Evaluación del comportamiento de la pluma contaminante ante eventuales escenarios de contaminación por hidrocarburo liviano en aguas subterráneas dentro de los dos instalaciones industriales utilizando el software visual moldflow

Abstract

Este proyecto evaluó el comportamiento de la pluma contaminante ante eventuales escenarios de contaminación por hidrocarburo liviano en aguas subterráneas, dentro de dos instalaciones industriales pertenecientes a Ecopetrol S.A mediante el software visual Modflow. En la fase inicial se diagnosticaron las condiciones locativas, topográficas a través de la interpolación de curvas de nivel en SURFER®; de precipitaciones y calidad del agua en términos de fenoles, compuestos BTEXs, grasas y aceites; cuyos resultados fueron positivos al no encontrarse valores significativos de hidrocarburo dentro de las áreas de estudio, según lo establecido en la norma colombiana vigente (Fenoles <0.10 mg/L, grasas y aceites <1.07 mg/L y BTEXs cuyas concentraciones son inferiores a la mínima cuantificable). Posteriormente se estudió el comportamiento hidráulico de aguas subterráneas en los piezómetros ubicados dentro de las estaciones industriales de Sebastopol y Vasconia a través de pruebas slug en campo con el método para conductividades de Hvorslev. De ésta manera se establecieron los parámetros hidráulicos, topográficos (cotas y coordenadas) y del suelo (porosidad) requeridos por Visual Modflow. Finalmente la simulación del flujo de aguas subterráneas y la trayectoria de partículas forward y backward de la pluma contaminante en Sebastopol dejó como resultado un modelo similar al realizado en el año 2006, cuya dirección del flujo es variable debido a la topografía del terreno; ya que cuenta con pendientes en la mayoría de las direcciones. La máxima velocidad de flujo obtenida en la simulación fue de 0.68 m/d y la dirección de la extensión de la pluma predominante es sur-oeste. En la calibración del modelo el valor de Residual Mean obtenido fue de 0.54 (m) con el PM4 inactivo y de -0.285 (m) con el PM4 activo. Y los valores de Abs. Residual Mean fueron de 0.603 (m) con el PM4 inactivo y de 1.142 (m) con el PM4 activo respectivamente. El porcentaje de Normalized RMS fue de 19% con el PM4 activo y finalmente de un 9% con el PM4 inactivo. En Vasconia la simulación dejó como resultado un modelo similar al realizado en el año 2010, cuya dirección del flujo es sur – noroeste; no cuenta con muchas pendientes pronunciadas, generando así una topografía uniforme. La máxima velocidad de flujo obtenida en la simulación fue de 0.42 m/d y la dirección de la extensión de la pluma predominante va en el mismo sentido del flujo de agua subterránea. En la calibración del modelo el valor de Residual Mean obtenido fue de 0.511 (m), los valores de Abs. Residual Mean fueron de 1.9 (m) y el porcentaje de Normalized RMS fue del 50%.

This project reviewed the contaminating plume behavior for two prospective light hydrocarbon contamination scenarios in underground water, inside of two industrial facilities belonging to Ecopetrol S.A using the software Modflow. At the initial stage, locative and topographic conditions were diagnosed through level curves interpolation in SURFER®; precipitations and water quality in terms of phenols, BTEX’s compounds, fats and oils; results were positive as significant levels of hydrocarbon were not found within the studied areas, according to the prevailing Colombian norm (Phenols <0.10 mg/L, fats and oils <1.07 mg/L and BTEX’s whose concentrations are below the least quantifiable). Later, underground water hydraulic concentrations at piezometers located at Sebastopol and Vasconia industrial stations were studied through Slug tests performed on field and solved by Hvorslev method. That’s how hydraulic, topographic (bounds and coordinates) and ground (porosity) parameters, required by Modflow, were established. Finally, underground water flux simulation and the forward and backward particle tracking of contaminating plume at Sebastopol left as results a model similar to the one of 2006, which flux’s direction is variable due to land’s topography as it count with slopes at most directions. Flux’s top speed, obtained by simulation, was 0.68 m/d and prevalent plume extension’s direction is South-West. At model’s calibration, Residual Mean values obtained were 0.54 (m) with inactive PM4 and 0.285 (m) with active PM4. Abs. Residual Means values were 0.603 (m) and 1.142 (m) with inactive and active PM4 respectively. Normalized RMS percentages were 19% and 9% with active and inactive PM4 respectively. At Vasconia, the simulation left as a result, a model similar to that performed in 2010, in which the flux direction is S – NW; it does not have many sharpened slopes so it produces a regular topography. The maximum flux speed obtained at the simulation was 0.42 m/d and the direction of the pollution plume’s extension presents the same flux of the underground water. At the calibration’s model, the Residual Mean’s value obtained was 0.511 (m), Abs. Residual Mean’s values were 1.9 (m) and the Normalized RMS’s percentage was 50%.