Detección de aceite, hidrocarburos y contaminación en agua de río

Introducción

En este estudio, vamos a analizar cómo el analizador de aceite en agua/COV/hidrocarburos MS1200 ha sido utilizado por empresas de agua municipales en el Reino Unido. Específicamente, mostraremos cómo el instrumento se ha utilizado para monitorear derrames y eventos de contaminación que afectan al agua de origen, y cómo esta detección ha sido beneficiosa para las empresas de agua involucradas.

También veremos algunos gráficos que muestran qué tipo de respuesta se puede esperar durante diferentes tipos de eventos, y también discutiremos brevemente qué medidas posteriores pueden tomar las empresas de agua y algunos detalles técnicos relacionados con esta aplicación.

Caso de Éxito – Protección de una Captación de Agua ante un Derrame de Queroseno

La captación de agua abastece a una planta de tratamiento de agua ubicada a 300 metros de distancia.

Está ubicada en una zona rural con problemas de altos niveles de amoníaco procedentes de la escorrentía de aguas superficiales (fertilizantes y ganado). El agua presenta niveles de turbidez muy variables dependiendo de las precipitaciones. La temperatura ambiente y los caudales también varían ampliamente debido a la geografía.

El río se encuentra en un valle escarpado y una carretera principal discurre paralela al río durante una larga distancia, con una alta probabilidad de que los accidentes provoquen incidentes de contaminación.

La falta de suministro de gas de red también significa que hay muchas granjas y viviendas que utilizan y almacenan queroseno para calefacción, así como combustible diésel para vehículos agrícolas. La contaminación ambiental de estas fuentes es frecuente y generalmente no se reporta.

La captación también es vulnerable al vertido ilegal de productos derivados del petróleo.

Desafortunadamente, el suministro de agua de este sitio es clave para la empresa de agua debido a la geografía de la zona local y la falta de un suministro de agua alternativo en caso de que la planta de tratamiento se vea afectada por un incidente de contaminación.

La empresa de agua instaló un Analizador de COV suministrado por Multisensor Systems en 2013 como parte de un conjunto de instrumentos para proteger la captación. Anteriormente, había utilizado con éxito los productos de Multisensor como parte de una respuesta a un derrame importante de queroseno que amenazaba el acuífero en otra región.

La falta de sensibilidad a los cambios en la turbidez del agua del río fue un factor clave en la selección de la tecnología de Multisensor frente a otras, como los sistemas basados en óptica, que son inherentemente susceptibles a lecturas falsas y a fallos del equipo en aguas turbias.

Después de varios meses, el analizador detectó un evento que provocó el cierre del sitio. El gráfico de este evento se puede ver a continuación. Este evento fue lento de disipar y se debió a un derrame de queroseno para calefacción. Se puede observar el aumento de la concentración hasta el punto en que las bombas se apagaron para evitar daños a la planta. Una vez que el incidente pasó, las bombas se volvieron a encender y se reanudó la operación normal.

La instalación del instrumento se completó sin problemas y la integración con el sistema SCADA del cliente a través de la conexión de 4-20 mA fue sencilla una vez correctamente escalada.

El único problema experimentado en el sitio fue la limpieza de la alimentación al tanque de muestreo, que debe limpiarse una vez al mes en esta aplicación. Esto se solucionó aumentando la presión de la alimentación al tanque de muestreo, eliminando componentes auxiliares redundantes y actualizando los procedimientos internos para incluir el proceso de limpieza.

El instrumento ha seguido funcionando sin interrupción desde el evento y su posterior mantenimiento programado.

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Caso de Éxito – Monitoreo en un Pozo

El pozo está ubicado en una zona urbana en el sur de Inglaterra y suministra agua a los clientes de la localidad.

El pozo ha sido perforado en estratos que hacen que el agua tenga un alto contenido de hierro, aumentando la turbidez del agua cruda entrante. Además, existe el problema de la contaminación por derrames de hidrocarburos, particularmente de un minorista de combustible local. Como resultado, la ubicación fue considerada de alto riesgo y se especificó el Monitoreo de COV.

El MS1200 de Multisensor tuvo éxito en esta aplicación debido a su técnica de medición sin contacto e inmunidad a las condiciones del agua analizada.

Inicialmente, se utilizó un instrumento basado en fluorescencia UV como técnica de detección de COV. Pronto quedó claro que este tipo de sistema no podía hacer frente al alto contenido de hierro del agua, que provocaba la deposición de óxido de hierro en los componentes ópticos, lo que resultaba en el fallo del instrumento en cuestión de días. La empresa de agua local había reconfigurado y calibrado repetidamente el instrumento, pero siempre fallaba nuevamente muy rápidamente.

Después de algún tiempo, el sistema de fluorescencia UV fue abandonado en favor del MS1200 de Multisensor Systems. Esto fue a principios de 2015. El MS1200 fue instalado y puesto en marcha, y luego se sometió a pruebas con concentraciones variables de diésel en solución en el agua analizada de hasta 20 ppb. Estas pruebas se superaron con éxito.

Desde su instalación, el MS1200 en el sitio no ha estado fuera de servicio en ningún momento.

La falta de sensibilidad a los cambios en la turbidez del agua fue un factor clave en la selección de la tecnología de Multisensor frente a otras, como otros sistemas basados en óptica, que son inherentemente susceptibles a lecturas falsas y fallos del equipo en aguas turbias. El uso de la tecnología de "nariz electrónica" por parte de Multisensor hace que sus productos sean inmunes a la turbidez y altamente fiables.

El MS1200 normalmente lee niveles de 0 a 30 ppb y se utiliza para controlar la bomba de modo que, en caso de niveles elevados de COV en el agua, las bombas puedan apagarse automáticamente. El MS1200 ha proporcionado un funcionamiento sin problemas durante más de un año, necesitando solo mantenimiento cada seis meses. La empresa de agua también ha comenzado a implementar el MS1200 en otras ubicaciones, tanto en aplicaciones de aguas subterráneas como superficiales.

Caso de Éxito – Protección de Captación Fluvial

Esta captación está ubicada en el East Midlands. La captación abastece una ETAP que se encuentra a 1 km de distancia. La captación tiene licencia para extraer 60 millones de litros anuales.

El río presenta niveles de turbidez muy variables dependiendo de las precipitaciones.

El río es utilizado por embarcaciones ligeras para recreo y está cruzado por carreteras. También es vulnerable al vertido ilegal de productos derivados del petróleo.

La empresa de agua local ha instalado dos Analizadores de COV suministrados por Multisensor Systems después de pruebas exhaustivas en 2011. Esta fue una mejora de un sistema anterior, también proporcionado por Multisensor Systems. La falta de sensibilidad a los cambios en la turbidez del río fue un factor clave en la selección de la tecnología de Multisensor frente a otras, como los sistemas basados en óptica, que son inherentemente susceptibles a lecturas falsas y fallos del equipo en aguas turbias.

El río ha experimentado pocos eventos significativos, con niveles registrados de hidrocarburos de hasta 5 ppb.

Los principales problemas han sido la limpieza del tanque de muestreo, que debe limpiarse una vez al mes en esta aplicación. Un evento en 2016 se muestra a continuación. Aquí se puede observar un pico claro de COV en el agua. El evento no fue lo suficientemente alto como para cerrar automáticamente la planta de tratamiento, pero demuestra la sensibilidad del equipo a cualquier evento, en este caso un evento de corta duración que pasó rápidamente.

¿Qué hacer en caso de alarma?

El Analizador de COV de Multisensor

Como hemos visto en los casos de éxito anteriores, una vez que un analizador está configurado y en funcionamiento, es muy probable que en algún momento durante la operación detecte un evento de contaminación. Entonces, ¿cuáles son las opciones disponibles para una planta de tratamiento de agua una vez que el analizador detecta un evento? A continuación, encontrará una lista no exhaustiva

  1. Proteger la planta de tratamiento de agua
    El primer paso será obviamente cerrar automáticamente la captación de agua y evitar que el agua llegue a la planta de tratamiento de agua. Esto suele hacerse deteniendo las bombas de captación de agua y/o desviando el agua contaminada a través de una válvula a un tanque de retención o de vuelta al río si no hay otras opciones disponibles
  2. Investigar el evento
    El segundo paso suele ser iniciar rápidamente una investigación para determinar la fuente del evento de contaminación (a veces es un accidente real, otras veces puede ser un acto malicioso). Se necesita una acción rápida para identificar a los posibles culpables, como un vertido ilegal de una fábrica o de particulares
  3. Operaciones de limpieza
    En el caso de un derrame importante que pueda afectar, por ejemplo, a un acuífero, las operaciones de limpieza pueden implicar excavar el suelo contaminado, colocar barreras subterráneas (en forma de muro) y demás
  4. Evaluación de Riesgos
    Una vez que se ha gestionado la emergencia y se tiene una visión completa de la situación, es el momento de realizar una evaluación de riesgos y definir la probabilidad de que ocurra un evento similar en la misma zona o en otras áreas de interés para el suministro de agua
  5. Gestión y Reducción de Riesgos
    Finalmente, se pueden tomar una serie de medidas para reducir el riesgo (zonas de exclusión, áreas controladas) y gestionar el riesgo, por ejemplo, añadiendo puntos de monitoreo adicionales aguas arriba y/o aguas abajo

Dado que las empresas de agua operan en un entorno en constante cambio, la evaluación de riesgos debe ser un proceso reiterativo y parte de un programa de mejora continua.

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Resultados Inesperados con un Analizador de COV

Muy a menudo, los clientes que instalan un analizador de COV parten de la suposición de que están captando agua de una masa de agua relativamente limpia que debe protegerse de eventos de contaminación inesperados. Sin embargo, nuestra experiencia en cientos de sitios muestra que, aunque en la mayoría de los casos esto es cierto, hay algunos casos en los que ya existía un nivel relativamente alto de contaminación de fondo que el cliente desconocía.

Esto suele ocurrir cuando la contaminación se debe a algunos contaminantes exóticos que no se detectan durante los análisis rutinarios. De hecho, las pruebas rutinarias suelen buscar una serie de COV ampliamente utilizados, como benceno, tolueno, xileno total, tricloroetileno, etc., y estas pruebas suelen costar varios cientos de libras. Por otro lado, si se requiere conocer todo lo que está presente en el agua, se debe realizar un análisis químico completo, que lleva tiempo y, sobre todo, es mucho más costoso (£1000-£2000).

Conclusiones

Nuestro monitor de COV total MS1200 es un monitor de detección de amplio espectro que permite a las empresas de agua no solo detectar eventos de contaminación y derrames, sino también obtener una mejor comprensión de sus puntos de captación de agua.

El uso de monitoreo mitiga el riesgo, y aunque no todos los puntos de captación son susceptibles a derrames, muchos lo son, y los costos de tal evento son muy altos.

El uso de esta tecnología junto con los procedimientos de evaluación de riesgos y los planes de gestión de riesgos puede ayudar a las empresas de agua a proteger sus reservas de agua y evitar problemas debido a la interrupción del suministro, la contaminación de activos, sanciones financieras y daños a la reputación de la empresa de agua.

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