644 7,464 37,305 126,89826-Abr-2000 2,681,282 2,978 0.11% 103,847 2,562,850 7,963 3,644 7,580 38,407 152,33127-Abr-2000 2,660,496 2,064 0.08% 105,265 2,538,032 11,491 3,644 7,546 38,090 150,71528-Abr-2000 2,676,968 2,652 0.10% 105,098 2,554,303 11,271 3,644 7,602 38,033 151,54429-Abr-2000 2,670,541 2,740 0.10% 105,058 2,548,915 10,184 3,644 7,596 42,823 128,98630-Abr-2000 2,659,822 2,402 0.09% 102,763 2,542,000 9,013 3,644 7,592 38,994 96,00101-May-2000 2,679,036 2,153 0.08% 101,173 2,558,764 12,853 4,093 7,614 39,072 102,47602-May-2000 2,642,058 2,413 0.09% 100,579 2,520,864 14,095 4,107 7,617 38,228 127,16803-May-2000 2,031,809 8,406 0.41% 82,180 1,926,216 12,878 2,129 6,707 35,257 79,50404-May-2000 1,988,098 17,452 0.88% 80,845 1,873,915 13,202 2,684 6,658 34,646 141,70405-May-2000 2,146,348 4,034 0.19% 82,890 2,042,042 13,974 3,408 6,761 36,038 60,45606-May-2000 2,442,345 3,193 0.13% 95,439 2,328,377 12,557 2,779 7,234 37,717 130,95307-May-2000 2,493,050 3,492 0.14% 98,350 2,374,387 13,710 3,111 7,421 38,644 154,53008-May-2000 2,615,838 2,751 0.11% 101,374 2,494,694 12,495 4,524 7,626 27,972 104,38609-May-2000 2,647,044 2,283 0.09% 103,723 2,525,120 12,663 3,255 7,582 39,956 151,24310-May-2000 2,690,985 2,367 0.09% 104,804 2,567,595 12,699 3,521 7,622 39,589 153,21011-May-2000 2,678,786 3,409 0.13% 104,034 2,553,735 12,674 4,934 7,622 39,777 123,719
12-May-2000 2,679,272 2,329 0.09% 103,964 2,555,996 13,985 2,998 7,651 39,953 96,27113-May-2000 1,885,647 17,370 0.92% 80,216 1,772,943 12,348 2,770 7,093 37,915 107,13914-May-2000 1,885,133 22,072 1.17% 77,188 1,770,807 13,027 2,039 7,016 37,553 126,78815-May-2000 2,474,103 3,777 0.15% 97,563 2,357,378 13,004 2,381 7,421 38,479 88,97916-May-2000 2,635,813 2,992 0.11% 102,623 2,515,579 10,848 3,771 7,759 40,676 109,78217-May-2000 2,677,051 2,852 0.11% 102,817 2,558,580 9,649 3,153 7,734 41,018 109,47518-May-2000 2,662,435 4,473 0.17% 102,671 2,536,578 15,388 3,325 7,949 45,951 109,50719-May-2000 2,650,360 2,511 0.09% 101,648 2,528,155 13,902 4,144 8,119 42,227 109,36120-May-2000 2,719,345 2,919 0.11% 103,926 2,596,903 12,353 3,244 8,078 42,350 108,90321-May-2000 2,716,750 2,177 0.08% 103,720 2,598,145 9,456 3,252 8,103 42,345 115,92822-May-2000 2,726,306 2,537 0.09% 104,065 2,603,396 12,500 3,808 8,241 40,395 129,04923-May-2000 2,698,855 3,028 0.11% 102,103 2,578,420 12,739 2,565 8,218 40,782 110,36224-May-2000 2,747,445 2,631 0.10% 102,664 2,626,484 12,523 3,143 8,150 41,710 80,96025-May-2000 2,725,203 2,981 0.11% 102,459 2,605,653 10,385 3,725 8,248 46,824 73,92926-May-2000 2,597,536 4,199 0.16% 98,524 2,482,816 9,040 2,957 7,965 40,099 75,56827-May-2000 2,532,055 2,845 0.11% 95,907 2,417,179 12,026 4,099 7,851 43,852 77,10828-May-2000 2,544,887 2,839 0.11% 97,223 2,429,593 11,996 3,236 7,779 42,168 97,10129-May-2000 2,716,980 3,560 0.13% 103,057 2,597,628 8,783 3,952 8,032 43,914 126,96430-May-2000 2,735,127 3,847 0.14% 102,858 2,611,103 14,554 2,765 8,171 43,115 105,11331-May-2000 2,749,682 3,561 0.13% 103,182 2,626,030 14,208 2,701 8,092 44,515 87,39501-Jun-2000 1,839,654 20,674 1.12% 73,551 1,730,477 11,739 3,213 7,526 39,012 72,91002-Jun-2000 2,421,951 6,817 0.28% 86,216 2,314,348 11,902 2,668 7,887 40,505 125,76403-Jun-2000 2,741,526 3,312 0.12% 102,630 2,621,288 12,113 2,183 8,140 42,534 93,27904-Jun-2000 2,739,979 3,315 0.12% 102,825 2,617,186 12,681 3,972 7,982 41,667 109,04405-Jun-2000 2,757,087 3,665 0.13% 103,213 2,634,782 12,780 2,647 7,992 42,179 108,29106-Jun-2000 2,635,128 4,287 0.16% 104,869 2,511,914 10,664 3,394 7,773 41,267 105,54507-Jun-2000 2,663,185 4,615 0.17% 103,610 2,540,614 11,518 2,828 7,858 40,847 128,89908-Jun-2000 2,627,345 4,521 0.17% 102,676 2,505,575 11,054 3,519 7,803 41,534 140,44009-Jun-2000 2,610,027 4,364 0.17% 101,469 2,490,144 10,420 3,630 7,907 42,278 127,48210-Jun-2000 2,382,387 18,365 0.77% 92,101 2,254,651 14,812 2,458 7,704 42,379 67,15111-Jun-2000 2,660,060 3,953 0.15% 103,643 2,532,802 15,876 3,786 7,802 38,614 90,34812-Jun-2000 2,613,145 3,274 0.13% 103,300 2,492,908 11,014 2,649 7,632 45,232 118,10713-Jun-2000 2,660,417 3,666 0.14% 105,045 2,534,521 14,267 2,918 7,559 46,164 145,72314-Jun-2000 2,650,635 3,976 0.15% 104,810 2,523,539 13,857 4,453 7,582 47,127 149,893
15-Jun-2000 2,622,209 3,772 0.14% 103,969 2,498,063 12,874 3,531 7,665 46,916 143,80116-Jun-2000 2,642,809 2,933 0.11% 103,241 2,518,664 14,143 3,828 7,507 47,827 141,90917-Jun-2000 2,656,214 4,118 0.16% 104,366 2,530,278 14,492 2,960 7,595 48,136 137,99718-Jun-2000 2,683,063 3,183 0.12% 104,034 2,560,135 13,044 2,667 7,583 49,407 137,88919-Jun-2000 2,676,183 2,557 0.10% 103,773 2,550,165 15,995 3,693 7,636 48,129 136,94120-Jun-2000 2,634,295 3,209 0.12% 102,693 2,510,544 15,102 2,747 7,638 47,511 108,88421-Jun-2000 2,646,475 4,603 0.17% 101,790 2,519,829 16,034 4,219 7,698 48,666 108,25722-Jun-2000 2,674,537 6,217 0.23% 102,698 2,551,000 11,946 2,676 7,599 48,169 113,27023-Jun-2000 2,664,028 5,713 0.21% 101,525 2,539,452 14,529 2,809 7,596 44,876 49,54624-Jun-2000 2,662,137 4,742 0.18% 101,570 2,538,535 13,325 3,965 7,649 44,560 76,04225-Jun-2000 2,668,122 4,967 0.19% 101,177 2,546,033 12,921 3,024 7,752 32,044 60,06226-Jun-2000 2,647,644 5,625 0.21% 100,364 2,526,158 11,897 3,600 7,707 33,103 65,27827-Jun-2000 2,630,917 2,746 0.10% 100,351 2,511,071 13,674 3,075 7,631 35,987 76,00328-Jun-2000 2,672,124 2,655 0.10% 100,876 2,552,139 12,904 3,550 7,701 34,388 86,03129-Jun-2000 2,636,295 2,180 0.08% 99,883 2,516,604 13,717 3,911 7,686 39,921 65,67130-Jun-2000 2,631,313 2,977 0.11% 100,905 2,513,987 10,587 2,857 7,611 39,366 54,28101-Jul-2000 2,610,291 5,540 0.21% 98,953 2,499,092 1,594 5,112 7,659 38,474 56,76102-Jul-2000 2,646,218 3,193 0.12% 100,257 2,529,690 10,082 2,996 7,571 41,256 57,47803-Jul-2000 2,649,917 2,943 0.11% 101,024 2,524,536 18,442 2,972 7,553 40,333 57,37104-Jul-2000 2,677,725 2,406 0.09% 102,783 2,553,876 15,184 3,476 7,555 47,879 80,91105-Jul-2000 2,684,254 2,638 0.10% 103,125 2,561,942 14,294 2,255 7,665 46,130 80,66306-Jul-2000 2,686,152 2,511 0.09% 102,174 2,563,844 13,698 3,925 7,523 46,284 79,99707-Jul-2000 2,667,549 2,386 0.09% 100,347 2,551,144 10,265 3,407 7,617 48,452 103,67208-Jul-2000 2,638,517 2,440 0.09% 101,921 2,515,917 13,233 5,006 7,390 47,520 87,19309-Jul-2000 2,632,558 2,891 0.11% 101,855 2,512,756 12,616 2,440 7,408 47,346 86,92110-Jul-2000 2,626,882 3,936 0.15% 100,859 2,504,960 14,599 2,528 7,418 46,679 72,42911-Jul-2000 2,632,809 3,584 0.14% 99,702 2,514,137 11,828 3,558 7,577 44,999 31,50212-Jul-2000 2,642,087 2,427 0.09% 101,889 2,522,902 11,939 2,930 7,543 45,091 67,48313-Jul-2000 2,727,050 2,476 0.09% 101,465 2,601,719 16,818 4,572 7,664 45,968 74,26914-Jul-2000 2,675,340 2,522 0.09% 102,648 2,552,084 13,451 4,635 7,615 44,742 79,65415-Jul-2000 2,696,024 2,830 0.10% 103,755 2,570,977 13,939 4,523 7,525 43,150 83,19416-Jul-2000 2,603,140 2,858 0.11% 99,672 2,484,566 12,508 3,536 7,534 46,513 80,90117-Jul-2000 2,519,811 3,144 0.12% 95,973 2,401,419 15,697 3,578 7,359 46,353 80,18718-Jul-2000 2,623,241 3,043 0.12% 99,427 2,502,903 13,982 3,886 7,525 44,882 51,700
19-Jul-2000 2,686,006 11,656 0.43% 99,443 2,554,464 16,341 4,102 7,618 39,813 55,11020-Jul-2000 2,638,811 12,089 0.46% 96,599 2,526,733 199 3,191 7,549 46,170 68,78121-Jul-2000 2,658,557 12,390 0.47% 96,934 2,539,259 7,207 2,767 7,596 46,153 82,49122-Jul-2000 2,675,452 9,366 0.35% 97,920 2,550,646 14,261 3,259 7,631 41,111 78,00823-Jul-2000 2,658,209 14,514 0.55% 98,621 2,525,381 16,799 2,894 7,809 41,114 77,16224-Jul-2000 2,712,460 2,564 0.09% 102,050 2,587,218 17,203 3,425 7,775 41,934 77,13725-Jul-2000 2,712,116 2,913 0.11% 101,864 2,587,561 15,308 4,470 7,867 42,078 67,63826-Jul-2000 2,710,077 2,702 0.10% 102,296 2,590,003 14,167 909 7,902 35,305 78,05727-Jul-2000 2,615,670 4,052 0.15% 98,910 2,496,973 13,049 2,686 7,815 44,913 52,63428-Jul-2000 2,661,557 7,541 0.28% 98,180 2,542,888 8,748 4,200 7,877 41,208 52,24029-Jul-2000 2,701,542 2,813 0.10% 100,870 2,584,470 8,348 5,041 7,916 40,014 52,30230-Jul-2000 2,710,747 2,574 0.09% 101,310 2,585,091 16,346 5,426 8,032 48,018 55,48231-Jul-2000 2,571,194 3,508 0.14% 98,926 2,452,145 12,374 4,241 7,637 41,081 76,34801-Ago-2000 1,806,684 12,505 0.69% 70,347 1,706,588 13,789 3,455 6,735 37,401 50,21302-Ago-2000 2,342,263 4,465 0.19% 90,736 2,230,018 14,154 2,890 7,419 35,980 51,27703-Ago-2000 2,727,238 3,356 0.12% 103,583 2,603,657 14,201 2,441 8,053 40,335 72,29304-Ago-2000 2,719,939 2,639 0.10% 104,083 2,595,921 14,898 2,398 7,885 40,283 104,89105-Ago-2000 2,752,681 2,849 0.10% 103,286 2,627,375 15,470 3,701 8,022 38,542 83,36806-Ago-2000 2,720,026 3,171 0.12% 103,835 2,596,938 13,372 2,710 7,980 40,240 95,68607-Ago-2000 2,738,512 2,599 0.09% 103,214 2,614,965 14,875 2,859 8,000 37,956 91,65908-Ago-2000 2,714,468 3,289 0.12% 102,818 2,585,924 17,899 4,538 8,016 38,647 109,71409-Ago-2000 2,693,508 5,081 0.19% 103,482 2,564,567 17,432 2,946 7,804 39,989 110,80210-Ago-2000 2,699,728 2,666 0.10% 104,382 2,575,901 13,955 2,825 7,723 40,209 115,20711-Ago-2000 2,736,769 3,564 0.13% 104,668 2,610,717 13,572 4,248 7,974 38,094 110,18112-Ago-2000 2,709,576 2,798 0.10% 106,345 2,582,462 15,022 2,949 7,900 38,165 91,13213-Ago-2000 2,731,746 2,569 0.09% 105,958 2,606,998 12,705 3,516 7,904 38,263 115,54314-Ago-2000 2,725,122 3,020 0.11% 105,869 2,597,290 15,626 3,317 7,918 46,475 101,68415-Ago-2000 2,709,082 3,917 0.14% 103,811 2,583,155 15,154 3,045 7,867 45,431 82,27716-Ago-2000 2,750,197 3,396 0.12% 105,147 2,625,767 12,433 3,454 7,942 45,215 122,42517-Ago-2000 2,642,725 3,516 0.13% 101,570 2,522,006 11,900 3,733 7,863 45,639 77,24518-Ago-2000 2,704,896 3,932 0.15% 104,116 2,576,641 16,469 3,738 8,002 46,613 125,85019-Ago-2000 2,723,427 3,035 0.11% 104,305 2,599,060 13,714 3,313 8,026 49,703 85,75220-Ago-2000 2,730,077 2,893 0.11% 103,447 2,605,360 15,249 3,128 8,254 45,961 35,99221-Ago-2000 2,686,277 3,253 0.12% 101,908 2,560,457 16,857 3,802 8,080 42,254 51,692
22-Ago-2000 2,731,073 2,545 0.09% 103,926 2,607,607 13,851 3,144 8,128 40,377 41,27923-Ago-2000 2,727,260 2,937 0.11% 103,206 2,602,182 14,820 4,115 8,227 41,052 36,39624-Ago-2000 2,697,213 2,751 0.10% 100,730 2,576,944 13,865 2,923 8,175 42,237 53,53325-Ago-2000 2,553,190 18,740 0.73% 95,095 2,418,594 16,708 4,053 8,259 40,083 53,36626-Ago-2000 2,730,591 3,228 0.12% 100,381 2,607,816 15,802 3,364 8,280 39,494 48,16727-Ago-2000 2,748,007 2,770 0.10% 101,727 2,626,176 14,478 2,856 8,321 40,156 38,86328-Ago-2000 2,480,640 4,209 0.17% 93,341 2,365,776 14,421 2,893 7,876 35,402 34,14829-Ago-2000 2,638,872 19,600 0.74% 98,028 2,500,093 17,390 3,761 8,246 37,645 45,88530-Ago-2000 2,616,602 3,489 0.13% 98,697 2,495,411 16,195 2,810 8,366 41,185 34,48531-Ago-2000 2,562,569 2,788 0.11% 97,004 2,444,385 14,300 4,092 8,462 39,624 38,11501-Sep-2000 2,549,358 6,486 0.25% 94,809 2,434,623 10,606 2,834 8,346 41,463 49,15502-Sep-2000 2,622,611 4,299 0.16% 97,822 2,502,158 15,322 3,010 8,451 41,875 39,41203-Sep-2000 2,608,335 3,663 0.14% 97,298 2,489,917 13,623 3,834 8,446 41,068 34,26604-Sep-2000 2,636,529 3,065 0.12% 98,437 2,517,795 14,721 2,511 8,488 42,391 50,22605-Sep-2000 2,667,776 2,652 0.10% 97,935 2,548,075 16,032 3,082 8,467 44,003 26,53206-Sep-2000 2,680,523 2,775 0.10% 98,829 2,559,822 16,023 3,075 8,509 50,159 68,77307-Sep-2000 2,757,701 3,042 0.11% 100,424 2,636,218 14,793 3,224 8,484 44,261 37,67908-Sep-2000 2,726,369 3,605 0.13% 100,635 2,611,651 7,692 2,786 8,501 35,007 34,84909-Sep-2000 2,728,754 3,599 0.13% 100,426 2,604,859 16,347 3,523 8,560 38,318 45,52910-Sep-2000 2,763,146 3,060 0.11% 100,498 2,640,691 16,266 2,631 8,598 39,594 33,36411-Sep-2000 2,782,923 3,370 0.12% 101,411 2,658,921 16,314 2,907 8,618 39,631 43,04812-Sep-2000 2,747,961 3,434 0.12% 99,066 2,626,849 13,870 4,742 8,606 34,302 46,88713-Sep-2000 1,786,120 26,914 1.51% 68,757 1,672,733 15,093 2,623 8,155 35,247 38,00514-Sep-2000 2,473,213 3,047 0.12% 92,030 2,357,219 17,660 3,257 8,613 36,914 33,48615-Sep-2000 2,763,026 2,826 0.10% 99,809 2,639,979 17,143 3,269 8,680 39,728 33,70116-Sep-2000 2,769,133 2,692 0.10% 101,028 2,646,982 16,029 2,402 8,588 37,316 42,77617-Sep-2000 2,779,530 2,775 0.10% 100,938 2,656,857 15,345 3,615 8,589 38,945 40,71418-Sep-2000 2,767,859 4,317 0.16% 100,550 2,644,456 15,541 2,995 8,568 41,060 36,21219-Sep-2000 2,765,468 2,715 0.10% 101,341 2,643,867 14,977 2,568 8,663 41,308 48,81720-Sep-2000 2,775,746 2,402 0.09% 100,633 2,653,883 14,920 3,908 8,731 36,916 37,88821-Sep-2000 2,756,145 2,518 0.09% 100,743 2,638,048 11,862 2,974 8,897 36,729 30,78422-Sep-2000 2,762,448 2,327 0.08% 101,399 2,639,206 16,768 2,748 8,666 41,372 49,46223-Sep-2000 2,758,438 3,183 0.12% 100,185 2,634,354 17,806 2,910 8,620 39,846 31,01024-Sep-2000 2,776,109 3,660 0.13% 101,311 2,652,294 16,047 2,797 8,670 41,380 48,395
25-Sep-2000 2,756,425 2,701 0.10% 100,545 2,634,881 13,976 4,322 8,705 40,588 52,71526-Sep-2000 2,745,094 2,719 0.10% 100,376 2,623,779 14,645 3,575 8,732 39,373 50,44727-Sep-2000 2,733,717 5,634 0.21% 100,627 2,610,790 13,725 2,942 8,679 37,440 51,15928-Sep-2000 2,758,234 3,290 0.12% 100,466 2,632,686 17,832 3,960 8,736 39,637 50,37129-Sep-2000 2,731,692 7,801 0.29% 100,817 2,607,178 13,274 2,622 8,798 43,236 55,13330-Sep-2000 2,744,950 9,434 0.34% 100,148 2,617,249 14,741 3,378 8,819 39,357 70,34301-Oct-2000 2,741,318 2,937 0.11% 101,856 2,619,524 13,669 3,332 8,827 42,046 109,74502-Oct-2000 2,757,956 5,620 0.20% 102,045 2,630,874 15,884 3,533 8,818 42,508 111,03403-Oct-2000 2,771,434 8,043 0.29% 102,005 2,646,126 11,947 3,313 8,742 42,546 97,16204-Oct-2000 2,698,101 4,898 0.18% 100,530 2,576,515 13,002 3,156 8,718 42,837 105,32905-Oct-2000 2,642,386 4,724 0.18% 98,144 2,518,925 17,559 3,034 8,676 41,115 80,41106-Oct-2000 2,593,406 4,807 0.19% 98,214 2,472,618 14,146 3,621 8,556 42,171 89,67007-Oct-2000 2,643,251 2,486 0.09% 98,369 2,524,384 15,301 2,711 8,595 42,737 65,36808-Oct-2000 2,643,673 2,469 0.09% 97,937 2,523,297 16,966 3,004 8,680 44,320 64,06309-Oct-2000 2,621,012 2,471 0.09% 97,292 2,505,228 12,158 3,863 8,692 41,711 71,41410-Oct-2000 2,579,097 2,841 0.11% 96,712 2,461,802 14,734 3,008 8,614 42,785 91,57211-Oct-2000 2,436,789 3,715 0.15% 91,218 2,324,448 14,612 2,796 8,306 43,274 103,70412-Oct-2000 2,472,646 2,468 0.10% 92,625 2,361,271 12,766 3,516 8,391 41,667 106,82913-Oct-2000 2,542,633 4,767 0.19% 95,755 2,424,248 15,358 2,505 8,595 43,094 107,12014-Oct-2000 2,582,694 5,705 0.22% 98,091 2,461,258 15,036 2,604 8,513 42,161 80,90415-Oct-2000 2,637,056 5,152 0.20% 97,846 2,515,799 15,091 3,168 8,502 41,662 80,54916-Oct-2000 2,652,392 4,057 0.15% 97,732 2,530,246 17,679 2,678 8,529 41,104 73,31317-Oct-2000 2,714,944 3,170 0.12% 98,424 2,592,367 17,335 3,648 8,495 41,516 44,22118-Oct-2000 2,742,561 3,151 0.11% 100,725 2,621,304 14,655 2,727 8,570 40,747 91,35719-Oct-2000 2,738,338 2,731 0.10% 100,624 2,616,984 14,532 3,467 8,651 39,565 101,73120-Oct-2000 2,743,653 3,067 0.11% 100,515 2,620,736 15,718 3,617 8,706 38,863 100,41121-Oct-2000 2,766,368 2,540 0.09% 102,279 2,645,088 14,047 2,414 8,660 36,696 79,57422-Oct-2000 2,732,614 2,718 0.10% 102,518 2,609,680 13,762 3,936 8,578 37,880 91,75423-Oct-2000 2,735,956 3,588 0.13% 102,151 2,613,253 13,929 3,035 8,689 36,863 99,25724-Oct-2000 2,732,997 3,009 0.11% 102,551 2,611,784 12,509 3,144 8,729 37,486 105,23425-Oct-2000 2,733,294 2,832 0.10% 101,514 2,611,513 13,445 3,990 8,770 37,761 92,35126-Oct-2000 2,744,012 2,762 0.10% 102,608 2,619,248 16,687 2,707 8,626 39,149 107,21027-Oct-2000 2,779,779 3,009 0.11% 103,692 2,655,610 14,546 2,922 8,563 39,365 108,51228-Oct-2000 2,766,341 4,048 0.15% 102,893 2,640,978 14,638 3,784 8,764 38,333 88,079
29-Oct-2000 2,763,315 6,293 0.23% 103,020 2,636,744 13,659 3,599 8,790 38,538 96,47430-Oct-2000 2,769,413 14,344 0.52% 103,333 2,634,849 14,419 2,468 8,617 38,101 88,06231-Oct-2000 2,791,692 2,967 0.11% 104,958 2,664,685 14,626 4,456 8,703 36,554 109,59001-Nov-2000 2,786,140 3,869 0.14% 103,997 2,657,421 18,099 2,754 8,615 36,524 108,91302-Nov-2000 2,781,255 4,369 0.16% 102,740 2,655,718 15,386 3,042 8,468 36,947 64,27803-Nov-2000 2,503,394 6,721 0.27% 94,165 2,382,969 15,383 4,156 8,059 36,183 39,87204-Nov-2000 2,506,292 4,702 0.19% 94,381 2,390,407 14,046 2,756 7,947 35,236 43,40105-Nov-2000 2,476,092 3,079 0.12% 91,554 2,363,666 14,985 2,808 7,900 35,413 46,67106-Nov-2000 2,663,182 3,925 0.15% 99,529 2,541,600 14,126 4,002 8,234 37,585 86,34407-Nov-2000 2,723,545 5,327 0.20% 103,073 2,597,088 14,697 3,360 8,481 38,125 111,63708-Nov-2000 2,800,236 3,321 0.12% 104,652 2,675,714 14,548 2,001 8,482 36,606 112,91809-Nov-2000 2,797,067 3,546 0.13% 103,619 2,672,019 13,565 4,318 8,474 38,180 113,48410-Nov-2000 2,804,430 7,427 0.26% 103,718 2,674,387 15,510 3,388 8,567 39,645 112,99711-Nov-2000 2,808,395 6,668 0.24% 103,310 2,681,449 13,628 3,340 8,418 40,643 112,97912-Nov-2000 2,766,187 6,921 0.25% 102,429 2,638,203 14,853 3,781 8,433 39,282 113,45413-Nov-2000 2,693,047 6,946 0.26% 101,051 2,568,340 13,579 3,131 8,272 40,803 115,36014-Nov-2000 2,707,769 12,008 0.44% 101,909 2,578,816 12,394 2,642 8,295 40,076 113,83315-Nov-2000 2,684,033 146,440 5.46% 100,068 2,421,450 12,107 3,968 8,701 39,223 114,54616-Nov-2000 2,852,901 138,283 4.85% 104,491 2,594,255 12,603 3,269 8,871 39,528 114,61417-Nov-2000 2,818,216 88,435 3.14% 104,636 2,602,900 18,310 3,935 8,754 42,169 116,20218-Nov-2000 2,754,348 7,131 0.26% 105,199 2,622,143 15,878 3,997 8,413 41,413 119,04819-Nov-2000 2,739,030 6,919 0.25% 105,206 2,614,939 8,678 3,288 8,351 41,559 122,81020-Nov-2000 2,716,675 7,645 0.28% 105,474 2,584,847 15,761 2,948 8,348 39,113 120,42521-Nov-2000 2,734,984 7,471 0.27% 104,852 2,603,695 14,804 4,163 8,481 38,465 120,18022-Nov-2000 2,744,314 7,673 0.28% 105,664 2,615,577 13,357 2,043 8,434 39,290 112,30023-Nov-2000 2,747,377 5,589 0.20% 105,033 2,617,894 14,261 4,600 8,378 39,582 120,95624-Nov-2000 2,756,477 3,758 0.14% 106,504 2,627,553 16,172 2,490 8,449 39,860 120,77325-Nov-2000 2,745,397 6,617 0.24% 104,634 2,617,063 13,117 3,966 8,432 38,865 100,19026-Nov-2000 2,483,654 7,563 0.30% 99,327 2,361,680 12,061 3,023 8,050 37,166 112,21327-Nov-2000 2,721,421 5,848 0.21% 104,551 2,593,955 13,738 3,329 8,296 40,518 121,99028-Nov-2000 2,753,273 6,067 0.22% 105,962 2,627,560 10,391 3,293 8,328 38,497 123,06229-Nov-2000 2,729,877 6,869 0.25% 104,849 2,598,001 16,666 3,492 8,299 37,166 123,03930-Nov-2000 2,718,590 6,304 0.23% 104,404 2,591,852 12,758 3,272 8,325 38,617 122,03101-Dic-2000 2,713,873 6,823 0.25% 103,287 2,585,967 14,024 3,772 8,288 39,756 95,525
02-Dic-2000 2,733,377 6,608 0.24% 105,475 2,611,328 6,626 3,340 8,401 40,244 95,71603-Dic-2000 2,722,696 6,295 0.23% 103,841 2,591,433 17,205 3,922 8,382 39,889 60,91504-Dic-2000 2,710,602 6,518 0.24% 105,090 2,579,861 16,316 2,817 8,250 39,157 88,52005-Dic-2000 2,820,310 6,565 0.23% 107,413 2,690,172 14,240 1,920 8,435 38,334 125,41206-Dic-2000 2,846,768 6,591 0.23% 106,950 2,716,012 13,517 3,698 8,512 40,629 123,94507-Dic-2000 2,846,472 6,463 0.23% 106,698 2,716,275 13,413 3,623 8,641 40,880 121,86608-Dic-2000 2,847,498 6,360 0.22% 107,175 2,714,316 15,801 3,846 8,622 37,326 115,60109-Dic-2000 2,812,312 6,618 0.24% 106,130 2,682,977 13,293 3,294 8,501 39,821 121,35410-Dic-2000 2,790,656 6,016 0.22% 105,572 2,665,637 9,912 3,519 8,520 39,673 120,38711-Dic-2000 2,790,172 7,303 0.26% 105,104 2,660,881 12,871 4,013 8,540 39,691 94,30212-Dic-2000 2,779,236 6,864 0.25% 105,169 2,649,603 13,506 4,094 8,477 40,884 105,11413-Dic-2000 2,765,912 7,542 0.27% 105,597 2,637,352 11,798 3,623 8,536 39,975 120,61814-Dic-2000 2,801,651 6,544 0.23% 105,680 2,668,564 16,889 3,974 8,489 40,528 105,72915-Dic-2000 2,794,301 6,476 0.23% 105,899 2,660,243 16,818 4,865 8,475 40,007 120,61416-Dic-2000 2,792,711 10,975 0.39% 105,828 2,657,609 15,005 3,294 8,667 40,998 120,80317-Dic-2000 2,840,798 6,497 0.23% 106,170 2,708,509 16,579 3,043 8,683 40,180 120,77118-Dic-2000 2,880,104 6,231 0.22% 106,836 2,748,972 14,086 3,979 8,755 39,196 121,22619-Dic-2000 2,819,069 6,466 0.23% 105,335 2,689,825 14,115 3,328 8,671 38,632 85,01020-Dic-2000 2,811,144 6,991 0.25% 104,915 2,679,809 15,922 3,507 8,770 38,413 120,47421-Dic-2000 2,803,836 7,245 0.26% 105,350 2,672,055 15,542 3,644 8,699 38,892 120,25022-Dic-2000 2,824,049 7,792 0.28% 106,890 2,696,914 9,673 2,780 8,733 37,756 121,21923-Dic-2000 2,834,351 24,593 0.87% 106,604 2,688,462 11,675 3,017 8,758 42,971 121,95924-Dic-2000 2,874,376 7,395 0.26% 107,875 2,743,253 13,198 2,655 8,842 44,093 122,90125-Dic-2000 2,845,248 8,037 0.28% 106,166 2,709,084 17,727 4,234 8,862 38,428 120,39826-Dic-2000 2,789,062 7,929 0.28% 105,203 2,658,372 14,508 3,050 8,704 38,674 120,71427-Dic-2000 2,825,360 6,168 0.22% 106,900 2,694,721 14,046 3,525 8,752 38,946 120,96828-Dic-2000 2,836,577 6,108 0.22% 106,010 2,707,606 13,242 3,611 8,809 39,418 87,21029-Dic-2000 2,887,562 6,247 0.22% 107,929 2,757,577 11,724 4,085 8,840 39,989 108,82030-Dic-2000 2,845,210 7,206 0.25% 107,461 2,726,868 750 2,925 8,752 38,903 113,66931-Dic-2000 2,834,335 6,433 0.23% 107,951 2,703,615 13,720 2,616 8,869 39,147 128,075
Fuente: BP Exploration Company, Producción de Casanare año 2000.
ANEXO C
PRODUCCION DE GAS NATURAL EN CASANARE(CUSIANA Y CUPIAGUA), GAS QUEMADO Y GAS
UTILIZADO COMO COMBUSTIBLEEN EL AÑO 2000
ANEXO D
EVALUACIÓN DE EMISIONES EN EL CPF CUSIANA -CUPIAGUA
ANEXO E
RESULTADOS DE MEDICIONES EN CHIMENEACPF CUSIANA - CUPIAGUA
Tecnología VOC CO NOX PM10 SOX CH4 CO2Tecnología de Gas Natural QuemadoCaldera de utilidad industrial: actual 2,700 41,100 92,900 3,7000 0,309 1,100 59863Caldera de utilidad industrial: futuro 2,700 41,100 39,100 3,7000 0,309 1,100 59863Caldera industrial pequeña: actual 2,700 41,100 48,900 3,7000 0,309 1,100 59863Caldera industrial pequeña: futuro 2,700 41,100 15,600 3,7000 0,309 1,100 59863Turbina de gas grande: actual 1,400 3,700 78,200 3,6000 0,309 2,500 59922Turbina de gas grande: futuro 1,400 2,500 39,600 3,6000 0,309 2,500 59924Turbina con ciclo combinado de gas: actual 1,400 3,700 78,200 3,6000 0,309 2,500 59922Turbina con ciclo combinado de gas: futuro 1,400 2,500 39,600 3,6000 0,309 2,500 59924Turbina de línea de conducción 0,908 77,180 154,360 11,6070 0,309 23,154 59751Motor estacionario reciprocante: actual 560,690 379,847 1074,460 11,6070 0,309 328,393 56691Motor estacionario reciprocante: futuro 61,290 331,420 871,680 11,6070 0,309 289,047 58432Gas natural quemado en campo de aceite 50,200 17,610 31,710 1,3070 0,309 0,130 59754
Tecnología de Diesel QuemadoCaldera industrial: actual 0,710 17,7000 84,700 3,530 12,607 0,180 80402Caldera industrial: futuro 0,710 17,7000 35,300 3,530 12,607 0,180 80402Caldera comercial: actual 1,200 17,7000 70,600 3,810 12,607 0,760 80399Caldera comercial: futuro 1,200 17,7000 35,300 3,810 12,607 0,760 80399Motor estacionario reciprocante: actual 40,860 459,6000 2133,600 150,000 12,607 4,540 79715Turbina controlada 1,335 8,7140 131,660 16,989 12,607 0,844 80413
Fuente: Documento AP-42 EPA Emission Factors of Fuel CombustionAppendix A
FACTORES DE EMISIÓN DE COMBUSTIBLE (G/106 Btu de combustible)
ANEXO G
COSTOS DE LA MEDICION DIRECTA EN LA FUENTE
COSTOS DE LA MEDICION DIRECTA
MONITOREO FUENTES FIJAS1 PERSONAL
1.5 Comisión Monitoreo Fuentes Fijas 5 Día452,390 2,261,950
3 EQUIPOS MONITOREO FUENTES FIJAS3.1 Medidor de Partículas (Muestreador en
Chimenea)1 Chimenea
396,000 396,0003.2 Medidor de Gases (Analizador de
Combustión)1 Chimenea
330,000 330,0003.3 Muestreo y Análisis de Metano 1 Chimenea
440,000 440,000
5 INFORMES5.3 Informe Monitoreo Fuentes Fijas 0.3 Unidad
3,297,799 989,340
6 TRANSPORTE6.1 Pasajes Aéreos bajo la modalidad de
reembolso2 Pasaje
319,400 638,8006.2 Vehículo 4 Día
155,438 621,752
7 VIÁTICOS 10 Persona-Día 72,600 726,000
TOTAL6,403,842
Costos obtenidos directamente por la BPXC. Cotización de laboratorio para las
mediciones y análisis de resultados.
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