Rojas S. 1 , Atiaga Franco O.L.2 Reutilización de los Ripios de Perforación en Base Agua como Material de Construcción. Rojas S. 1 , Atiaga Franco O.L.2   1Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE. Departamento de Ciencias de la Tierra y la Construcción, Sangolquí, Ecuador. srenvironmental@gmail.com 2Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE. Departamento de Ciencias de la Tierra y la Construcción, Sangolquí, Ecuador oatiaga@espe.edu.ec

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVO La presente investigación, manifiesta una iniciativa de solución al problema de la disposición final de los ripios generados en las actividades de perforación de la industria hidrocarburífera. Cuyo objetivo principal fue el determinar el potencial de reutilización de los ripios de perforación en base agua como material de construcción

2. FASE DE CAMPO Muestreo.- Obtención de muestras representativas. METODOLOGÍA 1. FASE DE GABINETE Recopilación y procesamiento de información Identificación de las celdas de muestreo 2. FASE DE CAMPO Muestreo.- Obtención de muestras representativas. Zona de Disposición Final Periodo Disposición Final Nº Celdas Cerradas Nº Celdas Muestreadas Nº Muestras Representativas Estación Shushufindi 40 2009 23 8 1 2010 14 5 2011 34 2012 6 Plataforma Drago 13 NUEVOS 2012 11 3 TOTAL 90 30

Caracterización Físico Química. 3. FASE DE LABORATORIO Caracterización Físico Química.

Resultados de Análisis Clasificación de suelos (SUCS) Caracterización Mecánica Propiedades Resultados de Análisis 2009 2010 2011 2012 NUEVOS 2012 % Humedad Natural 7 6 8 4 Límites ATTERBERG % Límite líquido 53 51 44 47 42 % Límite plástico 37 34 31 35 % Índice de plasticidad 16 14 13 12 Granulométrico Análisis % Grava 1 % Arena 9 10 11 % Finos 93 89 % Finos (menor a 0,005mm) 33 29,5 24 % Finos (menor a 0,002mm) 22 18 Clasificación de suelos (SUCS) MH (Limo inorgánico de alta plasticidad) ML (Limo inorgánico) Aplicación del ripio de perforación: ALTERNATIVA 1. Estabilización con cemento para base en vías ALTERNATIVA 11. Fabricación de ladrillos

Humedad – Densidad sin Cemento 4. FASE EXPERIMENTAL Relación Humedad Densidad. Humedad – Densidad sin Cemento

Humedad – Densidad 2% Cemento

Humedad – Densidad 5% Cemento

Humedad – Densidad 10% Cemento

Humedad – Densidad 15% Cemento

Humedad – Densidad 20% Cemento

Humedad – Densidad 25% Cemento

Humedad – Densidad 30% Cemento

Humedad – Densidad 35% Cemento

Humedad – Densidad 40% Cemento

Humedad – Densidad 45% Cemento

Humedad – Densidad 50% Cemento

Resistencia a la Compresión Inconfinada (kg/cm2) Alternativa I.- Fabricación de especímenes y ensayo de resistencia a la Compresión Incofinada. Contenido de Cemento Resistencia a la Compresión Inconfinada (kg/cm2) 7 días 28 días 0% 9,69 34,66 2% 3,07 6,37 5% 12,07 19,85 10% 20,27 36,19 15% 22,71 39,81 20% 49,15 57,43 25% 56,98 90,65 30% 55,21 84,35 35% 59,31 91,92 40% 73,71 87,21 45% 91,05 111,33 50% 96,41 175,78 Rangos HOLCIM ECUADOR 14 - 28 18 -42

Resistencia Compresión (MPa) Alternativa II.- Fabricación de ladrillos y ensayo de resistencia a la Compresión Incofinada. Nº Experimento MUESTRA Diseño de Mezcla Resistencia Compresión (MPa) MEDIA (MPa) Ripio Perforación Agregados Humedad M1 M2 1er. Experimento 2009 100% 0% 21.0% 21,65 25,95 23,80 2010 18,14 20,65 19,39 2011 19,72 23,44 21,58 2012 14,99 15,51 15,25 NUEVOS 2012 13,93 13,44 13,69 26.4% 19,94 18,1 19,02 26,21 20,76 23,49 26,78 23,34 25,06 21,84 22,92 22,38 17,19 18,95 18,07 2do. Experimento Compuesta 24,52 22,64 95% 5% Tierra negra 17,4 20,16 18,78 90% 10% Tierra negra 16,05 18,26 17,16 85% 15% Tierra negra 15,55 17,21 16,38 5% Arena 23,78 23,26 23,52 10% Arena 22,05 23,77 22,91 15% Arena 21,63 20,90

Resistencia Mínima a la Compresión Vs Año de Disposición Final los resultados muestran que con la humedad óptima se obtiene la mayor resistencia a la compresión y que entre mas jóvenes sean los ripios de perforación menor va a ser su resistencia.

Resistencia a la Compresión Inconfinada Vs %Agregados La tendencia muestra que al aumentar el porcentaje de agregados el ladrillo pierde resistencia, siendo mas útil su fabricación únicamente con ripios de perforación.

III. Prueba de Toxicidad TCLP Alternativa I. Estabilización ripio – cemento para base en vías Alternativa II. Fabricación de ladrillos con y sin agregados

PRUEBA PRÁCTICA Fabricación de Ladrillos Artesanales

CONCLUSIONES Se concluye que la fabricación de los ladrillos presentan una aplicación mas útil en el campo de la construcción que la estabilización con cemento para base en vías. Adicional el uso de agregados en los ladrillos, aumenta los poros de la estructura interna del espécimen lo que hace que el ladrillo pierda resistencia y por otro lado trabajar con la humedad óptima se logra obtener una mejor resistencia a la compresión inconfinada. Las pruebas de lixiviación permitieron evidenciar que se obtiene mayor reducción en la concentración de los parámetros de análisis con la fabricación de ladrillos que con la estabilización ripio cemento para base en vías. Se observó que la conversión de los ripios de perforación en una estructura rígida, permite encapsular los metales pesados impidiendo así su biodisponibilidad en el ambiente. Finalmente en términos constructivos esta mal empleado el termino ripio ya que este corresponde a un agregado grueso y en la realidad estos están conformados por partículas de tamaños muy finos.

RECOMENDACIONES Se debería realizar un seguimiento ambiental mediante pruebas de lixiviación, a fin de establecer si existe biodisponibilidad de metales pesados al ambiente por desgaste del elemento constructivo ya sea por exposición a las condiciones atmosféricas ó el tiempo de vida. Se recomienda realizar un estudio de factibilidad económica en función de la disponibilidad de recursos de la empresa y así determinar la opción mas restable para la puesta en práctica. En el caso de optar por la fabricación de los ladrillos, se recomienda utilizar un horno que permita regular las condiciones de temperatura a fin de controlar las emisiones atmosféricas, el mismo que deberá contar con un sistema para el lavado de gases. Para la puesta en práctica, se recomienda que los ladrillos sean utilizados en las locaciones de industria hidrocarburífera, preferiblemente para la construcción de bodegas de almacenamiento de productos químicos y cerramientos.

AGRADECIMIENTOS La presente investigación se realizó bajo el auspicio de: Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Instituto de Estudios del Petróleo de la Empresa Pública de Hidrocarburos del Ecuador EP PETROECUADOR. Gerencia de Exploración y Producción de la Empresa Pública de Hidrocarburos del Ecuador EP PETROECUADOR.