CT&F - Ciencia, Tecnología y Futuro

MICROALGAE BASED BIOREFINERY: ISSUES TO CONSIDER

Biorefining is sustainable biomass processing to obtain energy, biofuels and high value products through processes and equipment for biomass transformation. The biorefinery concept has been identified as the most promising way to create a biomass-based industry. Microalgae are classified as promising candidates in biorefinery processes because they are particularly important for obtaining multiple products. This review article describes the biorefinery concept taking into account its different interpretations and comparing it with the traditional biomass transformation processes. It describes the general characteristics of microalgae, and their potential to be used as a raw material in the biorefinery process. The review focuses on the state of the art of products obtained from microalgae for the biofuel industry, mainly for biodiesel production, and the different methods to extract oil for biodiesel production as well as other products. Based on this information, several aspects are suggested to be taken into account for the development of a topology for a microalgae-based biorefinery.

Biorefinar es procesar biomasa de forma sostenible para obtener biocombustibles, productos comercializables y energía mediante procesos y equipos para la transformación de biomasa. El concepto de biorefinería ha sido identificado como el camino más prometedor para la creación de una industria basada en la biomasa. Las microalgas se catalogan como candidatas promisorias en procesos de biorefinería, siendo particularmente importantes por la obtención de múltiples productos. Este artículo de revisión, describe el concepto de biorefinería teniendo en cuenta sus diferentes interpretaciones y se compara con los procesos tradicionales de transformación de biomasa, se describen las características generales de las microalgas, y su potencial para ser utilizadas como materia prima en procesos de biorefinería, la revisión se enfoca en el estado del arte de los productos obtenidos de microalgas de interés para la industria de los biocombustibles y los diferentes métodos de extracción tanto de aceite para la producción de biodiesel como de otros productos y con base en esta información, se sugieren algunos aspectos a tener en cuenta para el desarrollo de una topología de biorefinería basada en microalgas.

Biorefinar é processar biomassa de forma sustentável para obter biocombustíveis, produtos comercializáveis e energia mediante processos e equipamentos para a transformação de biomassa. O conceito de biorefinaria tem sido identificado como o caminho mais prometedor para a criação de uma indústria baseada na biomassa. As microalgas são catalogadas como candidatas promissoras em processos de biorefinaria, sendo particularmente importantes pela obtenção de múltiplos produtos. Este artigo de revisão descreve o conceito de biorefinaria considerando suas diferentes interpretações e faz comparação com os processos tradicionais de transformação de biomassa, são descritas as características gerais das microalgas e seu potencial para serem utilizadas como matéria-prima em processos de biorefinaria, a revisão é enfocada no estado da arte dos produtos obtidos de microalgas de interesse para a indústria dos biocombustíveis e nos diferentes métodos de extração tanto de óleo para a produção de biodiesel como de outros produtos e, com base nesta informação, são sugeridos alguns aspectos a serem considerados para o desenvolvimento de uma topologia de biorefinaria baseada em microalgas.

PRESSURE AND PRESSURE DERIVATIVE ANALYSIS WITHOUT TYPE-CURVE MATCHING FOR THERMAL RECOVERY PROCESSES

In recent years, a constant increase of oil prices and declining reserves of coventional crude oils have produced those deposits of lights to be considered economically unattractive to be produced as an alternative way to keep the world´s oil supply volume. Heavy oil deposits are mainly characterized by having high resistance to flow (high viscosity), which makes them diffi-cult to produce. Since oil viscosity is a property that is reduced by increasing the temperature, thermal recovery techniques -such as steam injection or in-situ combustion- have become over the years the main tool for tertiary recovery of these oils. Composite reservoirs can occur naturally or may be artificially created. Changes in reservoir width, facies or type of fluid (hydraulic contact) forming two different regions are examples of two-zone composite reservoirs occurring naturally. On the other hand, such enhanced oil recovery projects as waterflooding, polymer floods, gas injection, in-situ combustion, steamdrive, and CO2 miscible artificially create conditions where the reservoir can be considered as a composite system. A reservoir undergoing a thermal recovery process is typically idealized as a two-zone composite reservoir, in which, the inner region represents the swept region surrounding the injection well and the outer region represents the larger portion of the reservoir. Additionally, there is a great contrast between the mobilities of the two zones and the storativity ratio being different to one. In this work, the models and techniques developed and implemented by other authors have been enhanced. Therefore, the interpretations of the well tests can be done in an easier way, without using type-curve matching. A methodology which utilizes a pressure and pressure derivative plot is developed for reservoirs subjected to thermal recovery so that mobilities, storativity ratio, distance to the radial discontinuity or thermal front and the drainage area can be estimated. The precedence of the heat source (in-situ combustion or hot injected fluids) does not really matter for the application of this methodology; however, this was successfully verified by its application to synthetic and field examples of in-situ combustion. The point of comparison was the input data used for simulation for the synthetic case and the results from simulation matching and from previous studies for the field cases.

En los últimos años, el constante aumento de los precios del petróleo y la disminución de las reservas de crudo convencional han convertido yacimientos que no eran económicamente atractivos para explotación en una alternativa para mantener el suministro mundial de petróleo. Los yacimientos de crudo pesado de alta viscosidad se caracterizan principalmente por tener una alta resistencia al flujo, lo que hace que su producción sea apreciable. Puesto que la viscosidad del aceite es una propiedad que se reduce al incrementar la temperatura, las técnicas de recuperación térmica, inyección de vapor o combustión in-situ se han convertido en los últimos años en la principal herramienta para el recobro terciario de crudo pesado. Además, los yacimientos compuestos pueden ocurrir naturalmente y pueden ser creados de forma artificial. Cuando hay cambios en ancho de yacimiento, facies o tipo de fluido (contacto hidráulico) se forman dos diferentes regiones que son ejemplos de yacimientos compuestos de dos zonas que se presentan naturalmente. Por otra parte, los proyectos de recobro secundario o terciario como inyección de agua, inyección de polímeros, inundación con gas, combustión in-situ, inyección de vapor, inyección de CO2 miscible crean las condiciones artificiales para que un yacimiento se considere como compuesto. Un yacimiento sometido a un proceso de recuperación térmica suele ser idealizado como un yacimiento compuesto por dos zonas, en el que la región interior representa la región barrida alrededor del pozo de inyección y la región externa representa la mayor parte del yacimiento. Además, existe un gran contraste entre las movilidades de las dos zonas, con la relación de almacenamiento siendo diferente a uno. En este trabajo, se usan los modelos y técnicas desarrolladas e implementadas por otros autores, siendo mejoradas para que las interpretaciones de las pruebas de presión se hagan en forma más fácil, sin emplear curvas tipo. Por tanto, se desarrolla una metodología que utiliza un gráfico de presión y derivada de presión para interpretar pruebas de presión en sistemas sometidos bajo recobro térmico, de modo que se pueden estimar las movilidades, la relación de almacenamiento, la distancia a la discontinuidad radial o frente térmico y el área de drenaje. Lo anterior sin importar de dónde proceda la fuente de calor (combustión en sitio o inyección de fluidos calientes) para la aplicación de esta metodología. Sin embargo, ésta se verificó con éxito por su aplicación en ejemplos sintéticos y reales de combustión en sitio. El punto de comparación fueron los datos de entrada al simulador para para el caso sintético y resultados de simulación y estudios previos para los casos de campo.

Nos últimos anos, o aumento constante dos preços do petróleo e a diminuição das reservas de cru convencional têm convertido jazidas que não eram economicamente atrativas para exploração em uma alternativa para manter o fornecimento mundial de petróleo. As jazidas de cru pesado de alta viscosidade são caracterizadas principalmente por ter uma alta resistência ao fluxo, o que faz que sua produção seja apreciável. Posto que a viscosidade do óleo é uma propriedade que é reduzida ao aumentar a temperatura, as técnicas de recuperação térmica, injeção de vapor ou combustão in-situ converteram-se nos últimos anos na principal ferramenta para a recuperação terciária de cru pesado. Além disso, as jazidas compostas podem ocorrer naturalmente e podem ser criadas de forma artificial. Quando há mudanças em largura de jazida, fácies ou tipo de fluido (contato hidráulico) são formadas duas regiões diferentes que são exemplos de jazidas compostas de duas zonas que se apresentam naturalmente. Por outra parte, os projetos de recuperação secundária ou terciária como injeção de água, injeção de polímeros, inundação com gás, combustão in-situ, injeção de vapor, injeção de CO2 miscível criam as condições artificiais para que uma jazida seja considerada como composta. Uma jazida submetida a um processo de recuperação térmica geralmente é idealizada como uma jazida composta por duas zonas, na qual a região interior representa a região varrida em volta do poço de injeção e a região externa representa a maior parte da jazida. Além disso, existe um grande contraste entre as mobilidades das duas zonas, com a relação de armazenamento sendo diferente a uma. Neste trabalho, são usados os modelos e técnicas desenvolvidas e implantadas por outros autores, sendo melhoradas para que as interpretações das provas de pressão sejam feitas de forma mais fácil, sem utilizar curvas tipo. Portanto, foi desenvolvida uma metodologia que utiliza um gráfico de pressão e derivada de pressão para interpretar provas de pressão em sistemas submetidos a recuperação térmica, de modo que podem ser estimadas as mobilidades, a relação de armazenamento, a distância à descontinuidade radial ou frente térmica e a área de drenagem. O anterior sem importar de onde procede a fonte de calor (combustão in-situ ou injeção de fluidos quentes) para a aplicação desta metodologia. Porém, esta foi verificada com sucesso por sua aplicação em exemplos sintéticos e reais de combustão in-situ. O ponto de comparação foram os dados de entrada ao simulador para o caso sintético e os resultados desimulação e de estudos prévios para os casos de campo.

METHODOLOGY TO INCREASE OIL RESERVES BY IDENTIFYING OPTIMAL TIME TO ABANDON NON-ECONOMIC WELLS

Etimating reserves is one of the most important tasks in the oil industry. It is the process that determines the recoverable oil in a field, area or region. However, incorporating the production of a well beyond its economic limit has the effect of loss of value, because it forces economically good wells to sustain those that are not. A corporate vision of the topic, calls for greater attention to strategies to select wells for abandonment, as an important variable in the planning of production scenarios and estimating reserves. The purpose of this paper is to describe the methodology used to obtain higher value in reserves calculated for a given asset, by analyzing direct production costs and the design of an optimum well abandonment timetable. The methodology can be applied in all the fields in which an analysis of this type has not been considered, which run the risk of having incorporated in their reserve estimate a number of wells in which the economic balance is negative, thus affecting the performance of the reservoir's better wells. Additionally, it includes a case application of the methodology involving a field in a Colombian basin. The results show a 5 year extension in economic limit, with a significant increase in the amount of the asset's recoverable reserves.

La estimación de reservas es una de las tareas más esenciales en la industria petrolera. Este es el proceso por el cual se determina el petróleo recuperable de un campo, área o región. Sin embargo, incorporar la producción de un pozo más allá de su límite económico tiene un efecto de pérdida de valor, ya que obliga a pozos que son económicamente buenos a sostener aquellos que no lo son. Una visión corporativa del tema, exige una mayor atención a las estrategias de selección de pozos candidatos a abandono, como variable importante en la planeación de escenarios de producción y estimación de reservas. Este artículo tiene como objetivo describir la metodología utilizada para obtener un mayor valor en las reservas calculadas para un activo dado, mediante el análisis de costos directos de producción y el diseño de un calendario optimo de abandono de pozos. La metodología tiene aplicación en todos los campos en los cuales no se haya considerado un análisis de este tipo, que presenten el riesgo de tener incorporado en su estimación de reservas alguna cantidad de pozos en los cuales su balance económico sea negativo, y se encuentre afectando así, el desempeño de los mejores pozos del yacimiento. Adicionalmente se incluye un caso de aplicación de la metodología el cual corresponde a un campo en una cuenca colombiana. Los resultados muestran una ampliación de 5 años en su límite económico, con un importante incremento en la cantidad de reservas recuperables del activo.

Aestimativa de reservas é uma das tarefas mais essenciais na indústria petroleira. Este é o processo pelo qual é determinado o petróleo recuperável de um campo, área ou região. Porém, incorporar a produção de um poço além de seu limite econômico tem um efeito de perda de valor, já que obriga a poços que são economicamente bons a sustentar aqueles que não o são. Uma visão corporativa do tema exige uma maior atenção às estratégias de seleção de poços candidatos ao abandono, como variável importante no planejamento de cenários de produção e de estimativa de reservas. Este artigo tem como objetivo descrever a metodologia utilizada para obter um maior valor nas reservas calculadas para um ativo dado, mediante a análise de custos diretos de produção e do desenho de um calendário ótimo de abandono de poços. A metodologia tem aplicação em todos os campos nos quais não foi realizada uma análise deste tipo, que apresentem o risco de ter incorporado em sua estimativa de reservas alguma quantidade de poços nos quais seu balanço econômico seja negativo e esteja afetando, assim, o desempenho dos melhores poços da jazida. Adicionalmente, foi incluído um caso de aplicação da metodologia o qual corresponde a um campo em uma bacia colombiana. Os resultados mostram uma ampliação de 5 anos em seu limite econômico, com um importante aumento na quantidade de reservas recuperáveis do ativo.

**SYNTHESIS OF NEUTRAL LIPIDS IN CHLORELLA SP. UNDER DIFFERENT LIGHT AND CARBONATE CONDITIONS**

Lipids are biomolecules of great scientific and biotechnological interest due to their extensive applications. Microalgae are potential biological systems used in the synthesis of lipids, particularly Chlorella sp., which is characterized by its high lipid content and for having the right profile for the obtainment of biofuel. Lipid production in microalgae is influenced by several physical and chemical factors. Any modification thereof can cause a stress response represented by changes in synthesized lipid composition, varying from one species to another. This paper evaluates the effect of different light wavelengths, photoperiods and calcium carbonate (CaCO3)supply in lipid synthesis in Chlorella sp. In order to do so, the microalgae was grown in Bold's Basal Medium (BBM) at 20ºC with constant aeration and subject to low blue (470 nm) and red (700 nm) light wavelengths, 0,5 g.L-1 and 1,5 g.L-1 concentrations of CaCO3 and 6-hour light, 18-hour darkness (6:18) and 18-hour light, 6-hour darkness (18:6) photoperiods. The results indicate a higher growth rate for microalgae under red light, 0,5 g.L-1 of CaCO3 and a photoperiod of 6:18. On the other hand, lipid production is higher under blue light, 1,5 g.L-1 of CaCO3 and an18:6 photoperiod. Analysis by gas chromatography indicate that the fatty acids in the samples are oleic, linoleic and palmitoleic, which are of recognized importance in the biodiesel industry. This suggests that neutral lipid synthesis can be optimized in two stages: first, by promoting growth and subsequently, by inducing lipid production.

Los lípidos son biomoléculas de gran interés científico y biotecnológico por sus amplias aplicaciones, las microalgas constituyen materia prima con potencial para síntesis de lípidos, particularmente Chlorella sp., es una de las más representativas debido al elevado contenido de lípidos y perfil idóneo para la obtención del biocombustible. La producción de lípidos en las microalgas se encuentra influenciada por varios factores físicos y químicos, la modificación de estos provoca una respuesta de estrés que se manifiesta por variaciones en la composición de lípidos sintetizados, que varía de una especie a otra. En esta investigación se evaluó el efecto de diferentes longitudes de onda de luz, fotoperiodos y suministro de carbonato de calcio (CaCO3) en la síntesis de lípidos en la microalga Chlorella sp., para esto se cultivó la microalga en medio basal de Bold (Bold's Basal Medium, BBM) a 20ºC y aireación constante, sometidas bajo longitudes de onda de luz azul (470 nm) y roja (700 nm), concentraciones CaCO3 de 0,5 g.L-1 y 1,5 g.L-1y fotoperiodos con fases de 6 horas luz y 18 horas oscuridad (6:18) y 18 horas luz y 6 horas oscuridad (18:6). Los resultados obtenidos indican que microalgas bajo luz roja, concentración de 0,5 g.L-1 de CaCO3 y fotoperiodo 6:18 presentaron mayor tasa de crecimiento, por otra parte, la producción de lípidos es mayor bajo luz azul, 1,5 g.L-1 de CaCO3 y fotoperiodo 18:6. Los resultados de los cromatrogramasmuestranácidos grasos como oleico, linoleico y palmitoleicode gran importancia en la industria del biodiesel. Estos resultados sugieren que es posible optimizar la síntesis de lípidos neutros en dos fases, primero promoviendo el crecimiento y posteriormente induciendo la producción de lípidos.

Os lipídios são biomoléculas de grande interesse científico e biotecnológico por suas amplas aplicações, as microalgas constituem matéria-prima com potencial para síntese de lipídios. Chlorella sp., particularmente, é uma das mais representativas devido ao elevado conteúdo de lipídios e perfil idôneo para a obtenção do biocombustível. A produção de lipídios nas microalgas é influenciada por vários fatores físicos e químicos, a modificação destes provoca uma resposta de estresse que é manifestada por variações na composição de lipídios sintetizados, que varia de uma espécie para outra. Nesta pesquisa foi avaliado o efeito de diferentes longitudes de onda de luz, fotoperíodos e fornecimento de carbonato de cálcio (CaCO3) na síntese de lipídios na microalga Chlorella sp., para isto foi cultivada a microalga em meio basal de Bold (Bold's Basal Medium, BBM) a 20ºC e aeração constante, submetidas sob longitudes de onda de luz azul (470 nm) e vermelha (700 nm), concentrações CaCO3 de 0,5 g.L-1 e 1,5 g.L-1 e fotoperíodos com fases de 6 horas luz e 18 horas escuridão (6:18) e 18 horas luz e 6 horas escuridão (18:6). Os resultados obtidos indicam que microalgas sob luz vermelha, concentração de 0,5 g.L-1 de CaCO3 e fotoperíodo 6:18 apresentaram maior taxa de crescimento, por outra parte, a produção de lipídios é maior sob luz azul, 1,5 g.L-1 de CaCO3 e fotoperíodo 18:6. Os resultados dos cromatrogramas mostram ácidos graxos como oleico, linoleico e palmitoleico de grande importância na indústria do biodiesel. Estes resultados sugerem que é possível aperfeiçoar a síntese de lipídios neutros em duas fases, primeiro promovendo o crescimento e posteriormente induzindo a produção de lipídios.

HYDRODYNAMIC COMPUTATIONAL EVALUATION IN SOLAR TUBULAR PHOTOBIOREACTORS BENDS

In this article, the hydrodynamic behavior of a single-phase flow in various solar collectors with diffe-rent cross sections (circular, octagonal, hexagonal and square), with same hydraulic diameter and longitudinal profile was analyzed. Secondary flow, pressure drop and shear stress were evaluated, because the photosynthetic efficiency and microalgae endurance depend on these properties. These parameters were reviewed at six different culture inlet rates in the collector (from 0,25 m/s to 0,5 m/s), emphasizing in the bends regions. A higher speed and agitation was pre-sent in the square solar collector, contrary to what happened to the circular one. Despite this, the circular solar collector remains the best option for the industrial implementation phase. However, the shear stress generated in the culture -as it passes through the 180° bend of the solar collector- affects the microalgae growth, as stated in the literature.

En este artículo se analizó el comportamiento hidrodinámico de un flujo monofásico en varios colectores solares, con diferentes perfiles transversales (circular, octagonal, hexagonal y cuadrado), de igual diámetro hidráulico y perfil longitudinal. Se evaluó el flujo secundario, las caídas de presión y el esfuerzo cortante del fluido, ya que de estos depende la eficiencia fotosintética y la vitalidad microalgal. Los anteriores parámetros se revisaron para seis diferentes velocidades de entrada del cultivo en el colector (entre 0,25 m/s a 0,5 m/s) enfatizándose en la región de los codos, donde se presenta una mayor velocidad y agitación en el colector solar cuadrado, contrario a lo que sucede con el circular. A pesar de esto, el colector solar circular continúa siendo la mejor opción en la etapa de implementación industrial. Sin embargo, el esfuerzo cortante que se genera en el cultivo, a medida que atraviesa el codo de 180° del colector solar, afecta el crecimiento de las microalgas, según lo estipulado en la literatura relacionada.

Neste artigo foi analisado o comportamento hidrodinâmico de um fluxo monofásico em vários coletores solares, com diferentes perfis transversais (circular, octogonal, hexagonal e quadrado), de igual diâmetro hidráulico e perfil longitudinal. Foi avaliado o fluxo secundário, as quedas de pressão e o esforço cortante do fluido, já que destes depende a eficiência fotossintética e a vitalidade microalgal. Os anteriores parâmetros foram revisados para seis diferentes velocidades de entrada do cultivo no coletor (entre 0,25 a 0,5 m/s) sendo enfatizado na região dos joelhos, onde é apresentada uma maior velocidade e agitação no coletor solar quadrado, contrário ao que acontece com o circular. Apesar disto, o coletor solar circular continua sendo a melhor opção na etapa de implantação industrial. Porém, o esforço cortante que é gerado no cultivo, a medida que atravessa o joelho de 180° do coletor solar, afeta o crescimento das microalgas, segundo o estipulado na literatura relacionada.

CFD TECHNIQUE TO CALCULATE TUBE SKIN PEAK TEMPERATURES IN REFINERY FURNACES

Tube skin peak temperature is one of the major parameters in furnaces operation since they determine the life of the tubes and the extent of an operation run. This parameter is very difficult to calculate appropriately in magnitude and location within the furnace, and commercial furnace simulators usua-lly fail in its calculation. Computational fluid dynamics (CFD) is the only technique that calculates peak skin temperatures with great precision and accuracy since radiation and convective heat fluxes can be calculated taking into account every singularity of the geometry of the furnace and the burners. In this work, a technique is developed to calculate this parameter using CFD commercial code (Ansys Fluent) and an in-house furnace simulator (EcoFursim^©). When results of the simulations are compared to data from different furnaces from Barrancabermeja refinery (Barrancabermeja, Colombia), a good agreement is observed. Refinery furnace is referred in this paper to fired heaters for non reacting heat up of hydrocarbons or petroleum crude.

Las temperaturas pico de piel de tubo es uno de los principales parámetros que se controlan en la operación de hornos industriales ya que determinan la vida de los tubos y la extensión de una corrida de operación. Este parámetro es muy difícil de calcular con precisión y los simuladores comerciales de hornos suelen fallar en su cálculo. Dinámica computacional de fluidos (CFD) es la única técnica que calcula temperaturas pico de piel de tubo con gran precisión y exactitud ya que los flujos de calor irradiativos y convectivos pueden ser calculados tomando en cuenta cada particularidad en la geometría de los hornos y los quemadores. En este trabajo se desarrolla una técnica para calcular este parámetro usando código CFD comercial (AnsysFluent) y un software simulador de hornos propio (EcoFursim^©). Los resultados son comparados con datos de hornos de la refinería de Barrancabermeja (Barrancabermeja, Colombia) y se observa buena concordancia. En esta publicación, los hornos de refinería se refieren a calentadores por fuego directo para el calentamiento no reactivo de hidrocarburos o petróleo.

As temperaturas pico de pele de tubo é um dos principais parâmetros que são controlados na operação de fornos industriais já que determinam a vida dos tubos e a extensão de uma corrida de operação. Este parâmetro é muito difícil de calcular com precisão e os simuladores comerciais de fornos acostumam falhar em seu cálculo. Dinâmica computacional de fluidos (CFD) é a única técnica que calcula temperaturas pico de pele de tubo com grande precisão e exatidão já que os fluxos de calor irradiativos e convectivos podem ser calculados considerando cada particularidade na geometria dos fornos e dos queimadores. Neste trabalho é desenvolvida uma técnica para calcular este parâmetro usando código CFD comercial (AnsysFluent) e um software simulador de fornos próprio (EcoFursim^©). Os resultados são comparados com dados de fornos da refinaria de Barrancabermeja (Barrancabermeja, Colômbia) e uma boa concordância é observada. Nesta publicação, os fornos de refinaria se referem a aquecedores por chama direta para o aquecimento não reativo de hidrocarbonetos ou de petróleo.

NUMERICAL SIMULATION OF HIGH PRESSURE BURNER WITH PARTIALLY PREMIXED FLAME

In this paper we present the results of a 2D axisymmetric parametric study which simulates an atmospheric premixed burner with flame at high pressure, in which methane is burned. A total of nine simulations are performed with different regulators openings of primary and secondary air. Also, it provides a 3D simulation in which entry conditions are the profiles obtained in a 2D axisymmetric simulation, with the intention to note that differences are obtained between 2D and 3D simulation. The simulations are performed using the standard k-emodel for turbulence, P1 model for radiation and the Finite Rate/Eddy Dissipation model with a simplified 2-step reaction mechanism for combustion. We conclude that when the secondary air regulator is closed, combustion is incomplete. Also, the results of 2D axisymmetric are a good approximation in regards to 3D results.

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de un estudio paramétrico en 2D axisimétrico donde se simula un quemador atmosférico con llama de premezcla a alta presión, en el cual se quema metano. Son realizadas en total nueve simulaciones con diferentes aperturas de los reguladores de aire primario y secundario. También es realizada una simulación 3D que tiene como condiciones de entrada los perfiles obtenidos en una de las simulaciones 2D axisimétrica, con el fin de observar que diferencias se obtienen entre la simulación 2D y 3D. Las simulaciones son realizadas utilizando el modelo k-e estándar para la turbulencia, el modelo P1 para la radiación y para la combustión se utilizó el modelo Finite Rate/Eddy dissipation con un mecanismo reaccional simplificado de 2 pasos. Se concluye que cuando el regulador de aire secundario se encuentra cerrado la combustión es incompleta, y además los resultados obtenidos en 2D-axisimétrico son una buena aproximación con respecto a los resultados en 3D.

Neste trabalho são apresentados os resultados obtidos de um estudo paramétrico em 2D axissimétrico onde é simulado um queimador atmosférico com chama de pré-mistura a alta pressão, no qual é queimado metano. São realizadas em total 9 simulações com diferentes aberturas dos reguladores de ar primário e secundário. Também é realizada uma simulação 3D que tem como condições de entrada os perfis obtidos em uma das simulações 2D axissimétrica, com o fim de observar que diferenças são obtidas entre a simulação 2D e 3D. As simulações são realizadas utilizando o modelo k-e padrão para a turbulência, o modelo P1 para a radiação e para a combustão foi utilizado o modelo Finite Rate/Eddy dissipation com um mecanismo reaccional simplificado de 2 passos. É possível concluir que quando o regulador de ar secundário está fechado a combustão é incompleta, e, além disso, os resultados obtidos em 2D-axissimétrico são uma boa aproximação com relação aos resultados em 3D.

FACTORS DETERMINING THE PHYTOPLANKTON VARIABILITY IN THE SWAMPS OF THE MOMPOSINA DEPRESSION (COLOMBIA)

Description of the main environmental factors that structure phytoplankton dynamic in 27 swamps of the Momposina depression located in the area of influence of the Cicuco-Boquete oil field. Accor-ding to the results, the parameters that determined the variations in the physics and chemistry of the water are related to system hydrology, followed by the variables associated with the industrial operation, particularly in relation to chloride content and natural mineralization, which is due to conductivity and alkalinity. The euglenoids were the most common throughout the study, particularly during low water periods; cyanobacteria density increased in high waters and pennate diatoms in rising water. The lowest average diversity and richness were reported in the systems with the highest domestic and industrial impact as well as in the swamp referenced herein. Variations in phytoplankton composition were not related to the hydrological periods studied. pH, NO3, conducti-vity and the organic load (BOD5), as well as variables indirectly related to the industrial operation (chlorides and COD) were determining variables. Total hydrocarbons were not a significant variable in the community structure.

Se describen los principales factores ambientales que estructuran la dinámica del fitoplancton en 27 ciénagas de la depresión Momposina, ubicadas en el área de influencia del campo petrolero Cicuco-Boquete. De acuerdo con los resultados, los parámetros que determinaron las variaciones en la física y química del agua están relacionados con la hidrología de los sistemas, seguida de las variables asociadas con la operación industrial, específicamente en relación al contenido de cloruros así como la mineralización natural, que puede ser explicada por la conductividad y la alcalinidad. Los euglenoideos fueron los de mayor ocurrencia a lo largo del estudio, particularmente en los períodos de aguas bajas; las cianobacterias aumentaron en densidad en aguas altas y las diatomeas pennadas proliferaron en los períodos de aguas en ascenso. Los más bajos promedios de diversidad y riqueza de especies, fueron registrados tanto en los sistemas con mayor impacto doméstico e industrial así como en la ciénaga de referencia. Las variaciones en la composición del fitoplancton no estuvieron relacionadas con los periodos hidrológicos estudiados. El pH, los NO3, la conductividad y carga orgánica (DBO5), así como las variables indirectamente relacionadas con la operación industrial (cloruros y DQO) fueron las variables determinantes. Los hidrocarburos totales no constituyeron una variable significativa en la estructura de la comunidad.

Foram descritos os principais fatores ambientais que estruturam a dinâmica do fitoplancto em 27 pântanos da depressão Momposina, localizados na área de influência do campo petroleiro Cicuco-Boquete. De acordo com os resultados, os parâmetros que determinaram as variações nos aspectos físicos e químicos da água estão relacionados com a hidrologia dos sistemas, seguidos pelas variáveis associadas com a operação industrial, especificamente em relação ao conteúdo de cloretos, assim como a mineralização natural, que pode ser explicada pela condutividade e pela alcalinidade. Os euglenoides foram os de maior incidência ao longo do estudo, particularmente nos períodos de baixa no nível das águas; as cianobactérias aumentaram em densidade no período de cheia e as diatomáceas penadas proliferaram nos períodos de crescente. As médias mais baixas de diversidade e de riqueza de espécies foram registradas tanto nos sistemas com maior impacto doméstico e industrial como no pântano de referência. As variações na composição do fitoplancto não estiveram relacionadas com os períodos hidrológicos estudados. O pH, o NO3, a condutividade e a carga orgânica (DBO5), assim como as variáveis indiretamente relacionadas com a operação industrial (cloretos e DQO) foram as variáveis determinantes. Os hidrocarbonetos totais não constituem uma variável significativa na estrutura da comunidade.

COMPARISON OF POTENTIAL ENVIRONMENTAL IMPACTS ON THE PRODUCTION AND USE OF HIGH AND LOW SULFUR REGULAR DIESEL BY LIFE CYCLE ASSESSMENT

This paper provides a comparative analysis using the concept of life cycle assessment (LCA), between high-sulfur (3 000 ppm) and low-sulfur diesel (500 ppm) diesel. The comparative LCA considers the stages of production, transport and oil refining, as well as the transport of refined products and their respective end use. This last stage of the life cycle is important for the analysis of potential environmental impacts, due to sulfur oxide (SO X) emissions, which contribute to the formation of acid rain, damage air quality and the ecosystem (land and water acidification), causing gradual damage to human health and the environment. Therefore, comparative LCA identifies critical points from the environmental perspective, weighing the contributions of pollu-tants (NO2, CH4and CO2) known as greenhouse gases (GHG) and criteria pollutants (CO, SO X, NO Xw, VOC's and PM). Simapro 7,2® was used to simulate and evaluate potential environmental impacts generated during the production and use by end consumers of the two fossil fuels. In order to evaluate the impact categories, two methods available in said calculation tool were selected: the first is the IPCC-2007 (GWP-100 years), which estimates the carbon footprint and the contributions of each stage of the production chain to the "Global War-ming" effect. The second method of evaluation is the Impact 2002+, which assesses the various contributions to the categories of toxicity to "Human Health", "Ecosystem Quality", "Climate Change" and "Depletion of Natural Resources". Thus, the preliminary results of comparative LCA show a slight increase in the carbon footprint (total emissions of CO2 equivalent in the productive chain) of low-sulfur diesel, approximately 3,8% compared to high-sulfur diesel, as a result of the increased emissions generated by the operation of the hydrogenation plant. However, low-sulfur diesel achieves a significant reduction of about 80% in comparison with high-sulfur diesel, in terms of damage to "Human Health" and "Ecosystem Quality". On the contrary, there was an increase of 2% and 6% in the categories of "Climate Change" and "Depletion of Natural Resources", respectively. Finally, despite the minor increase in the carbon footprint, although with remarkable reductions in "Ecosystem Quality" and "Human Health", the production and use of low-sulfur diesel has a single score of environmental impact equivalent to 0,23 milli points (mPt) compared to the single score obtained by high-sulfur diesel of 1,23 (mPt).

En el presente trabajo se realiza un estudio comparativo utilizando el concepto de análisis de ciclo de vida (ACV), entre los combustibles diesel de alto azufre (3 000 ppm) y diesel de bajo azufre (500 ppm). El ACV comparativo contempla las etapas de producción, transporte y refinación de crudo, así como el transporte de refinados y su respectivo uso final. Esta última etapa del ciclo de vida, es importante para el análisis de potenciales impactos ambientales, dado que las emisiones de óxidos de azufre (SO X) contribuyen a la formación de lluvia ácida, deterioran la calidad del aire y el ecosistema (acidificación terrestre y acuática), causando paulatinamente daños en la salud humana y el medio ambiente. De este modo, el ACV comparativo permite identificar los puntos críticos desde la perspectiva ambiental, valorando los aportes de sustancias contaminantes (NO2, CH4 y CO2) clasificadas como gases de efecto invernadero (GEI) y algunos contaminantes criterio (CO, SO X, NO X, VOC's y MP). Mediante la herramienta Simapro 7.2® se simulan y evalúan los impactos ambientales potenciales generados durante la cadena productiva y el uso por los consumidores finales de los dos combustibles fósiles. Para la evaluación de las categorías de impacto se seleccionaron dos métodos disponibles en la herramienta de cálculo mencionada: el primero de ellos corresponde al IPCC-2007 (GWP-100años), con el cual se estimó la huella de carbono y las contribuciones de cada etapa de la cadena productiva al efecto "Calentamiento Global". El segundo método de evaluación concierne al Impact 2002+, el cual permite valorar los diferentes aportes a las categorías de toxicidad a la "Salud Humana", "Calidad del Ecosistema", "Cambio Climático y "Agotamiento de los Recursos Naturales". De esta manera, los resultados preliminares del ACV comparativo muestran un ligero incremento en la huella de carbono (emisiones totales de CO2equivalente en la cadena productiva) del diesel de bajo azufre, aproximadamente de 3,8% con relación al diesel de alto azufre, esto como consecuencia del incremento de emisiones generado por la operación de la planta de hidrotratamiento. Sin embargo, el diesel de bajo azufre alcanza una reducción significativa del orden de 80% con respecto al diesel de alto azufre, en términos de menor afectación a la "Salud Humana" y "Calidad del Ecosistema", mientras que por el contrario se observa un incremento del 2% y 6% en las categorías de "Cambio Climático" y "Agotamiento de los Recursos Naturales" respectivamente. Finalmente y a pesar del leve aumento en la huella de carbono, pero con notables reducciones en los aspectos de "Calidad del Ecosistema" y "Salud Humana", la producción y el uso del combustible diesel de bajo azufre alcanza una puntuación única de impacto ambiental equivalente a 0,23 mili puntos (mPt) comparada con la puntuación única obtenida por el diesel de alto azufre correspondiente a 1,23 (mPt).

No presente trabalho é realizado um estudo comparativo utilizando o conceito de análise de ciclo de vida (ACV), entre os combustíveis diesel de alto teor de enxofre (3 000 ppm) e diesel de baixo teor de enxofre (500 ppm). O ACV comparativo contempla as etapas de produção, transporte e refinação de cru, assim como o transporte de refinados e seu respectivo uso final. Esta última etapa do ciclo de vida é importante para a análise de potenciais impactos ambientais, dado que as emissões de óxidos de enxofre (SO X) contribuem para a formação de chuva ácida, deterioram a qualidade do ar e do ecossistema (acidificação terrestre e aquática), causando paulatinamente danos para a saúde humana e para o meio ambiente. Deste modo, o ACV comparativo permite identificar os pontos críticos desde a perspectiva ambiental, avaliando as contribuições de substâncias contaminantes (NO2, CH4 e CO2) classificadas como gases de efeito estufa (GEI) e alguns contaminantes critério (CO, SO X , NO X , VOC's e MP). Mediante a ferramenta Simapro 7.2® são simulados e avaliados os impactos ambientais potenciais gerados durante a cadeia produtiva e o uso pelos consumidores finais dos dois combustíveis fósseis. Para a avaliação das categorias de impacto foram selecionados dois métodos disponíveis na ferramenta de cálculo mencionada: o primeiro deles corresponde ao IPCC-2007 (GWP-100 anos), com o qual foi estimada a pegada de carbono e as contribuições de cada etapa da cadeia produtiva para o efeito "Aquecimento Global". O segundo método de avaliação concerne ao Impact 2002+, o qual permite avaliar as diferentes contribuições para as categorias de toxicidade para a "Saúde Humana", "Qualidade do Ecossistema", "Mudança Climática" e "Esgotamento dos Recursos Naturais". Desta maneira, os resultados preliminares do ACV comparativo mostram um leve aumento na pegada de carbono (emissões totais de CO2 equivalente na cadeia produtiva) do diesel de baixo teor de enxofre, aproximadamente de 3,8% com relação ao diesel de alto enxofre, isto como consequência do aumento de emissões gerado pela operação da planta de hidrotratamento. Porém, o diesel de baixo teor de enxofre alcança uma redução significativa da ordem de 80% com relação ao diesel de alto teor de enxofre, em termos de menor afetação para a "Saúde Humana" e "Qualidade do Ecossistema", enquanto que ao contrário é observado um aumento de 2% e 6% nas categorias de "Mudança Climática" e "Esgotamento dos Recursos Naturais" respectivamente. Finalmente, e apesar do leve aumento na pegada de carbono, mas com notáveis reduções nos aspectos de "Qualidade do Ecossistema" e "Saúde Humana", a produção e o uso do combustível diesel de baixo teor de enxofre alcança uma pontuação única de impacto ambiental equivalente a 0,23 mili pontos (mPt) comparada com a pontuação única obtida pelo diesel de alto teor de enxofre correspondente a 1,23 (mPt).