Sensores de petróleo crudo: Control de la calidad del agua

¿Por qué querría medir el petróleo crudo?

«Petróleo crudo» es un término genérico para el petróleo natural sin procesar. Hay muchas clases de petróleo crudo, y la composición química de cada fuente es ligeramente diferente. No todo el petróleo crudo presente en el agua es el resultado de un vertido de petróleo provocado por el hombre; muchas masas de agua tienen pequeñas cantidades de filtraciones de petróleo. Una fuente estima que cada año se filtran 500.000 barriles de petróleo al Golfo de México desde casi 1.000 puntos de filtración.

Las grandes concentraciones de petróleo crudo pueden ser peligrosas para diversas formas de vida acuática; sobre todo, las aves pueden verse envueltas en petróleo pesado. A menudo, los peces pueden simplemente alejarse nadando del problema. Debido a la gran variedad de composiciones químicas, es difícil estimar la toxicidad de las concentraciones bajas de petróleo crudo para las formas de vida más pequeñas. Sin embargo, un estudio enumera los niveles de toxicidad aguda (CL50 de 96 h) como:

• larvas y huevos 0,1 a 100 mg/l
• crustáceos pelágicos (por ejemplo, gambas) 100 a 40.000 mg/l
• crustáceos bentónicos (por ejemplo, langostas) 56 mg/l
• bivalvos (por ejemplo, ostras) 100 a 100.000 mg/l
• peces 88 a 18.000 mg/l

Los cambios en las tendencias del crudo a largo plazo pueden indicar la necesidad de un estudio químico más detallado del agua y de sus fuentes de contaminación.

¿Cómo se mide el petróleo crudo?

El sensor de es un sensor fluorométrico sensor fluorométrico. La fluorescencia se produce cuando una molécula absorbe energía luminosa en una longitud de onda y luego emite esa energía en una longitud de onda diferente. Los sensores fluorométricos emiten luz a una determinada longitud de onda y buscan a cambio una longitud de onda muy específica y diferente. El problema de medir el petróleo crudo es que la respuesta de fluorescencia cubre un rango muy amplio, dependiendo de la fuente del petróleo (véase el gráfico siguiente).

Debido a la amplia gama de respuestas, no existe una forma exacta de calibrar un sensor de petróleo crudo. Quizá el mejor método de calibración sea preparar un patrón de concentración gravimétrica conocida. El patrón debe emplear el tipo de petróleo esperado en el campo, a una concentración cercana a la esperada en el campo.

Otro problema es que el petróleo crudo «se desgasta». Si imaginas una muestra de petróleo flotando en la superficie del agua, es fácil ver que las fracciones más ligeras del petróleo (como los BXT: benceno, xileno y tolueno) se volatilizarán en la atmósfera (de ahí el olor de las manchas de petróleo). Esto implica que el mejor método de calibración es analizar varias muestras de campo para determinar su contenido de aceite, utilizando cualquier método de análisis de laboratorio que sea adecuado para el tipo de muestra. Si a continuación se analizan varias diluciones de la muestra de campo con el sensor de petróleo crudo y los resultados son lineales, bastará una única calibración del sensor para las mediciones de campo. Sin embargo, si los resultados no son lineales, puede prepararse una tabla de calibración para ajustar las lecturas del sensor a las concentraciones que puedan darse en el campo.

¿Qué debo saber sobre la medición del petróleo crudo en el campo?

La suciedad es el mayor problema de campo de los sensores de fluorescencia. Cualquier material extraño que se acumule en la superficie activa del sensor reducirá la cantidad de luz emitida o recibida, o ambas. Y a veces el material extraño puede proporcionar una señal falsa al fluorescer en las mismas longitudes de onda que el petróleo crudo. Normalmente, las incrustaciones sólo deberían ser un problema en los despliegues a largo plazo, no en las prospecciones diarias. Sin embargo, la tendencia del petróleo crudo a formar una capa flotante significa que debes tener cuidado, al introducir el sensor en el agua, de no recubrirlo de petróleo.