Parte I. El Mercurio en la Industria del Petróleo y Gas

 

Introducción.

El Mercurio (Hg), es uno de los contaminantes que proviene desde la formación de un yacimiento y puede coexistir en el petróleo y gas en diferentes estados y compuestos. En su mayor parte, en su estado elemental (en forma de trazas o vapor), el Hg fluye desde la formación hasta la cabeza de pozo y posteriormente mediante las líneas de recolección llega hasta la planta de producción de gas o petróleo en donde debería ser atrapado para evitar su paso por plantas de refinación.

El Hg a ciertas concentraciones, es un contaminante potencialmente peligroso y puede afectar negativamente a la seguridad del procesos y poner en riesgo la integridad del activo mediante la amalgamación y fragilización de materiales, equipos, que contienen Aluminio o aleaciones de Aluminio.

El Hg, es un contaminante que afecta el sistema nervioso central, por lo tanto, es un metal  principalmente neurotóxico que puede afectar la salud y bienestar de los trabajadores en las actividades rutinarias de operación y mantenimiento en la industria del petróleo y gas, por esta razón es imprescindible establecen requisitos y controles en los procedimientos de trabajo.

El Hg, es un contaminante ambiental, y la mayor contaminación se manifiesta a nivel acuático. Es decir, todas las descargas y emisiones de Hg tiene un receptor final que son los cuerpos de agua en donde se generan dos procesos con el Hg. La bioacumulación y la biomagnificación, son procesos mediante el cual transforman el Hg en Metilmercurio (MeHg) al ser absorbido por microorganismos, los peces se alimentan de microorganismos y finalmente el MeHg termina en el hombre al encontrarse en lo más alto de la cadena alimenticia.

Origen del Mercurio en el Petróleo y Gas.

En los yacimientos, el Hg pudo haberse formado a través del tiempo mediante la materia orgánica sedimentaria (MOS). También, el origen del Hg puede estar asociado a la presencia de rocas volcánicas y depósitos de Cinabrio (Sulfuro de Mercurio - HgS) y pirita. El Cinabrio es un compuesto que se descompone a 560 °C en HgS y Hg elemental.

Otra fuente de Hg, podría ser por la cesión por intercambio de arcillas o desde aguas subterráneas, protagonistas importantes de la migración secundaria desde la roca madre hasta la trampa del reservorio.

Mercurio Elemental.

El Mercurio o plata líquida como se lo denominaba en la literatura antigua, es el único metal líquido en su estado elemental. A continuación, se muestran algunas propiedades del Hg elemental:

• Nombre: Mercurio
• Símbolo: Hg (Hydrargyrum)
• Color: Plata
• Estado: Líquido
• Densidad de vapor: 6.9
• Punto de ebullición: 357 °C
• Punto de fusión: -39 °C
• Solubilidad en el agua: Insoluble
• Solubilidad en solventes orgánicos: Soluble

El Hg, es un metal que se combina facílmente con el Azufre y halógenos formadores de sales como el Flúor (F), Cloro (Cl), Yodo (I).

Compuestos del Mercurio en el Petróleo y Gas.

El Hg llega hasta las plantas de tratamiento de gas o petróleo (PTG o PTP) en diversos estados y puede coexistir en los diversas formas en los diferentes subprocesos de producción de petróleo y gas. 

El Mercurio en la Industria del Petroleo y Gas

En una PTG o PTP podemos encontrar:

• Mercurio elemental
• Compuestos de Mercurio
• Mercurio inorgánico
• Mercurio orgánico

Mercurio Elemental.

El Hg en su estado elemental, es soluble en los hidrocarburos líquidos, por lo tanto, puede encontrarse disuelto. Asimismo, en el agua de producción, sedimentos y parafinas, el Hg elemental puede encontrarse contraído en forma no disuelta, ya que su tensión superficial es siete veces más que la del agua.

Mercurio Inorgánico.

Los compuestos inorgánicos (HgX2)(HgX), siendo X un anión nitrato o más frecuentemente cloruros. Son sales poco solubles en petroleo y condensado, pero muy solubles en el agua de producción. Los cloruros orgánicos son cinco veces más solubles en líquidos orgánicos que el Hg elemental.

El Cloruro Mercurioso (Hg2Cl2), es un polvo blanco insoluble en agua, por calentamiento libera Hg y forma Cloruro Mercúrico (HgCl2). Tiene relativamente baja toxicidad.

El Cloruro Mercúrico (HgCl2), es extremadamente tóxico y muy soluble en agua.

Mercurio Orgánico.

Son conocidos como organomercuriales (X-Hg, R; R-Hg-R), donde R representa al grupo alquilo CnH2n+1. Estos compuestos se caracterizan por la unión carbono-mercurio tipo covalente.

Los organomercuriales, son solubles en hidrocarburos en mayor proporción que el Hg elemental y acompañan en los diferentes subproductos de los procesos de refinación de hidrocarburos.

Las formas R-Hg-R, son muy solubles en agua, glicol, petróleo y condensado.

Los dialquil-mercurios, son sumamente tóxicos, mientras que los monoalquil-mercurios (CH3-Hg-X) presentan baja toxicidad.  

El Mercurio en las Plantas de Tratamiento de Gas y Petróleo.

El Mercurio, es un contaminante que podría ingresar a una PTG o PTP de forma accidental, no prevista en el diseño inicial poniendo en riesgo la operación, la salud y bienestar de los trabajadores contaminando todo el proceso. En caso de que este contaminante haya sido identificado el la etapa de diseño de la planta y se haya considerado su remoción, se debe hacer seguimiento y medición de la eficacia del proceso de remoción de Hg y establecer medidas de control en los procedimientos de trabajo para evitar la intoxicación de los trabajadores con Hg en las actividades rutinacias de operación y mantenimiento.

Medición de Mercurio Ambiental. Control operativo en actividades de mantenimiento en PTG

Si bien es cierto, se conoce la distribución total del Hg en el petróleo, gas, condensado, agua de formación, glicol. Sin embargo, se desconoce las formas bajo las cuales se encuentran en estas matrices, debido a que existe una familia compleja de compuestos de Hg.

"No existe un Mercurio, sino una familia compleja de Mercurio y sus compuestos con propiedades específicas de cada miembro y mucho de los miembros pueden coexistir en la fases gas y líquida (hidrocarburo y agua) y en los componentes de cada uno de ellos".

Bioacumulación y biomagnificación del Mercurio

El Mercurio, es un contaminante natural que afecta la seguridad de las operaciones, poniendo en riesgo la integridad del activo. Asimismo, la presencia del Mercurio pone en riesgo la salud y bienestar de los trabajadores en una PTG o PTP, siendo necesario establecer Procesos para la Gestión del Mercurio y garantizar la seguridad de las operaciones y brindar condiciones de trabajo seguras y saludables.

En la segunda parte de este articulo, se describen los procesos técnicos y administrativos para la Gestión del Mercurio en la Industria del Petróleo y Gas. ¡No te lo pierdas!.

Ing. MSc. Victor Chamby J.
Autor

Bolivia, febrero 2024

Bibliografía Consultada.

• Ley 1333 del Medio Ambiente (1992), Bolivia
• Suarez R.A. Salinas D.R.(2009). Impacto del Mercurio Transportado por el Gas Natural sobre Aleaciones de Aluminio y Acero
• Lijo J.A. Sotomayor J.C. ¿El Mercurio donde esta?
• Nota Técnica 51 (2007). Mercurio. Del Riesgo Operacional al Riesgo Ocupacional
• Bell L. DiGangi J. Weinberg J. (Mayo 2014). Introducción a la Contaminación por Mercurio y al Convenio de Minamata Sobre Mercurio para las ONG
• Chamby, V. (Febrero 2024). Parte II. Gestión del Mercurio en la Industria del Petróleo y Gas. Recuperado de https://contenidos-qhse.blogspot.com/2024/02/parte-ii-gestion-de-mercurio-en-la.html
• Petrolnews (2010). El Mercurio, ¿Un problema en la licuefacción del gas?. Recuperado de https://www.petrolnews.net/noticia.php?ID=qjcpbonl&r=13984