Evaluación de la actividad adsorbente de un material inteligente y su operabilidad para la remoción de contaminantes orgánicos en aguas de producción

Abstract

En Colombia, diariamente se producen cerca de 1,5 millones de metros cúbicos de agua de producción en diversos campos petroleros. El objetivo de eliminar los vertimientos desafía el desarrollo de tecnologías que impulsen esta estrategia, asegurando la sostenibilidad y la preservación del medio ambiente sin comprometer la producción de crudo. A lo largo de este trabajo, se estudia el procedimiento para la producción y caracterización de una membrana dotada con un material inteligente en su matriz. En primera instancia, esta membrana es de naturaleza oleofílica y permite la eliminación de los contaminantes orgánicos presentes en el agua de producción. No obstante, al exponer la membrana a una irradiación con luz UV durante 10 minutos, su afinidad al aceite se invierte, transformándose en oleofóbica. Esto posibilita la remoción de los contaminantes de la matriz de la membrana y la regeneración de su capacidad de remoción. Esta membrana logró retirar hasta el 90,6% de los contaminantes asociados a grasas y aceites de una muestra de agua de producción sintética con concentraciones entre 90 mg/L y 250 mg/L. Además, se confirmó la inversión de la afinidad al aceite al exponerse a un estímulo de luz UV, lo que permitió recuperar la capacidad de retención de contaminantes de la membrana. La membrana también se sometió a estudios de análisis termogravimétrico y microscopia electrónica de barrido, que facilitaron la caracterización de su naturaleza. (Texto tomado de la fuente).

In Colombia, approximately 1.5 million cubic meters of production water are generated daily in several oil fields. The goal of eliminating discharges challenges the development of technologies that drive this strategy, ensuring sustainability and environmental preservation without compromising crude oil production. Throughout this work, the procedure for producing and characterizing a membrane equipped with a smart material in its matrix is evaluated. Initially, this membrane is oleophilic and allows the removal of organic contaminants in production water. However, when the membrane is exposed to UV radiation for 10 minutes, its affinity for oil is reversed, transforming it into an oleophobic state; this enables the removal of contaminants from the membrane matrix and the regeneration of its removal capacity. This membrane successfully removed up to 90.6% of pollutants associated with fats and oils from a synthetic production water sample with concentrations between 90 mg/L and 250 mg/L. Additionally, the reversal of oil affinity was confirmed when exposed to UV radiation stimulus, allowing the recovery of the membrane's contaminant retention capacity. The membrane was also subjected to thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy studies, facilitating the characterization of its nature.