Refinería mexicana recubre con geomembrana un embalse de aguas residuales

Refinería mexicana recubre con geomembrana un embalse de aguas residuales

Por Felon R. Wilson, P.E.
Director del Grupo Productos de Ingeniería de Seaman Corporation.

Los éxitos técnicos y económicos de la contención con geomembranas en relación con los métodos tradicionales de revestimiento (arcilla, concreto, etc.) están bien documentados en todo el mundo. Las aplicaciones industriales y petroquímicas representan muchos de los primeros y más duraderos ejemplos de estos éxitos. Los usos de estas geomembranas llevaron a  PEMEX (Petróleos Mexicanos) a elegir una geomembrana para revestir un embalse de aguas residuales de proceso en su refinería de Salamanca. Salamanca se encuentra a unos 200 km al noroeste de la Ciudad de México, como se muestra en la Figura 1. La planta de Salamanca es la refinería más grande del sistema PEMEX, y la onceava más grande refinería de petróleo crudo en el mundo. Los productos terminados incluyen diversos combustibles, aceites y derivados del petróleo crudo.

El crecimiento de la economía de México está generando una creciente necesidad de petróleo refinado. Al mismo tiempo se generan cantidades más grandes de aguas residuales de procesos aceitosos y otros durante la refinación. Uno de los embalses de contención existentes (Figura 2) necesitaba mayor capacidad, lo que llevó a la autoridad reguladora local, la SEMARNAP (Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca) a ver la necesidad de una capa de contención positiva junto con la expansión del estanque. Esta contención debía ser resistente a los productos de refinería estándar, a materias primas y productos intermedios, a silicatos abrasivos de las operaciones de proceso y poder resistir la exposición prolongada a la luz solar y los cambios de temperatura. Para la refinería fue esencial disponer de una instalación y mantenimiento simples, seguros y confiables. El estanque restaurado era de 4,500 metros cuadrados con pendientes laterales de 3:1, y requirió una amplia renovación como puede verse en la Figura 2.

Los ingenieros de PEMEX realizaron una comparación detallada de los materiales de revestimiento, tanto naturales como sintéticos. Se descartaron los revestimientos de arcilla y  arcilla geosintética debido a su baja permeabilidad a productos derivados del petróleo y a la necesidad de una cubierta protectora. El asfalto no era apropiado debido a su alta permeabilidad e incompatibilidad con el petróleo. La construcción con concreto resultaba poco práctica, costosa y con alta permeabilidad. También se excluyeron varios materiales sintéticos: el policloruro de vinilo (PVC) debido a su incompatibilidad con el petróleo y los requisitos de cobertura, el polipropileno debido a su incompatibilidad con el petróleo y el polietileno de alta densidad (HDPE) debido a los requisitos de cobertura y protección de la subrasante que muchos consideran necesario, y al mayor número requerido de soldaduras de fábrica. Finalmente, PEMEX eligió una aleación reforzada de interpolímero de etileno (EIA) y especificó además el uso de un tejido recubierto EIA (EIA-CF) con resistencia a la tracción  > 2450 N (Método Grab, ASTM D751) y capaz de soportar cargas sostenidas en las laderas a temperaturas elevadas según el método de Resistencia de la Soldadura a Carga Muerta (ASTM D751).  Después de un análisis exhaustivo de materiales de revestimiento alternos, el departamento de Ingeniería de PEMEX especificó un revestimiento de geomembrana, una aleación reforzada de interpolímero de etileno de 0.75 mm, en base a su probada capacidad para soportar los parámetros de diseño. El revestimiento utilizado fue la geomembrana XR-5® 8130 (EIA-CF), fabricada por Seaman Corporation, en Wooster, Ohio, EE.UU.  Debido a que el revestimiento EIA era flexible, permitió la fabricación en planta de  4 paneles, cada uno de 35 m x 35 m, por Engineered Textile Products, en  Mobile  , Alabama EE.UU. El instalador, REMMSA de la Ciudad de México, colocó los paneles desplegándolos a lo largo de la parte superior de la pendiente para tener una lámina de 35 m de ancho. Luego se desplegó desde la parte superior de la pendiente a lo largo de la subrasante ya preparada. Debido al refuerzo pesado en el revestimiento EIA-CF, el material tenía muy alta resistencia al punzonamiento. Por lo tanto, no fue necesario adicionar resistencia al punzonamiento usando arena o geotextiles. Los paneles se traslaparon y soldaron con calor utilizando equipo de soldadura de aire caliente comercialmente disponible. Se podía haber usado soldadura con cuña caliente o aire caliente, pero se seleccionó el aire caliente porque el equipo estaba disponible localmente y permitió realizar pruebas no destructivas. Al utilizar las láminas grandes de geomembranas, sólo se requirieron 3 soldaduras de campo. La instalación siguió un plan escrito de Control de Calidad de la Construcción (CQA) que incluía certificaciones para la construcción de  las láminas y la fabricación en fábrica, además de las soldaduras de campo. El  tiempo de instalación total, incluyendo el sellado de las estructuras de entrada y salida y los detalles de manguitos para tubería y tiras de madera fue de  menos de 3 días.

La Figura 3 y la Figura 4 muestran la instalación completa, que se terminó en 1994. La Figura 5 muestra el revestimiento EIA durante una inspección llevada a cabo en 1998. En ese momento, el embalse se vació durante una inspección rutinaria de la refinería para revisar el revestimiento. No hubo aberturas o fugas y el personal de ingeniería confirmó que la geomembrana estaba funcionando según lo previsto.

El uso de una geomembrana en esta instalación de la refinería documenta el uso exitoso de un geosintético en una instalación adecuadamente seleccionada y diseñada.

Felon R. Wilson, EP es Director del Grupo de Productos de Ingeniería de Seaman Corporation. Ingeniero Civil Certificado en 6 estados de los EE.UU.