FUNDAMENTOS BÁSICOS DE FLUIDOS DE PERFORACION A.- FUNDAMENTOS TEORICOS I.- FLUIDOS DE PERFORACION. Los fluidos utilizados durat! las la"or!s d! #!rfora$i% d! u #ozo & so d!o'iados $o'o fluidos d! #!rfora$i%. Est! t(r'io !st) r!stri*ido a los fluidos +u! so $ir$ulados a tra,(s d!l oo $u'#l! $o los r!+uisitos '/i'os d! !fi$i!$ia d! li'#i!za s!*uridad durat! la #!rfora$i% d! u #ozo. El t(r'io 0 FLUIDO DE PERFORACION 1 & i$lu! *as & air!& #!tr%l!o & a*ua & sus#!si% $oloidal a "as! d! a*ua ar$illa. Los fluidos usados ! la #!rfora$i% rotatoria & +u! ii$ial'!t! fu!ro to'ados $o'o '!dio #ara tras#or2tar los $ort!s d! ro$as a la su#!rfi$i!& so $osid!rados aora $o'o uo d! los fa$tor!s fa$tor!s ')s i'#ortat!s #ara !,itar fallas fallas ! las o#!ra$io!s d! #!rfora$i%. Ad!')s d! su $ualidad d! tras#ortar ri#ios a la su#!rfi$i!& los fluidos d! #!rfora$i% d!"! $u'#lir $o otras fu$io!s d! i*ual i'#orta$ia dir!$ta'!t! r!la$ioada $o la !fi$i!$ia& !$oo'/a total $o'#uta$i% d! la o#!ra$i% d! #!rfora$i%. Por !sta raz% la $o'#osi$i% d! los fluidos d! #!rfora$i% sus #ro#i!dad!s r!sulta2t!s !st) su3!tas a 'u$os !studios a)lisis. At!di!do a las !$!sidad!s & los fluidos d! #!rfora$i% d!"! #os!!r la $a#a$idad d! t!!r #ro#i!da2d!s f/si$as +u/'i$as +u! l! #!r'ita ada#tars! a ua *ra ,ari!dad d! $odi$io!s& #ara satisfa$!r las fu$io2!s ')s $o'#l!3as& #or !llo s! a r!+u!rido +u! la $o'#o2si$i% d! los fluidos s!a ')s ,ariada +u! sus #ro#i!da2d!s !st( su3!tas a 'aor $otrol. Esto a tra/do $o'o $os!$u!$ia !l i$r!'!to d!l $osto d! los fluidos d! #!rfora$i%. II.- FUNCIONES PRINCIPALES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION. 4- Tras#ortar los ri#ios d! #!rfora$i% d!l fodo d!l oo a$ia la su#!rfi$i! La a"ilidad #ara sa$ar #art/$ulas d! di,!rsos ta'a5os fu!ra d!l oo !s ua d! las fu$io!s ')s i'#or2tat!s d! u fluido d! #!rfora$i%. E la #!rfora$i% d! ua for'a$i%& los $ort!s !$os #or la '!$a& o ! al*uos $asos & #!dazos d! la for'a$i% #ro,!i!t!s d! las #ar!d!s d!l oo o o al o$urrir al*6 d!rru'"!& d!"! s!r $otiua'!t! $o tiua'!t! !,a$uados d!sd! !l oo asta la su#!rfi2$i!. El $u'#li'i!to d! !sta fu$i% d!#!d!r) d! los si*ui!t!s fa$tor!s7 4.48 D!sidad d! fluido. 4.98 :is$osidad d!l fluido. 4.;8 :is$osidad d!l fluido ! !l aular. 4.<8 :!lo$idad aular. 4.=8 D!sidad d! los $ort!s. 4.>8 Ta'a5o d! los $ort!s. E la 'aor/a d! los $asos & !l 'at!!r ua ,!lo$idad aular sufi$i!t! da $o'o r!sultado u 'o,i'i!to !to a$ia arri"a d! los $ort!s. Cuado la $a#a$idad d! la
"o'"a !s "a3a #ara #ro,!!r ua ,!lo$idad aular sufi2$i!t! #ara l!,atar los $ort!s& u i$r!'!to ! la ,is$osidad d!l lodo& #arti$ular'!t! #or !l i$r!'!to d!l #uto $!d!t!& d!"! r!sultar ! ua '!3or li'#i!za d!l oo. Cuado la ,!lo$idad d! as!ta'i!to d! las #art/$ulas !s 'aor +u! la ,!lo$idad aular& las #art/$ulas ti!d! a as!tars! ! !l oo o$asioado '6lti#l!s #ro"l!'as. Para dis'iuir la ,!lo$idad d! as!ta'i!to d! las #art/$ulas !s !$!sario au'!tar la ,is$osidad d!l lodo& r!fl!3)dos! !sto ! u au'!to d! #r!si% d! fu$ioa'i!to d! las "o'"as #ara 'at!!r u $audal !sta"l!$ido& lo $ual #rodu$! ua alta $otra#r!si% $a#az d! o$asioar #(rdidas d! $ir$ula$i%. Es r!$o'!-da"l!& +u! at!s d! i$r!'!tar la ,is$osidad s! $osid!2r! todos los #osi"l!s #ro"l!'as +u! s! #u!d! idu$ir. Otra for'a d! dis'iuir la ,!lo$idad d! as!ta'i!to d! las #art/$ulas !s '!diat! !l i$r!'!to d! la d!sidad d!l fluido& a +u! !sto tra! $o'o $os!$u!$ia u !f!$to d! flota$i% 'aor so"r! las #art/$ulas. 9- Efriar lu"ri$ar la '!$a la sarta d! #!rfora$i%. La fri$$i% ori*iada #or !l $ota$to d! la '!$a d! la sarta d! #!rfora$i% $o las for'a$io!s *!!ra ua $atidad $osid!ra"l! d! $alor. Los lodos d!"! t!!r sufi$i!t! $a#a$idad $alor/fi$a $odu$ti,idad t(r'i$a #ara #!r'itir +u! !l $alor s!a r!$o*ido d!l fodo d!l #ozo& #ara tras#ortarlo a la su#!rfi$i! disi#arlo a la at'%sf!ra. Es '/i'a la #osi"ilidad d! +u! !st! $alor s! !li'i! #or $odu$$i% a tra,(s d!l su"su!lo& ! $os!2$u!$ia d!"! !li'iars! #or !l fluido $ir$ulat!. El $alor tras'itido d!sd! los #utos d! fri$$i% al lodo !s difudido a '!dida +u! (st! al$aza la su#!rfi$i!. E '!or *rado !l lodo #or s/ 'is'o auda a la lu"ri$a$i%. Esta lu"ri$idad !s au'!tada '!diat! !l uso d! !'ulsioat!s & o aditi,os !s#!$ial!s +u! af!$ta la t!si% su#!rfi$ial. La $a#a$idad lu"ri$at! !s d!'ostrada #or la dis'iu$i% d! la torsi% d! la sarta& au'!to d! la ,ida 6til d! la '!$a& r!du$$i% d! la #r!si% d! la "o'"a& !t$. Co !l uso $ada ,!z ')s fr!$u!t! d! las '!$as $o $o3i!t!s autolu"ri$ados& !l !f!$to d! la lu"ri$idad d! los lodos s! 'aifi!sta #ri$i#al'!t! ! la fri$$i% d! la sarta d! #!rfora$i% $o las #ar!d!s d!l oo. ;- Pr!,!ir !l d!rru'"a'i!to d! las #ar!d!s d!l oo $otrolar las #r!sio!s d! las for'a$io!s #!rforadas. U "u! fluido d! #!rfora$i% d!"! d!#ositar u r!,o+u! +u! s!a liso& d!l*ado& fl!?i"l! d! "a3a #!r'!a2"ilidad. Esto audar) a 'ii'izar los #ro"l!'as d! d!rru'"!s atas$a'i!to d! la tu"!r/a & ad!')s d! $osoli2dar la for'a$i% r!tardar !l #aso d! fluido a$ia la 'is'a& al !3!r$!r ua #r!si% so"r! las #ar!d!s d!l oo a"i!rto. Nor'al'!t!& la d!sidad d!l a*ua ')s la d!sidad d! los s%lidos o"t!idos durat! la #!rfora$i% !s sufi$i!t! #ara "ala$!ar la #r!si% d! la for'a$i% ! las zoas su#!rfi$ial!s. La #r!si% d! la for'a$i% !s la #r!si% +u! ti!! los fluidos ! !l !s#a$io #oroso #u!d! !sti'ars! usado los *radi!t!s d! la for'a$i%. La 'is'a s! $al$ula '!diat! la si*ui!t! !$ua$i%7
PF7 @radi!t! d! for'a$i% #si#i!s8 Profudidad #i!s8 Si!do los *radi!t!s or'al!s .<;; #si #i! #ara !l a*ua dul$! .<>= #si#i! #ara !l a*ua salada. La #r!si% idrost)ti$a !s la #r!si% d!"ida a la $olu'a d! fluido. La !$ua$i% #ara !l $)l$ulo d! #r!si% idrost)ti$a !sta d!fiida #or7 P .=9 #si #rofudidad #i!s8 d!sidad lodo l#*8 #i!sl#* P D!didad lodo *r$$8 Profudidad 'ts8 4 G*$'9 Cuado la tu"!r/a s! "a3a d!tro d!l oo& d!s#laza !l fluido d! #!rfora$i%& a$i!do +u! !st! su"a a tra,(s d!l !s#a$io aular !tr! la sarta d! #!rfora$i% las #ar!d!s d!l oo. Esto !s a)lo*o a la $ir$ula$i% d!l fluido los $)l$ulos d! #r!si% #u!d! s!r o"t!idos #or '!dio d! la f%r'ulas d!s$ritas at!rior'!t!. El $otrol d! las #r!sio!s aor'al!s r!+ui!r! +u! s! a*r!*u! al lodo & 'at!rial d! alta *ra,!dad !s#!$/fi$a& $o'o "arita& #ara au'!tar la #r!si% idrost)ti$a.
<- Mat!!r ! sus#!si% los ri#ios !l 'at!rial d!sifi$at! $uado s! it!rru'#! la $ir$ula$i%. Las #ro#i!dad!s ti?otr%#i$as d!l lodo& d!"! #!r'itir 'at!!r ! sus#!si% las #art/$ulas s%lidas $uado s! it!rru'#! la $ir$ula$i%& #ara lu!*o d!#ositarlas ! la su#!rfi$i! $uado !sta s! r!ii$ia. Ba3o $odi$io!s !st)ti$as la r!sist!$ia o fu!rza d! *!latiiza$i% d!"! !,itar& ! lodos #!sados& la d!$ata$i% d!l 'at!rial d!sifi$at!. =- So#ortar #art! d!l #!so d! la sarta d! #!rfo2ra$i% o d!l r!,!stidor. Co !l i$r!'!to d! las #rofudidad!s #!rforadas !l #!so +u! so#orta !l !+ui#o d! #!rfora$i%& s! a$! $ada ,!z 'aor. El #!so d! la sarta d! #!rfora$i% d! la tu"!r/a d! r!,!sti'i!to ! !l lodo& !s i*ual a su #!so ! !l air! 'ulti#li$ado #or !l fa$tor d! flota$i%. PESO TUBERIA PESO TUBERIA air!8 Fa$tor d! flota$i% Ff 4 H D!sidad lodo*r$';8 .J= 88 U au'!to d! la d!sidad d!l lodo $odu$! a ua r!du$$i% d!l #!so total +u! !l !+ui#o d! su#!rfi$i! d!"! so#ortar. >- Pr!,!ir da5os a la for'a$i%. Ad!')s d! 'at!!r ! sitio !sta"ilizada la #ar!d d!l oo #ara #r!,!ir d!rru'"!sK d!"! !l!*irs! u sist!'a d! lodo +u! d!tro d! la !$oo'/a total d!l #ozo&
as!*ur! u '/i'o d! 'odifi$a$i% o alt!ra$i% so"r! las for'a$io!s +u! s! ,a #!rforado& o s%lo #ara !,itar d!rru'"!s u otros #ro"l!'as durat! la #!rfora$i%& sio ta'"i( #ara 'ii'izar !l da5o d! la for'a$i% a #rodu$ir +u! #u!d! ll!,ar a $ostosos trata'i!tos d! r!#ara$i% o #(rdidas d! #rodu$$i%. Es !$!sario +u! !l lodo t!*a ,alor!s %#ti'os ! todas sus #ro#i!dad!s #ara o"t!!r ')?i'a #rot!$$i% d! la for'a$i%& au+u! a ,!$!s& al*u2as d! !llas d!"a sa$rifi$ars! #ara o"t!!r !l ')?i'o $oo$i'i!to d! los !stratos #!rforados. Por !3!'#lo & la sal #u!d! da5ar u lodo au'!2tar la #(rdida d! a*ua& o o"stat!& ! otros $asos s! #u!d! a*r!*ars! !?-#rof!so #ara $otrolar la r!sisti,idad o"t!!r u $orr!$ta it!r#r!ta$i% d! u #!rfil !l($2tri$o. - Fa$ilitar la ')?i'a o"t!$i% d! ifor'a$i% so"r! las for'a$io!s #!rforadas. La $alidad d!l lodo d!"! #!r'itir la o"t!$i% d! toda la ifor'a$i% !$!saria #ara ,alorar la $a#a$i2dad #rodu$ti,a d! #!tr%l!o d! las for'a$io!s #!rforadas. Las $ara$t!r/sti$as f/si$o-+u/'i$as d!l lodo d!"! s!r tal!s +u! #u!da as!*urar la ifor'a$i% *!ol%*i$a d!s!a2da& la o"t!$i% d! '!3or!s r!*istros la to'a d! 6$l!os. J- Tras'itir #ot!$ia idr)uli$a a la '!$a. El fluido d! #!rfora$i% !s u '!dio #ara tras'itir la #ot!$ia idr)uli$a dis#oi"l! a tra,(s d! la '!$a& audado as/ a #!rforar la for'a$i% li'#iar !l fodo d!l oo. La #ot!$ia d!"! s!r $osid!rada d!tro d!l #ro*ra'a d!l lodo K ! *!!ral !sto si*ifi$a +u! la tasa d! $ir$ula$i%& d!"! s!r tal +u! !l r!di'i!to d! la #ot!$ia %#ti'a s!a usada #ara li'#iar la $ara d!l oo fr!t! a la '!$a. Las #ro#i!dad!s d!l flu3o d!l lodo 7 ,is$osidad #l)sti$a & #uto $!d!t!& !t$.& !3!r$! ua $osid!ra"l! iflu!$ia so"r! las #ro#i!dad!s idr)uli$as d!"! s!r $otroladas ! los ,alor!s a#ro#iados. El $ot!ido d! s%lidos ! !l lodo d!"! s!r ta'"i( $otrolado ! u i,!l %#ti'o #ara lo*rar los '!3or!s r!di'i!tos.
III.-COMPOSICION DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION A BASE A@UA. La $o'#osi$i% d!l fluido d! #!rfora$i% !s fu$i% d! los r!+u!ri'i!tos d! ua o#!ra$i% d! #!rfora$i%. La 'aor/a d! los lodos d! #!rfora$i% so a "as! d! a*ua for'a u sist!'a $ostituido ")si$a'!t! #or las si*ui!t!s fas!s7 4-
Fas! l/+uida. Costitu! !l !l!'!to d! 'aor #ro#or$i% +u! 'at!dr) ! sus#!si% los dif!r!t!s aditi,os +u! for'a las otras fas!s. Esta fas! #u!d! s!r a*ua dul$! o salada8K o ua !'ulsi% a*ua-#!tr%l!o8. 9- Fas! $oloidal o r!a$ti,a.
Esta fas! !st) $ostituida #or la ar$illa& +u! s!r) !l !l!'!to #ri'ario utilizado #ara darl! $u!r#o al fluido. S! utiliza dos ti#os d! ar$illa d!#!di!do d! la saliidad d!l a*ua. Si !l lodo !s d! a*ua dul$! s! utiliza 'ot'orilloita& #ara lodos !la"orados $o a*ua salada s! utiliza ua ar$illa !s#!$ial& $uo 'i!ral #ri$i#al !s la ata#ul*ita. ;- Fas! i!rt!. Esta fas! !st) $ostituida #or !l 'at!rial d!sifi$at! "arita8& !l $ual !s sulfato d! "ario #ul,!ri2zado d! alta *ra,!dad !s#!$/fi$a <.98. Los s%lidos o d!s!a"l!s $o'o la ar!a s%lidos d! #!rfora$i%& ta'"i( s! u"i$a d!tro d! !sta fas!. <- Fas! +u/'i$a Est) $ostituida #or io!s susta$ias ! solu$i% tal!s $o'o dis#!rsat!s& !'ulsifi$at!s& s%lidos disu!ltos& r!du$tor!s d! filtrado& otras susta$ias +u/'i$as& +u! $otrola !l $o'#orta'i!to d! las ar$illas s! !$ar*a d! 'at!!r !l fluido s!*6 lo r!+u!rido #or !l dis!5o. I:.- PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE LOS FLUIDOS DE PERFORACION. Durat! la #!rfora$i% d! u #ozo #!trol!ro !s d! su'a i'#orta$ia !l $otrol d! las #ro#i!dad!s f/si$as +u/'i$as d! los fluidos d! #!rfora$i%. Estas #ro#i!dad!s d!"! s!r $otroladas d! tal for'a +u! !l lodo #ro2#or$io! u tra"a3o !fi$i!t!& ! $os!$u!$ia s! !,al6a las #ro#i!dad!s d!l lodo #ara o"t!!r7 4- El i,!l d!s!ado d! $ada #ro#i!dad. 9- El $otrol d! las #ro#i!dad!s f/si$as +u/'i2$as. ;- Coo$i'i!to d! los #ro"l!'as o$asioados las $ausas +u! los ori*ia.
D!sidad d!l lodo. Ua d! las #ri$i#al!s #ro#i!dad!s d!l lodo !s la d!sidad& $ua fu$i% !s 'at!!r los fluidos $ot!idos d!tro d!l oo ! !l a$i'i!to durat! la #!rfora$i%. Adi$ioal'!t!& 'ati!! las #ar!d!s d!l oo al tras'i2tir la #r!si% r!+u!rida #or las 'is'as. La d!sidad ')?i'a d!l lodo +u! s! r!+ui!r! ! la #!rfora$i% d! u #ozo& !sta d!t!r'iada #or !l *radi!t! d! #r!si%. La #r!si% d! #oro a ua #rofudidad dada& 'u fr!$u!t!'!t! !?$!d! la #r!si% !3!r$ida #or !l #!so d! la ti!rra& so"r! la #rofudidad !,aluada #r!si% d! so"r!$ar*a8. a al*uas ,aria$io!s ! las #r!sio!s d! so"r!$ar*a asu'idas ! dif!r!t!s )r!as d! #!rfora$i%. La #r!si% d! so"r!$ar*a !s to'ada ! la 'aor/a d! las )r!as $o'o 4 #si#i! d! #rofudidad. Para #r!,!ir la !trada d! fluidos d!sd! la for'a$i% al oo & !l lodo d!"! #ro,!!r ua #r!si% 'aor a la #r!si% d! #oros !$otrada ! los !stratos a s!r #!rforados. U !?$!so ! la d!sidad d!l fluido #u!d! o$asioar la fra$tura d! la for'a$i% $o la $osi*ui!t! #(rdida d! fluido d! $otrol. La $a#a$idad d! sost!!r tras#ortar los ri#ios ! u lodo au'!ta $o la d!sidad.
E !l #asado & ua *ra $atidad d! 'at!rial!s fu!ro utilizados $o'o a*!t!s d!sifi$at!s #ara !l lodo& tal!s $o'o "arita& %?ido d! i!rro& s/li$a a'orfa& $ar"oato d! $al$io ar$illas ati,as. D! todos !stos 'at!rial!s ! la a$tualidad !s la "arita la ')s utilizada d!"ido a su "a3o $osto& alta *ra,!dad !s#!$/fi$a #or s!r i!rt!. La !')ti$a la *al!a so utilizadas #ara zoas ! dod! !s !$!sario u lodo !?tr!'ada'!t! #!sado #ara $ot!!r la #r!si% d! la for'a$i%. El ')?i'o #!so o"t!ido $o "arita& !s a#ro?i'ada'!t! 94 l#*& 'i!tras +u! $o *al!a s! #u!d! lo*rar d!sidad!s so"r! ; l#*. Fluidos li"r!s d! s%lidos so fr!$u!t!'!t! #r!f!ridos #ara tra"a3os d! r!#ara$i% $o'#l!ta$i%& d!"ido a +u! 'ati!! sus #ro#i!dad!s !sta"l!s durat! lar*os #!r/odos ! $odi$io!s d! oo. Estos fluidos #!sados& li"r!s d! s%lidos so #r!#arados #or solu$i% d! ,arias sal!s& tal!s $o'o $loruro d! #otasio& $loruro d! sodio& $ar"oato d! sodio& $ar"oato d! #otasio& !tr! otras. Para d!t!r'iar la $atidad d! 'at!rial d! #!so +u! !s !$!sario a*r!*ar a u lodo #ara au'!tar su d!sidad& s! utiliza la si*ui!t! f%r'ula7 Pf H Pi 8 4 H Pf <.9 88 : i Dod!7 P!so d! 'at!rial d!sifi$at! !$!sario& *s. <.9 @ra,!dad !s#!$/fi$a d!l 'at!rial d!sifi$at!. Pf D!sidad fial d!l fluido& *r$';. Pi D!sidad ii$ial d!l fluido& *r$'; . :i ,olu'! ii$ial d!l fluido& ';. D! i*ual for'a si s! d!s!a dis'iuir la d!sidad a*r!*ado a*ua s! utiliza la si*ui!t! f%r'ula7 : :i Pi - Pf8 Pf H 4.8 Dod!7 : :olu'! d! a*ua !$!sario& ';. B-
REOLO@IA. R!olo*/a & !s u t(r'io +u! d!ota !l !studio d! la d!for'a$i% d! 'at!rial!s& i$lu!do !l flu3o. E t!r'iolo*/a d! $a'#o #!trol!ro la fras! #ro#i!dad!s d! flu3o la ,is$osidad& so las !?#r!sio!s *!!ral'!t! usadas #ara d!s$ri"ir las $ualidad!s d! u lodo d! #!rfora$i% ! 'o,i'i!to. Por d!fii$i% & ,is$osidad !s la r!sist!$ia +u! ofr!$! u fluido a d!for'ars! a fluir8. Los fluidos d! #!rfora$i% so ti?otr%#i$os ua '!dida d! ,is$osidad d! u fluido d! !st! ti#o s!r) ,)lida 6i$a'!t! #ara la tasa d! $ort! a la $ual la '!dida fu! !$a. a sido d!sarrolladas !$ua$io!s & +u! usa los ,alor!s '!didos d! ,is$osidad #l)sti$a& #uto $!d!t! fu!rza d! *!l #ara $al$ular las #(rdidas d! #r!si% ! la tu"!r/a d! #!rfora$i% ! !l aular& #ara !sti'ar la ,!lo$idad d! l!,ata'i!to d! los $ort!s Mod!lo #l)sti$o d! Bi*a' Mod!lo E?#o!$ial 8. La ,is$osidad d! los fluidos d! #!rfora$i%& !s ua fu$i% d! 'u$os fa$tor!s& al*uos d! los $ual!s so7 a- :is$osidad d! la fas! l/+uida $otiua.
"- :olu'! d! s%lidos ! !l lodo. $- :olu'! d! fluido dis#!rso. d- N6'!ro d! #art/$ulas #or uidad d! ,olu'!. !- For'a ta'a5o d! las #art/$ulas s%lidas. f- Atra$$i% o r!#ulsi% !tr! las #art/$ulas s%lidas !tr! s%lidos la fas! l/+uida. ENTRE LAS PROPIEDADES REOLO@ICAS ESTAN 7 B.4.- :ISCOSIDAD APARENTE. S! d!fi! $o'o la '!di$i% ! $!ti#ois!s +u! u fluido N!toiao d!"! t!!r ! u ,is$os/'!tro rota$ioal& a ua ,!lo$idad d! $ort! #r!,ia'!t! !sta"l!$ida& +u! d!ota los !f!$tos si'ult)!os d! todas las #ro#i!dad!s d! flu3o. Su ,alor #u!d! !sti'ars! d! la si*ui!t! for'a7 :.A $#s8 L!$tura a > r#'9 B.9.- :ISCOSIDAD PLASTICA. Es a+u!lla #art! d! la r!sist!$ia a fluir $ausada #or fri$$i% '!$)i$a. Esta fri$$i% s! #rodu$! 7 I- Etr! los s%lidos $ot!idos ! !l lodo. II- Etr! los s%lidos !l l/+uido +u! lo rod!a. III. D!"ido al !sfu!rzo $ortat! d!l #ro#io l/+uido. E *!!ral & al au'!tar !l #or$!ta3! d! s%lidos ! !l sist!'a& au'!tar) la ,is$osidad #l)sti$a. El $otrol d! la ,is$osidad #l)sti$a ! lodos d! "a3o alto #!so !s idis#!sa"l! #ara '!3orar !l $o'#orta'i!to r!ol%*i$o so"r! todo #ara lo*rar altas tasas d! #!!tra$i%. Est! $otrol s! o"ti!! #or dilu$i% o #or '!$ais'os d! $otrol d! s%lidos. Para lo*rar tal #ro#%sito& !s fuda'!tal +u! los !+ui#os d! $otrol d! s%lidos fu$io! ! "u!as $odi$io!s. Para d!t!r'iar la ,is$osidad #l)sti$a s! utiliza la si*ui!t! !$ua$i%7 :# $#s8 L!$tura > r.#.'. - L!$tura ; r.#.'. B.;.- RESISTENCIA A LA @ELATINIACION. Etr! las #ro#i!dad!s d!l lodo& ua d! las ')s i'#ortat!s !s la *!latiiza$i%& +u! r!#r!s!ta ua '!dida d! las #ro#i!dad!s ti?otr%#i$as d! u fluido d!ota la fu!rza d! flo$ula$i% "a3o $odi$io!s !st)ti$as. La fu!rza d! *!latiiza$i% & $o'o su o'"r! lo idi$a & !s ua '!dida d!l !sfu!rzo d! ru#tura o r!sis2t!$ia d! la $osist!$ia d!l *!l for'ado& d!s#u(s d! u #!r/odo d! r!#oso. La tasa d! *!latiiza$i% s! r!fi!r! al ti!'#o r!+u!rido #ara for'ars! !l *!l. Si !sta s! for'a l!ta'!t! d!s#u(s +u! !l lodo !sta ! r!#oso& s! di$! +u! la tasa d! *!latiiza$i% !s "a3a !s alta ! $aso $otrario. U lodo +u! #r!s!ta !sta #ro#i!dad s! d!o'ia ti?otr%#i$o. El $oo$i'i!to d! !sta #ro#i!dad !s i'#ortat! #ara sa"!r si s! #r!s!tar) difi$ultad!s ! la $ir$ula$i%.
El *rado d! ti?otro#/a s! d!t!r'ia 'idi!do la fu!rza d! *!l al #ri$i#io d! u #!r/odo d! r!#oso d! 4 s!*udos& d!s#u(s d! a*itarlo 4 'iutos d!s#u(s. Esto s! r!#orta $o'o fu!rza d! *!l ii$ial a los 4 s!*udos fu!rza d! *!l fial a los 4 'iutos. La r!sist!$ia a la *!latiiza$i% d!"! s!r sufi$i!t!'!t! "a3a #ara7 a- P!r'itir +u! la ar!a !l ri#io s!a d!#ositado ! !l ta+u! d! d!$ata$i%. "- P!r'itir u "u! fu$ioa'i!to d! las "o'"as ua ad!$uada ,!lo$idad d! $ir$ula$i%. $- Mii'izar !l !f!$to d! su$$i% $uado s! sa$a la tu"!r/a d! #ist% $uado s! itrodu$! la 'is'a ! !l oo. d- P!r'itir la s!#ara$i% d!l *as i$or#orado al lodo. Si !'"ar*o & !st! ,alor d!"! s!r sufi$i!t! #ara #!r'itir la sus#!si% d! la "arita los s%lidos i$or#orados ! los si*ui!t!s $asos7 a- Cuado s! !sta a5adi!do "arita. "- Al !star !l lodo !st)ti$o. B.<.- PUNTO CEDENTE. S! d!fi! $o'o la r!sist!$ia a fluir $ausada #or las fu!rzas d! atra$$i% !l!$tro+u/'i$as !tr! las #art/$ulas s%lidas. Estas fu!rzas so !l r!sultado d! las $ar*as !*ati,as #ositi,as lo$alizadas $!r$a d! la su#!rfi$i! d! las #art/$ulas. El #uto $!d!t! & "a3o $odi$io!s d! flu3o d!#!d! d!7 a- Las #ro#i!dad!s d! la su#!rfi$i! d! los s%lidos d!l lodo. "- La $o$!tra$i% d! los s%lidos ! !l ,olu'! d! lodo. $- La $o$!tra$i% ti#os d! io!s ! la fas! l/+uida d!l lodo. @!!ral'!t! & !l #uto $!d!t! alto !s $ausado #or los $ota'iat!s solu"l!s $o'o !l $al$io& $ar"oatos& !t$.& #or los s%lidos ar$illosos d! for'a$i%. Altos ,alor!s d!l #uto $!d!t! $ausa la flo$ula$i% d!l lodo& +u! d!"! $otrolars! $o dis#!rsat!s. Para d!t!r'iar !st! ,alor s! utiliza la si*ui!t! f%r'ula7 :# l"s4 #98 L!$tura a ; r.#.'. -:# C-
PERDIDA DE FILTRADO. La #(rdida d! fluido !s ua d! las #ro#i!dad!s d!l lodo $o i'#orta$ia fuda'!tal ! las o#!ra$io!s d! #!rfora$i% o $o'#l!ta$i%. B)si$a'!t! a dos ti#os d! filtra$i%7 Est)ti$a Di)'i$a. La !st)ti$a o$urr! $uado !l fluido o !sta ! 'o,i'i!to & 'i!tras +u! la di)'i$a o$urr! $uado !l lodo flu! a lo lar*o d! la su#!rfi$i! filtrat!. Co'o !s d! !s#!rars!& a'"os ti#os o$urr! durat! la #!rfora2$i% d! u #ozo. Durat! !l #ro$!so d! filtra$i% !st)ti$a & !l r!,o+u! au'!ta d! !s#!sor $o !l ti!'#o la ,!lo$idad d! filtra$i% dis'iu! #or lo +u! !l $otrol d! !st! ti#o d! filtra$i% $osist! ! #r!,!ir la for'a$i% d! r!,o+u!s 'u *ru!sos. Por otro lado la filtra$i% di)'i$a s! dif!r!$ia d! la at!rior ! +u! !l flu3o d! lodo a '!dida +u! #asa #or la #ar!d d!l #ozo ti!d! a ras#ar !l r!,o+u! a la ,!z +u! !l 'is'o s! ,a for'ado& asta +u!
!l *rosor s! !sta"iliza $o !l ti!'#o la ,!lo$idad d! filtra$i% s! ,u!l,! $ostat!& #or lo +u! !l $otrol d! !st! ti#o d! filtra$i% $osist! ! #r!,!ir ua #(rdida !?$!si,a d! filtrado a la for'a$i%. Los #ro"l!'as +u! durat! la #!rfora$i% s! #u!d! #r!s!tar a $ausa d! u $otrol d! filtra$i% iad!$uado so ,arios7 Altos ,alor!s d! #(rdida d! filtrado $asi si!'#r! r!sulta ! oos r!du$idos lo +u! ori*ia !?$!si,a fri$-$i% tor+u!& au'!tos !?$!si,os d! #r!si% aular d!"ido a la r!du$$i% ! !l di)'!tro !f!$ti,o d!l u!$o $o'o r!sultado d! u r!,o+u! 'u *ru!so& atas$a'i!to dif!r!$ial d! la tu"!r/a d!"ido al au'!to ! la su#!rfi$i! d! $ota$to !tr! !sta la #ar!d d!l ooK ad!')s #u!d! $ausar u d!s#laza'i!to isufi$i!t! d!l lodo durat! la #!rfora$i% #ri'aria ua dis'iu$i% ! la #rodu$$i% #ot!$ial d!l a$i'i!to al da5ar al 'is'o. La #(rdida d! fluido d!#!d! d! 7 La #!r'!a"ilidad d! la for'a$i%& !l dif!r!$ial d! #r!si% !?ist!t!& la $o'#osi$i% t!'#!ratura d!l lodo. Las ro$as alta'!t! #!r'!a"l!s #!r'it! altas tasas d! #(rdida d! fluido& al $otrario las for'a$io2!s '!os #!r'!a"l!s #rodu$ir) tasas ')s "a3as d! #(rdida d! fluido. La #(rdida d! fluido $o'i!za a dis'iuir& d!s#u(s d! u #!r/odo d! ti!'#o& a6 ! la for'a$io!s alta'!t! #!r'!a"l!s. La #(rdida d! fluido d! alto ,olu'! durat! !l !sfu!rzo ii$ial ll!,a s%lidos a los !s#a$ios #orosos it!r$o!$tados !tr! los *raos d! ar!a. Mi!tras si*u! la #(rdida d! fluido& ')s ')s s%lidos so ll!,ados !'#a$ados ! los !s#a$ios #orosos d! las ro$as . Ua ,!z +u! los !s#a$ios s! aa o$u#ado sufi$i!t!'!t! $o los s%lidos d!l lodo& s! $o'i!za a for'ar u r!,o+u! so"r! la su#!rfi$i! d!l oo. E?#!ri2'!tos d!'u!stra +u! la #(rdida d! filtrado s! #u!d! dis'iuir si s! au'!ta la $o$!tra$i% d! s%lidos ! !l lodo. El '!$ais'o ! !st! $aso $osist! ! au'!tar la ,!lo$idad d! a$u'ula$i% d!l r!,o+u!& dis'iu!do as/ !l filtrado. Si !'"ar*o& !sta for'a d! $otrol o !s ad!$uado a +u! r!sulta ! r!,o+u!s 'u *ru!sos d! alta #!r'!a"ilidad& au+u! s! o"s!r,! ua r!du$$i% ! la #(rdida d! filtrado. La '!3or for'a d! $otrolar la filtra$i% !s $otrolado la #!r'!a"ilidad d!l r!,o+u!. El ta'a5o & la for'a & la d!for'a"ilidad d! las #art/$ulas "a3o #r!si% so los fa$tor!s ')s i'#ortat!s a $osid!rar. Las #art/$ulas #!+u!5as& d!l*adas #laas so '!3or!s a +u! for'a u r!,o+u! ')s $o'#a$to. La "!toita !s !l 'at!rial $uas #art/$ulas satisfa$! ad!$uada'!t! !stas !s#!$ifi$a$io!s. Los fa$tor!s ')s i'#ortat!s +u! af!$ta la filtra$i% !st)ti$a so7 a- La #!r'!a"ilidad d!l r!,o+u!. "- El )r!a so"r! lo $ual s! d!sarrolla la filtra2$i%. $- La #r!si% dif!r!$ial d! filtra$i%. d- El *rosor d! r!,o+u!. !- La ,is$osidad d!l filtrado. fEl ti!'#o d! filtra$i%. Los $ota'iat!s solu"l!s dis'iu! !l r!di'i!to d! la "!toita ori*ia altas filtra$io!s. Estos $ota'iat!s for'a r!,o+u!s *ru!sos +u! *!!ral2'!t! $ausa los si*ui!t!s #ro"l!'as si o so $otrarr!stados7 a- Atas$a'i!to d! la tu"!r/a.
"- D!rru'"!s. $- P(rdida d! $ir$ula$i%. d- Difi$ultad ! la $orrida ! it!r#r!ta$i% d! los r!*istros. !- Difi$ultad ! la t!r'ia$i% d!l #ozo. f- Dis'iu$i% d! la #rodu$$i% d!l #ozo. El #ro$!so d! filtra$i%& $uado s! $ir$ula !s ")si$a'!t! dif!r!t! a la filtra$i% !st)ti$a #or la dif!r!$ia ! la for'a d! d!#osi$i% d!l r!,o+u!. Durat! la filtra$i% !st)ti$a& !l r!,o+u! s!r) ua fu$i% li!al d!l ,olu'! d! filtrado. Los s%lidos d!#ositados durat! la $ir$ula$i% las $ara$t!r/sti$as d! flu3o so fa$tor!s d!t!r'iat!s ! la $o'#osi$i% d!l r!,o+u!. El r!,o+u! i*ual'!t! !sta d!t!r'iado #or la dif!r!$ia !tr! la tasa d! d!#osi$i% la tasa d! !rosi%& la $ual d!#!d!r) #ri$i#al'!t! d! la ,!lo$idad d!l lodo& !l ti#o d! flu3o las $ara$t!r/sti$as d!l r!,o+u! ! si 'is'o. El $otrol d! !st! ti#o d! #(rdida d! filtrado $osist! !s!$ial'!t! d! la d!#osi$i% d! u r!,o+u! d! "a3a #!r'!a"ilidad ! la $ara d! la ro$a #!r'!a"l! +u! !st) !?#u!sta al lodo. D-
CONTENIDO DE SOLIDOS. E u fluido d! #!rfora$i% !?ist! s%lidos d!s!a"l!s $o'o la ar$illa la "arita& s%lidos id!s!a"l!s $o'o ri#ios ar!a& los $ual!s a +u! !li'iar d!l sist!'a. Para $otrolar ! u '/i'o los s%lidos #!rforados s! utiliza ,arios '(todos & a +u! !s d! su'a i'#orta$ia 'at!!r !l #or$!ta3! d! s%lidos ! los fluidos d! #!rfora$i% ! los ra*os $orr!s#odi!t!s al #!so d!l lodo ! $u!sti%. Est! #or$!ta3! #u!d! s!r d!t!r'iado #or '!dio d! las si*ui!t!s f%r'ulas7 49;-
s%lidos Plodo - J.;;8 .= lodo ati,o8 s%lidos Plodo - >8 ;.9 i,!rtido $o #!so8 s%lidos 4 - fas! l/+uida "as! a*ua $o #!so8 fas! l/+uida ;= - Plodo8 9>.>
Los s%lidos !s uo d! los 'aor!s #ro"l!'as +u! #r!s!ta los fluidos d! #!rfora$i% $uado o so $otrolados. La a$u'ula$i% d! s%lidos d! #!rfora$i% ! !l sist!'a $ausa la 'aor #art! d! los *astos d! 'at!i2'i!to d!l lodo. U #ro*ra'a ad!$uado d! $otrol d! s%lidos auda !or'!'!t! a 'at!!r u fluido d! #!rfora$i% ! %#ti'as $odi$io!s & d! 'a!ra +u! s!a #osi"l! o"t!!r ,!lo$idad!s d! #!!tra$i% ad!$uadas $o u '/i'o d! d!t!rioro #ara las "o'"as d!')s !+ui#os !$ar*ados d! $ir$ular !l lodo. Al*uos !f!$tos d! u au'!to d! los s%lidos d! #!rfora$i% so7 a- I$r!'!to d!l #!so d!l lodo. "Alt!ra$io!s d! las #ro#i!dad!s r!ol%*i$as & au'!to ! !l filtrado for'a$i% d! u r!,o+u! d!fi2$i!t!. $- Posi"l!s #ro"l!'as d! atas$a'i!to dif!r!$ial.
d-
R!du$$i% d! la ,ida 6til d! la '!$a u au'!to ! !l d!s*ast! d! la "o'"a d! lodo. !- Maor #(rdida d! #r!si% d!"ido a la fri$$i%. f- Au'!to d! la #r!sio!s d! #isto!o. Au+u! !s i'#osi"l! r!'o,!r todos los s%lidos #!rforados & $o !l !+ui#o las #r)$ti$as ad!$uadas & !s #osi"l! $otrolar !l ti#o la $atidad d! los 'is'os ! u i,!l +u! #!r'ita ua #!rfora$i% !fi$i!t!. Los s%lidos d! #!rfora$i% s! #u!d! $otrolar utilizado los si*ui!t!s '(todos7 a- Dilu$i%. "- As!ta'i!to. $- E+ui#os '!$)i$os d! $otrol d! s%lidos. La dilu$i% $osist! ! a5adir a*ua al lodo & #ara r!du$ir los s%lidos ! !l ,olu'! $osid!rado . Est! '(todo !s !l ')s $ostoso . La adi$i% d! a*ua d!#!d!r) d!7 a "$d!-
Las !s#!$ifi$a$io!s d! #!so d!l fluido d! #!rfora$i%. El ta'a5o d!l oo #!rforado. El ti#o d! for'a$i% #!rforada. La tasa d! #!!tra$i%. La !fi$i!$ia d!l !+ui#o d! $otrol d! s%lidos.
El as!ta'i!to & $osist! ! #asar !l lodo #or u ta+u! o fosa d! as!ta'i!to ! dod! los s%lidos #u!da d!$atar. La !li'ia$i% #or as!ta'i!to s! a#li$a !s!$ial'!t! a los lodos d! "a3a ,is$osidad #!so& !$!sita u )r!a r!lati,a'!t! *rad! #ara darl! ti!'#o a las #art/$ulas a as!tars!. El t!r$!r '(todo d! $otrol d! s%lidos !s a tra,(s d! !+ui#os '!$)i$os. Para !sto s! utiliza7 Las zaradas& d!sar!ador& li'#iador!s d! lodo $!tr/fu*as. Las zaradas o ru'"as $ostitu! !l '!dio #ri'a2rio #ara $otrolar los s%lidos $osist! ! a$!r #asar !l fluido #or ua 'alla +u! filtra sola'!t! las #art/$ulas +u! t!*a u di)'!tro '!or +u! los orifi$ios d! la 'alla. Los d!sar!ador!s ofr!$! u '!dio '!$)i$o 'u !fi$az #ara r!'o,!r los s%lidos ati,os la ar!a d!l fluido d! #!rfora$i% los li'#iador!s d! lodo !st) dis!5ados #ara d!s$artar todas las #art/$ulas 'aor!s d! 4= 'i$ro!s. F.- CONTENIDO DE ARENA. EQUIPO7 it d! #ru!"a d! ar!a. PROCEDIMIENTO7 4- Ll!ar !l tu"o asta la 'ar$a d! = $$ $o lodo. Lu!*o a*r!*ar a*ua asta la 'ar$a d! 4 $$. ta#ar la "o$a d!l tu"o $o !l #ul*ar a*itar ,i*orosa2'!t!. 9- :!rt!r la '!z$la so"r! !l ta'iz l/'#io #r!,ia'!t! 'o3ado. D!s$artar !l l/+uido +u! #asa a tra,(s d!l ta'iz. a*r!*ar ')s a*ua a la #ro"!ta& sa$udir ,!rt!r d! u!,o so"r! !l ta'iz . R!#!tir asta +u! !l a*ua d! la,ado !st( $lara . La,ar la ar!a r!t!ida so"r! la 'alla $o ua $orri!t! sua,! d! a*ua #ara !li'iar las #art/$ulas d! lodo. ;- Fi3ar !l !'"udo ! la #art! su#!rior d!l ta'iz& i,!rtirlo l!ta'!t! & $olo$ado !l
#i$o d!l !'"udo ! la "o$a d!l tu"o $o ua $orri!t! sua,! d! a*ua& d!l lado d!l ta'iz o#u!sto a dod! s! d!#osit% la ar!a . Pasar la ar!a a la #ro"!ta . D!3ar d!$atar la ar!a ! !l fodo d! la #ro"!ta. <- O"s!r,ar !l ,olu'! d! ar!a d!#ositado !?#r!sar !l ,alor o"t!ido $o'o #or$!ta3! d! ar!a $ot!ido #or !l lodo .- DETERMINACION DE P. EQUIPO7 #'!tro PROCEDIMIENTO7 4- a$!r los a3ust!s !$!sarios #ara #o!r !l a'#lifi$ador ! fu$ioa'i!to. 9- Cali"rar !l '!didor $o solu$io!s d! # $oo$ido. ;- La,ar los !?tr!'os d! los !l!$trodos s!$arlos $uidadosa'!t!. <- Is!rtar !l !l!$trodo ! la 'u!stra d! #ru!"a ! u r!$i#i!t! #!+u!5o. =- Rotar !l fluido alr!d!dor d!l !l!$trodo rotado !l r!$i#i!t!. >- Cuado s! !sta"ili$! !l idi$ador& l!!r !l ,alor d! #. - R!#ortar !l # d!l lodo a la a#ro?i'a$i% d! .4 d! uidad. I.- ALCALINIDAD DE FILTRADO. EQUIPO7 A$ido sulf6ri$o .9 N& #i#!ta *raduada d! 4 $$& #'!tro. PROCEDIMIENTO7 4- Colo$ar 4 $$ o ')s d! filtrado ! u r!$i#i!t! #!+u!5o. 9- A*r!*ar *ota a *ota & a$ido sulf6ri$o .9 N& a*it)dolo asta o"t!!r u # d! J.;. ;- R!*istrar la al$aliidad d!l filtrado Pf $o'o !l 6'!ro d! $$ d! )$ido sulf6ri$o .9 N r!+u!rido #or $$ d! filtrado. <- A la 'u!stra at!rior +u! a sido titulada al #uto fial Pf & a*r!*ar *ota a *ota )$ido sulf6ri$o .9 N & a*it)dolo asta o"t!!r u # d! <.; '!dido $o !l #'!tro. =- R!#ortar la al$aliidad d!l filtrado Mf& $o'o !l total d! $$ d! )$ido sulf6ri$o .9 N #or $$ d! filtrado r!+u!rido #ara al$azar !l #uto fial d! titula-$i% & i$lu!do !l r!+u!rido #ara !l #uto fial Pf. .- ALCALINIDAD DEL LODO. EQUIPO7 A$ido sulf6ri$o .9 N& #i#!ta *raduada d! 4 $$& #'!tro. PROCEDIMIENTO7 4- Colo$ar 4 $$ d! lodo ! u r!$i#i!t!. Diluir la 'u!stra d! lodo $o 9= $$ d! a*ua d!stilada. a*r!*ar *ota a *ota )$ido sulf6ri$o .9 N & a*it)dolo asta o"t!!r u # d! J.; '!dido $o !l !l!$trodo d! ,idrio. 9- R!#ortar la al$aliidad d!l lodo P' & $o'o !l 6'!ro d! $$ d! )$ido sulf6ri$o r!+u!rido #or $$ d! lodo.
.- CONTENIDO DE CLORUROS. EQUIPO7 Nitrato d! #lata .9J9 N & $ro'ato d! #otasio& #i#!ta d! 4 $$& taza d! titula$i%& a*ua d!stilada. PROCEDIMIENTO7 4- A*r!*ar u $$ d! filtrado ! u r!$i#i!t! d! titula$i% l/'#io s!$o. 9- A5adir < o = *otas d! $ro'ato d! #otasio. ;- A*r!*ar&*ota a *ota& ! a*ita$i% $otiua& itrato d! #lata asta o"t!!r u $olor ro3o ladrillo. <- R!#ortar7 Cloruros ##'8 $$ d! itrato 4. L- CONTENIDO DE CALCIO. EQUIPO7 Tri!taola'ida al 4 & solu$i% NaO 4 N & idi$ador $al,!r II & ,!rsaato d! < ##'& #i#!ta d! 4 $$& taza d! titula$i% a*ua d!stilada. PROCEDIMIENTO7 4- A*r!*ar u $$ d! filtrado ! !l r!$i#i!t! d! titula$i% l/'#io s!$o. 9- Diluir $o 9= $$ d! a*ua d!stilada. ;- A*r!*ar = $$ d! tri!taola'ida al 4 la solu$i% s! tora "la$a8. <- A*r!*ar 9 $$ d! solu$i% d! NaO 4 N& a fi d! !li'iar !l 'a*!sio solu"l!. =- A*r!*ar idi$ador Cal,!r II la solu$i% s! tora azul8. >- Titular $o solu$i% ,!rsaato < ##'8 *ota a *ota ! a*ita$i% $otiua asta lo*rar !l $a'"io d! $olor a ,iol!ta. - R!#ortar7 ##' $al$io $$ d! ,!rsaato < M.- CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO. EQUIPO7 it d! #ru!"a #ara azul d! '!til!o. PROCEDIMIENTO7 4- A*r!*ar 4 $$ d! a*ua d!stilada ! !l 'atraz. 9- A*r!*ar 4 $$ d! lodo&4= $$ d! a*ua o?i*!ada al ;& .= $$ d! )$ido sulf6ri$o = N. ;- Colo$ar !l 'atraz so"r! !l $al!tador d!3ar !r,ir sua,!'!t! durat! 4 'iutos. <- Diluir asta a#ro?i'ada'!t! = $$ $o a*ua d!stilada. =- A*r!*ar solu$i% d! azul d! '!til!o d! .= $$ ! .= $$ r!,ol,i!do !l $ot!ido d!l 'atraz lu!*o d! $ada adi$i% durat! ; s!*udos . To'ar ua *ota d!l l/+uido $o la ,arilla d! a*ita$i% $olo$arla so"r! !l #a#!l d! filtro . El #uto fial d! la titula$i% s! al$aza $uado !l tit! a#ar!$! $o'o ua aur!ola. >- R!#ortar7 Li"ras #or "arril d! "!toita = $$ d! azul d! '!til!o.
ilo*ra'os #or '; d! "!toita l"""l 9.J=