MEJORA EN EL PROCESO DE RECOLECCION DE SLOP PARA DISMINUIR LA CANTIDAD DE HIDROCARBURO EN LA LAGUNA DE EFLUENTES DE LA REFINERIA EL PALITO

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
PROGRAMAS MUNICIPALIZADOS JUAN JOSÉ MORA
“FRANCISCO DE MIRANDA”
INGENIERIA MECANICA
MEJORA DEL PROCESO DE RECOLECCION DE SLOP PARA DISMINUIR EL
HIDROCARBURO EN LA LAGUNA DE EFLUENTES
(LINEA DE INVESTIGACION: DISEÑO MECANICO)
AUTORES:
Javier Morillo, C.I. 16.185.027
Tonys Urbina, C.I. 10.707.814
TUTOR:
Wilfredo Sánchez
C.I. 14.970.276
MORÓN, DICIEMBRE DE 2022

HIDROCARBURO EN LA LAGUNA DE EFLUENTES
(LINEA DE INVESTIGACION: DISEÑO MECANICO)
AUTORES:
TSU Morillo Javier
TSU Urbina Tonys
TRABAJO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TITULO DE
INGENIERO MECANICO
INGENIERIA MECANICA
____________________ ____________________
Nombre y Apellido Nombre y Apellido
Jurado Principal Jurado Principal
____________________
Nombre y Apellido
Coordinador del Jurado
____________________
Nombre y Apellido
Decano
Área
Morón, Diciembre de 2022

iii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INGENIERIA MECANICA
Fecha: 05 / diciembre / 2022
Ciudadano(a):
Prof(a). Wendy Gómez
Coordinador CABLO del municipio JUAN JOSÉ MORA del estado CARABOBO
Programa Nacionales de Formación y Municipalizados UNEFM
Su despacho. –
Atención:
Comisión de Trabajo Especial de Grado Estadal
Asunto: Carta de Aceptación Tutor Académico
Quien suscribe Prof: Ing. Wilfredo Sánchez, venezolano(a), titular de la Cedula
de Identidad: V- 14.970.276, Docente – Investigador adscrito al Programa Académico
Ingeniería Mecánica del municipio: Juan José Mora. Por medio de la presente hago
constar que he aceptado en calidad de tutor académico de la investigación titulada:
HIDROCARBURO EN LA LAGUNA DE EFLUENTES, enmarcada en la línea de
investigación de la UNEFM: DISEÑO MECANICO desarrollada por el T.S.U.: Javier
Orlando Morillo Cruz C.I: 16.185.027, la cual me comprometo a acompañarlo
profesionalmente hasta su presentación pública.
Sin más que hacer referencia se despide de usted:

iv
Morón; 09 de enero del 2023
Ciudadano(a):
Prof(a). Wendy Gómez
Coordinadora CABLO del municipio JUAN JOSÉ MORA del estado CARABOBO
Programa Nacionales de Formación y Municipalizados UNEFM
Su despacho. –
Atención:
Comisión de Trabajo Especial de Grado Estadal
Asunto: Constancia del TEG, Apto de para Defensa.
Quien suscribe Prof. Ing. Wilfredo Sánchez, venezolano(a), titular de la Cedula
de Identidad: V-14.970.276, Docente – Investigador y tutor académico de la
investigación titulada: MEJORA DEL PROCESO DE RECOLECCION DE SLOP PARA
DISMINUIR EL HIDROCARBURO EN LA LAGUNA DE EFLUENTES, enmarcada en la
línea de investigación de la UNEFM: DISEÑO MECANICO, desarrollada por el T.S.U.:
Javier Orlando Morillo Cruz C.I: 16.185.027, la cual he acompañado y revisado desde
la fase inicial, por lo que tiene las condiciones de pertinencias, metodológicas e
investigativas de acuerdo a su perfil profesional, en concordancia a las normativas
vigente de la UNEFM y de los Programas Nacionales de Formación y Municipalizadas,
para ser presentada públicamente al Jurado Evaluador y así cumplir con los requisitos
para optar al título de Ingeniero Mecánico
Sin más que hacer referencia se despide de usted:

v
INDICE
RESUMEN......................................................................................................xi
ABSTRACT....................................................................................................xii
INTRODUCCIÓN............................................................................................ 1
CAPÍTULO I.................................................................................................... 3
EL PROBLEMA............................................................................................... 3
1.1 Planteamiento del problema................................................................................... 3
1.2 Formulación del problema...................................................................................... 6
1.3 Objetivos de la Investigación.................................................................................. 6
1.3.1 Objetivo general:.............................................................................................. 6
1.3.2 Objetivos específicos:...................................................................................... 7
1.4 Justificación............................................................................................................ 7
1.5 Delimitación de la investigación ............................................................................. 8
1.6 Limitación de la investigación................................................................................. 8
CAPITULO II................................................................................................. 10
MARCO TEORICO ....................................................................................... 10
2.1 Antecedentes de la investigación ......................................................................... 10
2.2. Bases teóricas..................................................................................................... 11
2.2.1 Diagrama de cuerpo libre .............................................................................. 11
2.2.2 Representación de fuerza en el diagrama de cuerpo libre ............................ 11
Figura 1. Representación del diagrama de cuerpo libre ............................... 12
2.2.3 Representación de momentos en el diagrama de cuerpo libre...................... 12
2.2.4 Relación entre la presión y la elevación ........................................................ 12
2.2.5 Presión en un punto....................................................................................... 12
2.2.6 Fuerza ........................................................................................................... 12
2.2.7 Vector momento de una fuerza con respecto a un punto .............................. 13
2.2.8 Ley de la Conservación de la energía ........................................................... 13
2.2.9 Sistema de clase III ....................................................................................... 13
2.2.10 Ecuación de Bernoulli generalizada............................................................. 14
2.2.11 Caudal y ecuación de la continuidad ........................................................... 14

vi
2.2.12 Presión de vapor.......................................................................................... 15
2.2.13 Densidad absoluta....................................................................................... 15
2.2.14 Velocidad de flujo recomendable en tuberías y ductos................................ 15
2.2.15 Velocidades de flujo recomendables para sistemas especializados............ 15
2.2.16 Peso especifico............................................................................................ 16
2.2.17 Viscosidad ................................................................................................... 16
2.2.18 Rugosidad ɛ................................................................................................. 16
2.2.19 Numero de Reynolds (RE)............................................................................ 16
2.2.20 Rugosidad relativa ɛ/D................................................................................. 17
2.2.21 Factor de fricción para el flujo turbulento (f)................................................. 17
2.2.22 Perdidas por fricción .................................................................................... 17
2.2.23 Coeficiente K ............................................................................................... 18
2.2.24 Energía potencial......................................................................................... 18
2.2.25 Carga dinámica total.................................................................................... 19
2.2.26 Potencia útil ................................................................................................. 19
2.2.27 Carga de succión positiva neta.................................................................... 19
2.3. Definición de términos básicos............................................................................ 20
2.4. Formulación de la hipótesis................................................................................. 21
2.5. Operacionalización de variables ......................................................................... 21
2.5.1 Definición operacional ................................................................................... 21
CAPITULO III................................................................................................ 23
MARCO METODOLOGICO.......................................................................... 23
3.1 Nivel y Diseño de investigación planteado ........................................................... 23
3.2 Población y Muestra............................................................................................. 23
3.2.1 Población....................................................................................................... 23
3.2.2 Muestra.......................................................................................................... 24
3.3. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos;............................................ 24

vii
3.3.1 Técnica: ......................................................................................................... 24
3.3.2 Observación Directa ...................................................................................... 24
3.3.3 La Encuesta................................................................................................... 24
3.3.4 Instrumentos de Recolección de Datos: ........................................................ 25
3.3.5 Cuaderno de Notas........................................................................................ 25
3.3.6 Cuestionario................................................................................................... 25
3.4. Validez y Confiabilidad de los instrumentos de recolección de datos.................. 26
3.4.1 Validez ........................................................................................................... 26
3.4.2 Confiabilidad.................................................................................................. 26
3.5. Fases de la investigación .................................................................................... 27
3.6 Tratamiento estadístico de los Datos ................................................................... 29
3.6.1 Métodos Matemáticos-Estadísticos ............................................................... 29
CAPITULO IV ............................................................................................... 30
ANALISIS Y DISCUSION DE LOS RESULTADOS....................................... 30
Resultados y análisis .................................................................................... 30
4.1. Resultados de la Fase N°1 .................................................................... 30
4.1.1. Variable: Hidrocarburo en la laguna de efluente. .......................................... 30
4.1.2. Promedio de las Dimensiones. ..................................................................... 32
4.1.3. Actividades Realizadas................................................................................. 35
4.1.4. Análisis Causa-Raíz...................................................................................... 38
4.2. Resultados de la Fase N°2.................................................................................. 39
4.2.1. Variable: Mecanismo de extracción .............................................................. 39
4.2.2. Promedio de las Dimensiones ...................................................................... 41
4.3. Resultados de la Fase III..................................................................................... 45
4.3.1. Variable: Mejoras en el proceso de recolección de slop. .............................. 45
4.3.2. Promedio de las Dimensiones ...................................................................... 46

viii
CAPITULO V ................................................................................................ 69
CONCLUSIONES ......................................................................................... 69
RECOMENDACIONES................................................................................. 71
BIBLIOGRAFIA............................................................................................. 72
ANEXOS....................................................................................................... 74
ANEXO A. FIGURAS.................................................................................................. 75
ANEXO B. INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN...................... 83
ANEXO C. VALIDACIÓN DEL INSTRUMENTO......................................................... 88
ANEXO D. CUADRO DE VARIABLES..................................................................... 106
ANEXO E. CRONOGRAMA DE TRABAJO.............................................................. 108
ANEXO F. PRESUPUESTO..................................................................................... 108
ANEXO G. PLANOS Y PROCEDIMIENTOS.............................................................110
ANEXO H. PLANOS DEL MECANISMO EXTRACCION ..........................................114

ix
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Parámetros fisco-químicos del agua salida efluentes ....................... 3
Tabla 2. Valores de diseño de la rugosidad de tubos.................................... 16
Tabla 3. Descripción, Dimensiones, Indicadores Físicos y Químicos según sus
Indicadores ................................................................................................... 31
Tabla 4. Resultados 1 del instrumento según dimensión e indicador ........... 31
Tabla 5. Promedio según la Dimensión Física de la primera variable........... 32
Tabla 6. Promedio según la Dimensión Química de la primera variable....... 33
Tabla 7. Medición de nivel hidrocarburo en la laguna de procesos............... 36
Tabla 8. Resultados Muestra de hidrocarburo en la laguna de procesos ..... 36
Tabla 9. Resultados Muestra fase acuosa en la laguna de procesos ........... 37
Tabla 10. Análisis de Causa Raíz ................................................................. 38
Tabla 11. Descripción, Dimensiones Características Físicas y Mecánicas, según sus
Indicadores. .................................................................................................. 40
Tabla 12. Resultados 1 del instrumento según dimensión e indicador ......... 40
Tabla 13. Promedio según la Dimensión: Característica Física .................... 41
Tabla 14. Promedio según la Dimensión Características Mecánicas de la segunda
variable ......................................................................................................... 42
Tabla 15. Descripción, Dimensiones Extracción y Mecánicas, según sus Indicadores.
...................................................................................................................... 45
Tabla 16. Promedio según la Dimensión: Característica Extracción de la tercera variable
...................................................................................................................... 46
Tabla 17. Promedio según la Dimensión: Extracción de la tercera variable.. 46
Tabla 18. Promedio según la Dimensión: Control de la tercera variable....... 48

x
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Representación del diagrama de cuerpo libre ............................... 12
Figura 2. Grafica Promedio de la Dimensión Física...................................... 32
Figura 3. Grafica Promedio de la Dimensión Química.................................. 34
Figura 4. Diagrama 80-20............................................................................. 38
Figura N° 5. Grafica Promedio de la Dimensión: Característica Físicas....... 41
Figura N° 6. Grafica Promedio de la Dimensión: Característica Mecánicas . 43
Figura N° 7. Grafica Promedio de la Dimensión: Extracción......................... 47
Figura N° 8. Grafica Promedio de la Dimensión: Control.............................. 48
Figura N°9. Descripción de sistema recolector de slop ................................ 49
Figura N°10. Diagrama de cuerpo libre del sistema ..................................... 50
Figura N°11. Diagrama de cuerpo libre del colector...................................... 51
Figura 12. Diagrama de cuerpo libre del sistema de recolección de slop..... 53
Figura N°13. Curva para seleccionar tipo de bomba .................................... 64
Figura N°14. Curva de la bomba .................................................................. 65
Figura N°15. Diagrama Flujo sistema de recolección slop............................ 67

xi
Javier Morillo, Tonys Urbina Febrero, 2022. MEJORA EN EL PROCESO DE
RECOLECCION DE SLOP PARA DISMINUIR LA CANTIDAD DE HIDROCARBURO
EN LA LAGUNA DE EFLUENTES DE LA REFINERIA EL PALITO. Trabajo Especial de
Grado presentado ante la Ilustre Universidad Nacional Experimental “Francisco de
Miranda” Para optar al Título de Ingenieros Mecánicos.
RESUMEN
La Unidad de Tratamiento de Efluentes en PDVSA, Refinería El Palito, tiene como
finalidad procesar los efluentes que serán vertidos al mar, para cumplir con los
parámetros que exige la Ley de Ambiente a través del Decreto 883. Es por ello que allí
se encuentra, donde se depositan las aguas con alto contenido de hidrocarburo. Esta
laguna contiene altos niveles de hidrocarburos, generando un riesgo operacional ya que
al derramarse este producto podría causar un impacto ecológico. La presente
investigación tiene como objetivo general: Mejorar el proceso de recolección de slop
utilizando un mecanismo de extracción para la minimización del hidrocarburo en la
laguna de efluentes. Desde el punto de vista metodológico se desarrolló bajo el
esquema de investigación de campo no experimental. Para la recolección de datos, se
emplearán las técnicas de encuesta, observación de campo, la población estará
compuesta por ocho custodios del área, cuya muestra será del tipo censal, a quienes
se le aplicará una encuesta utilizando como instrumento de recolección dedatos un
cuestionario. Este instrumento es el de preguntas y respuestas fijas, conocido como
Escala Likert, que estriba en presentar una escala basada en categorías, donde la
persona encuestada selecciona una de ellas. Y será sometido a la prueba de validez
por el experto. Se concluye que las principales causas de esta problemática son el
tiempo consumido en activiades como: reubicacion del skimer, la limpieza del filtro y
ocupacion del sistema. Para trabajar dentro de las normas y procedimientos de la
empresa la mejora en el sistema estará constituido por mecanismo articulado que
extraiga un caudal de 100 galones por minutos de slop y lo descargue hacia los tanques
de almacenamiento de efluentes.
Palabras Claves: Sistema de extracción, Caudal, Nivel.

xii
Javier Morillo, Tonys Urbina February, 2022 IMPROVEMENT IN THE SLOP
COLLECTION PROCESS TO REDUCE THE QUANTITY OF HYDROCARBON IN THE
EL PALITO REFINERY EFFLUENT LAGOON. Special Degree Work presented before
the Illustrious National Experimental University "Francisco de Miranda" To opt for
the Title of Mechanical Engineers.
ABSTRACT
The Effluent Treatment Unit at PDVSA, El Palito Refinery, has the function of processing
the effluents that will be discharged into the sea, to comply with the parameters required
by the Environmental Law through Decree 883. The process lagoon is located there,
where waters with high hydrocarbon content are deposited. This lagoon contains high
levels of hydrocarbons, causing an operational risk since spilling this product could
cause an ecological impact. The general objective of this research is to improve the slop
collection process using an extraction mechanism for the minimization of hydrocarbon in
the effluent lagoon. From the methodological point of view, it was demonstrated under
the non-experimental field research scheme. For data collection, survey techniques will
be used, field observation, the population will be composed of eight workers in the area,
whose sample will be of the census type, to whom a survey will be used using a
questionnaire as a data collection instrument. . This instrument is the one with fixed
questions and answers, known as the Likert Scale, which consists in presenting a scale
based on categories, where the person surveyed selects one of them. And it will be
submitted to the validity test by the expert. It is concluded that the main causes of this
problem are the time consumed in activities such as: skimmer relocation, filter cleaning
and system occupation. To work within the company's procedure standards, the
improvement in the system must be assembled by an articulated mechanism that
extracts a flow of 100 gallons per minute from the slop and pumps it to the effluent
storage tanks.
Keywords: Extraction system, Flow, Level.

1
INTRODUCCIÓN
La refinería El Palito es uno de los complejos para la refinación del petróleo de
mayor envergadura en Venezuela. Está ubicada en el municipio Puerto Cabello,
cercana a la población de El Palito, en las costas del estado Carabobo, en Venezuela.
Actualmente tiene una capacidad de procesamiento máxima de 140.000 barriles diarios
de crudo. Este complejo, administrado por la empresa Petróleos de Venezuela
(PDVSA), suministra combustibles y derivados al centro occidente del país a través de
un sistema de poliductos que surten a las plantas de distribución “El Palito”, “Yagua” y
“Barquisimeto”.
El presente estudio se enfoca en la mejora en el proceso de recolección de slop
utilizando un mecanismo de extracción para la minimización del hidrocarburo en la
laguna de efluente, se realiza en el departamento de servicios industriales de la
refinería el Palito y está, específicamente, dirigido al estudio del último semestre del año
2021, periodo en el cual se mantuvieron en servicio las unidades de destilación y
especialidades (Crudo), la unidad de movimiento de crudo y producto (MCP) y la unidad
de fraccionamiento catalítico fluidizado (FCC).
Este trabajo tiene como propósito realizar una mejora en la extracción de slop que
permita mantener bajos, los niveles de hidrocarburo en la laguna de procesos, lugar
donde se reciben las aguas aceitosas provenientes de las unidades que están en
servicio. Ya que esta condición representa un riesgo para: el medio marino en caso del
rebose del hidrocarburo al mar perjudica a la fauna y el turismo. Ademas, para el
personal que labora en esta área por mantener un producto inflamable y contaminante
abierto a la atmósfera.
En el Decreto N° 883. Normas para la clasificación y el control de la calidad de los
cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos, se establecen los rangos y límites
máximos de calidad de vertidos líquidos que sean o vayan a ser descargados en forma
directa a cuerpos de agua. Por lo tanto el objetivo de la unidad de efluentes es llevar los
contaminantes presentes en el agua tales como hidrocarburo, pH, sulfuros, DQO, DBO,
fenoles dentro de los parámetros establecidos en estas normas.
Debido a esto, para la mejora de la extracción de hidrocarburo en la laguna de
procesos se consideran las dimensiones físico-químicas del producto contenido en la

2
misma, las características físicas y mecánicas del mecanismo de extracción y las
dimensiones extracción y control de la mejoras en el proceso de recolección de slop.
El estudio se realiza bajo la modalidad diseño de investigación de campo no
experimental, apoyado en una revisión bibliográfica. El cual incluye la aplicación de un
cuestionario a la población del personal de operaciones y mantenimiento que labora en
la unidad de efluentes en servicios industriales de la refinería el palito.
Entre las limitaciones de la investigación está la ausencia de planos de la fosa del
API M-772. Además del factor económico, ya que no se cuenta con los recursos para
construir el mecanismo.
La investigación se estructura de la siguiente manera:
Capítulo I, denominado Planteamiento del Problema, que consta de una
contextualización de la problemática, Formulación del Problema, los objetivos de la
investigación y la justificación.
El capítulo II está conformado por Antecedentes de la Investigación, Bases Teóricas
y Definición de Términos Básicos.
El capítulo III explica el proceso metodológico utilizado en el estudio (diseño y tipo
de investigación, población y muestra, sistema de variables, técnicas de recolección de
datos, validación y confiabilidad del instrumento).
El capítulo IV comprende los resultados y análisis del mismo mediante la aplicación
de cálculos y métodos. Y por último el capítulo V donde se contemplan conclusiones y
recomendaciones

3
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema
Es de gran importancia reconocer que existe un vínculo directo e indirecto entre el
funcionamiento normal del entorno natural y la actividad del hombre en cada una de las
acciones que este ejerce. Por tal motivo es relevante identificar la manera más óptima
de aprovechar los recursos sin generar impactos en el medio ambiente que rodea al
hombre.
Entre los recursos explotados por el hombre se encuentra el petróleo, que a través
del proceso de refinación se extraen los diferentes derivados que cumplen la función de
producir la energía necesaria para darle vida a la industria manufacturera y comercial
que el mundo requiere.
Durante el proceso de refinación de petróleo se generan efluentes líquidos que
deben ser tratados antes de darle disposición final para cumplir con el Decreto N° 883
normas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos
o efluentes líquidos. Gaceta Oficial N° 5.021. Extraordinario del 18 de Diciembre de
1995, (p.2) que considera:
Es deber del Estado la protección de las cuencas hidrográficas, la
clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y el control
de los vertidos o efluentes líquidos susceptibles de degradar el medio
acuático y alterar los niveles de calidad exigibles para preservar y
mejorar el ambiente.
Por esto, en la refinería El Palito de la empresa PDVSA en el estado Carabobo se
encuentra la unidad de tratamiento de efluentes que tiene como finalidad mantener una
serie de variables (tales como: hidrocarburo, pH, sulfuros, DQO, DBO, fenoles) dentro
de los parámetros indicados en tabla 1, que establece la citada Norma.
Tabla 1. Parámetros fisco-químicos del agua salida efluentes
PARAMETROS UNIDAD RANGO DE CONTROL

4
Hidrocarburos salida ppm ˂ 20
Floruros ppm ˂ 5
Cloro residual ppm 0,5-0,8
Sulfuros ppm ˂ 2
pH adim 06-sep
Nitrógeno total ppm ˂ 40
Color Pt-Co ˂ 500
DQO ppm ˂ 350
DBO ppm ˂ 60
Fenoles ppm ˂ 0,5
Solidos suspendidos ppm ˂ 60
Hierro ppm ˂ 10
Aluminio ppm ˂ 5
Plomo ppm ˂ 0,5
El proceso de la unidad de tratamiento efluentes consiste en recibir en las lagunas
de procesos y no procesos (con una capacidad de 57.000 y 110.000 barriles
respectivamente), las aguas con hidrocarburo proveniente de las unidades de
refinación. Estas aguas luego son enviadas a las celdas API M-7251 A/B/C donde
ocurre la separación del hidrocarburo y el agua por medio de la decantación física.
El agua luego pasa a los DAF M-7254/55/56 donde se retira el hidrocarburo a través
de un medio químico para ir después a los reactores biológicos M-7280 G1/G2, donde
se degrada biológicamente el hidrocarburo presente en el agua. Finalmente el agua
pasa por un proceso de oxidación y cloración para darle disposición final en el mar. Ver
figura A-1 del Anexo A.
Específicamente en la laguna de procesos es donde se reciben las aguas con la
mayor cantidad de hidrocarburos. Este producto es extraído a través de un recolector
del tipo skimer que posee una manguera de cuatro pulgadas de diámetro conectada a
la succión de una bomba del tipo pistón de 40 galones por minutos, que se encarga de
bombear el hidrocarburo recuperado hacia los tanques de almacenamiento de slop. Ver
figuras A-2 y A-3 del Anexo A.
Actualmente la laguna de procesos se encuentra con altos niveles de hidrocarburo
(mayor a dos pies), esto es debido por diferentes factores, tales como: extracción
deficiente del hidrocarburo; un sistema de recolección de cuatro pulgadas de diámetro
fácil para el taponamiento de colectores y filtros que lo componen.

5
Además la capacidad de bombeo para extraer el hidrocarburo es baja por el poco
número de bombas existentes. Aunado a esto, al aumentar del nivel en el tanque que
recibe el slop, la hidrostática generada produce una columna hidráulica que tiene como
efecto la disminución del caudal de extracción ya que a la bomba se le dificulta vencer
dicha columna de líquido.
El alto nivel de hidrocarburo en la laguna de procesos representa un riesgo
ambiental debido que este producto, en casos de contingencia, podría rebosarse hacia
el canal que pasa por el lado este de la laguna y desembocar al mar. Este evento no
deseado generaría un impacto ambiental en la costa marina llevando a la empresa a
procedimientos administrativos establecidos por la Ley Penal de Ambiente en su
artículo 89, sobre vertidos de hidrocarburos:
La persona natural o jurídica que vierta hidrocarburos o mezcla de
hidrocarburos o sus derivados, directamente en el medio marino, con
ocasión de operaciones de transporte, exploración o explotación de la
Plataforma Continental y Zona Económica Exclusiva que pueda causar
daños a la salud de las personas, a la fauna o flora marina o al
desarrollo turístico de las regiones costeras, será sancionada con prisión
de uno a tres años o multa de un mil unidades tributarias (1.000 U.T.) a
tres mil unidades tributarias (3.000 U.T.).
Además es un producto combustible que está expuesto a la atmosfera generando el
riesgo de ignición y emanando gases contaminantes hacia el personal que labora en el
área.
Por lo antes expuesto, para minimizar de los niveles de hidrocarburo en la laguna de
procesos es mejorar la recolección de slop utilizando un mecanismo de extracción que
consiste en habilitar la fosa de aceites del API M-772 para comunicarla a través de una
tubería de cuatro pulgadas de diámetro con un colector de hidrocarburo que estará
ubicado en el lado oeste de la laguna. El hidrocarburo que llegue a la fosa del API M-
772 será enviado, a través de unas bombas seleccionadas, hacia los tanques de
almacenamiento de slop de la unidad de efluentes (tanques: 1X1; F-7255/56) y MCP.
Aumentando así los barriles de slop recuperados; disminuyendo la parada de bombeo
por taponamiento en el sistema de succión y manteniendo los niveles de hidrocarburo
en la laguna de procesos por debajo de tres pulgadas. Ver diagrama A-4 y A-5 del
Anexo A.

6
Teniendo en cuenta que la laguna de procesos, se encuentra en la unidad de
tratamiento de efluentes de la refinería el Palito en PDVSA, el estudio del alto nivel de
hidrocarburo se ubica durante el segundo semestre del año 2020, periodo durante el
cual solo se encuentra la unidad de Crudo en servicio con una carga de 80 Mil barriles
por día y la unidad de FCC con una carga de 35 mil barriles por día.
Sin embargo, la laguna de procesos de la unidad de tratamiento de efluentes
también recibe las aguas aceitosas de la unidad de BTX, Tratamiento Merox y Aminas,
Oxigenados, Alquilación y drenajes de los tanques de MCP lo que representaría un
aumento en la llegada de aguas con hidrocarburo y la necesidad de aumentar el caudal
de extracción de slop para evitar el alto nivel de hidrocarburo en la laguna.
1.2 Formulación del problema
• ¿De qué manera se pueden plantear las mejoras en el proceso de recolección de
hidrocarburo en la laguna de efluentes?
• ¿Cuál será el mecanismo de extracción de hidrocarburo en la laguna de
efluentes?
• ¿Cómo se pueden determinar las características físicas y mecánicas para el
diseño de extracción de hidrocarburo en la laguna de efluentes?
• ¿Cuál será el diseño de mejora en el proceso de recolección utilizando el
mecanismo de extracción en la laguna de efluentes?
1.3 Objetivos de la Investigación.
1.3.1 Objetivo general:
• Mejorar el proceso de recolección de slop utilizando un mecanismo de extracción
para la minimización del hidrocarburo en la laguna de efluentes

7
1.3.2 Objetivos específicos:
• Diagnosticar la presencia de hidrocarburo en la laguna de efluentes
• Determinar las características físicas y mecánicas necesarias para el diseño del
mecanismo de extracción de hidrocarburo en la laguna de efluentes
• Diseñar un sistema que aumente el caudal en el proceso de extracción,
utilizando un sistema de recuperación de hidrocarburos en la laguna de efluentes
1.4 Justificación
La laguna de procesos de efluentes, es el espacio donde se reciben las aguas
aceitosas que provienen de las plantas de procesos. Por diferencia de densidad el
hidrocarburo presente en esta agua debe ser extraído. Actualmente el proceso de
extracción solo consta de un recolector skimer con una manguera de cuatro pulgadas
de diámetro conectada a una bomba del tipo pistón de 40 galones por minutos, y los
niveles de hidrocarburo se mantienen por encima de los dos pies de altura. Esto genera
una condición de riesgo de rebose al mar en una contingencia por lluvia y además un
riesgo ya que es un producto inflamable expuesto a la atmosfera.
Debido a esta situación se propone la mejora en el proceso de recolección de slop
utilizando un mecanismo de extracción para minimizar el nivel de hidrocarburo presente
en la laguna de efluentes por debajo de dos pulgadas de altura.
Para cumplir con el Decreto 883 de la Ley del Ambiente, se tiene la necesidad de
realizar el presente estudio, ya que con este se busca evitar sanciones administrativas y
mantener los niveles de hidrocarburo en la laguna de procesos de efluentes dentro de
los parámetros operacionales, para disminuir el riesgo de derrames de hidrocarburos al
mar. También en lo comunitario se reduce el impacto ecológico al sistema marino y las
consecuencias negativas para la población pesquera y turística que está aledaña a la
empresa.
En las implicaciones prácticas, con la presente investigación se propone solventar la
problemática en la parte de control operacional que se presentan la unidad. Ya que
habilitando la fosa del API M-772 para recolectar el producto y luego seleccionar un
sistema de bombeo que envíe el hidrocarburo recuperado a los tanques de almacenaje

8
se aumentaría el caudal de extracción de hidrocarburo de la laguna de procesos y es
más eficiente el desalojo de slop presente en la laguna de procesos.
Sustentada la investigación en la parte teórica por los “Principios de la conservación
de la masa y la energía” se realiza el aporte de conocimiento en la relación de estos
principios utilizando los métodos para mantener un control del nivel de hidrocarburo en
la laguna de procesos y el cálculo de las características del sistema hidráulico que se
encargará de transferir el producto hacia los tanques de almacenamiento.
El presente trabajo pertenece al Área de Investigación Mecánica con Línea de
Investigación: Diseño mecánico, construcción de máquinas y estudios experimentales
de y propiedades mecánicas de y materiales. Sub-línea de Investigación: Diseño y
manufactura de elementos y sistemas mecánicos al realizar el diseño de la mejora de
recolección de slop.
1.5 Delimitación de la investigación
El presente trabajo se aplicará en la laguna de procesos de la unidad de tratamiento
de efluentes del departamento de servicios industriales de la refinería El Palito, estado
Carabobo; el instrumento a utilizar para la toma de datos, es el cuestionario de
preguntas y respuestas fijas, donde la persona encuestada selecciona una de ellas. El
mismo se llevará a cabo para disminuir los niveles de hidrocarburo en la laguna y evitar
derrames de producto al mar. Los elementos que conformarán este sistema son la fosa
del API M-772 ubicado en el lado oeste de la laguna y el producto recuperado llegará a
los tanques donde se almacena el slop recuperado en la unidad de tratamiento de
efluentes de servicios industriales de la refinería El Palito. El estudio de la presente
investigación está comprendida en el periodo del último semestre del año 2020 ya que
en dicho periodo el mayor aporte de efluente es generado por la unidad de destilación y
especialidades, la unidad de movimiento de crudo y producto (MCP) y la unidad de
servicios industriales.
1.6 Limitación de la investigación
En el desarrollo de esta investigación existe la limitante de ausencia de la hoja de
datos y planos de la fosa del API M-772, elemento que servirá como fosa de succión

9
para las bombas que transferirán el slop recuperado hacia los tanques de
almacenamiento del hidrocarburo extraído de la laguna de procesos.

10
CAPITULO II
MARCO TEORICO
2.1 Antecedentes de la investigación
Castillo y Oberto (2015) desarrollaron una investigación, cuya finalidad fue
“Generar acciones para rediseñar el sistema de neutralización de efluentes ácidos de la
planta de Alquilación (SNEA) de la Refinería El Palito”. Este proyecto se desarrolló
utilizando la metodología Investigación Acción Participativa desglosada en cuatro fases
para su desarrollo, utilizando como técnica de recolección de información la encuesta y
la observación.
Su línea de investigación fue la investigación y desarrollo del diseño, manufactura y
mantenimiento de la áreas de: biomecánica, mecatrónica, energética, materiales,
energías renovables, transporte, termo fluidos y la tecnología agropecuaria.
En definitiva lo que se planteó y propuso fue el cálculo y selección de una bomba de
achique que solucione la problemática de inundación de la zona de reacción de la
planta de Alquilación para así evitar una condición insegura de trabajo al personal y un
daño ambiental ya que el agua contaminada puede drenar en la taquillas de agua de
lluvia.
El trabajo de grado al que se hace referencia se hace indispensable para esta
investigación ya que plantea los procedimientos para el desarrollo de cálculo de
tuberías, cómputos métricos para determinar el caudal y cálculos de hidráulica para
desarrollar la propuesta de diseño.
Catillo V. y López M. (2016) en su trabajo de grado su objetivo se basó en
“Proponer el diseño del sistema de distribución de agua potable de Cruz Roja
Venezolana Seccional Carabobo-Valencia”. Esta investigación es de diseño no
experimental, ya que no se realiza ningún experimento y los resultados se obtienen a
través de cálculos y mediciones del sistema de distribución de agua potable.
La investigación de este trabajo radica en la técnica de recolección de información
que se obtuvo de forma directa de la realidad donde ocurrieron los hechos, sin
manipular variable alguna, alcanzada a través de las visitas a la zona de estudio.

11
Rojas E (2017) Esta investigación tiene como objetivo general: “Diseño del sistema
de bombeo para el abastecimiento óptimo de agua potable del distrito de Huancan-
huancayo” Perú.
La metodología que se utilizó, ayuda a nuestra investigación por medio del método
descriptivo, ya que la observación del comportamiento mecánico, hidráulico y eléctrico,
para diseñar el nuevo funcionamiento del sistema de bombeo tiene como finalidad
optimizar el abastecimiento de agua potable y se enmarca en una investigación
tecnológica o aplicada que resuelve un caso de funcionamiento hidráulico del sistema
de bombeo de la capacidad instalada.
2.2. Bases teóricas
2.2.1 Diagrama de cuerpo libre
Según Huang 1967 (p. 133). Un diagrama de cuerpo libre es el diagrama de un
cuerpo o de un grupo de cuerpos (o de una parte de un cuerpo) que se representa
aislado de su medio habitual, y en donde se muestran todas las fuerzas externas que
actúan, tales como el peso, las fuerzas aplicadas, las restricciones o reacciones, y la
fricción.
2.2.2 Representación de fuerza en el diagrama de cuerpo libre
Según Huang 1967 (p. 133). Una fuerza F se puede describir por medio de su
magnitud F y dos de sus tres inclinaciones α, β y γ, con respecto a los ejes x, y, y z,
respectivamente. Suponiendo que estas fuerzas actúan en un punto O de un cuerpo,
por medio de la notación vectorial se puede representar esta fuerza en el diagrama de
cuerpo libre por medio de un segmento dirigido.
La fuerza que actúa sobre el cuerpo en un diagrama de cuerpo libre se puede
representar por medio de una recta dirigida con una magnitud escalar como se muestra
en la figura 1.

12
Figura 1. Representación del diagrama de cuerpo libre
2.2.3 Representación de momentos en el diagrama de cuerpo libre
Según Huang 1967, (p. 135). Como los momentos son vectores, su representación
en el diagrama de cuerpo libre es esencialmente la misma que la representación de
fuerzas en la figura 1
2.2.4 Relación entre la presión y la elevación
Según Mott 2006, (p. 55). En un líquido homogéneo en reposo el cambio de presión,
debido a un cambio en la elevación, se calcula por medio de:
h
p *

=

Ecuacion 1
2.2.5 Presión en un punto
Según Roca Vila, 1978, (p. 45). En un fluido cualquiera en reposo no existen,
esfuerzos tangenciales (o cortantes). Así pues, si por un punto P del fluido se pasa una
superficie cualquiera y se toma sobre ella un elemento de área dA, la fuerza dF que
actúa sobre dA tiene la dirección de la normal a la superficie. Se define entonces la
presión como el esfuerzo normal.
A
F
P =
Ecuación 2
2.2.6 Fuerza
Según Huang 1967, (pp. 9 y 78). Es la acción de un cuerpo sobre otro y que afecta
el estado de movimiento o de reposo del cuerpo sobre el cuerpo que actúa. Puede
ejercerse mediante contacto real, entendido como un empuje o jalón, o a través de la
distancia, tal y como ocurre con las fuerzas gravitacionales o magnéticas. Una fuerza

13
queda completamente definida por su magnitud, su punto de aplicación y su dirección y
sentido.
La fuerza es una cantidad vectorial que se puede representar en la forma:
k
F
j
F
i
F
F z
y
x +
+
=
Ecuación 3
2.2.7 Vector momento de una fuerza con respecto a un punto
Según Huang 1967, (p. 85). El momento de la fuerza F con respecto al punto O se
define como el vector que tiene las especificaciones siguientes:
Magnitud: magnitud F de la fuerza multiplicada por la distancia perpendicular d, de O
a F,
Dirección: perpendicular al plano en el punto O,
Sentido: sentido de avance de acuerdo con la regla del tornillo de rosca derecha.
El momento así definido es una medida del efecto rotacional de una fuerza con
respecto a un punto.
F
r
M *
=
Ecuación 4
2.2.8 Ley de la Conservación de la energía
Según Cengel y Boles. 1996, (p. 92). La energía no puede crearse ni destruirse; solo
puede transformarse. Este principio parte de observaciones experimentales y se conoce
como “el principio de conservación de la energía”. La cantidad de energía ganada
por el sistema debe ser igual a la energía perdida por el entorno.
2.2.9 Sistema de clase III
Según Mott, 2006, (p. 339). Un sistema de tuberías de clase III es aquel para el que
se desea conocer el tamaño de la tubería que conducirá cierto flujo volumétrico de un
fluido dado, con una caída de presión especificada como máxima debido a las pérdidas
de energía. Este enfoque simplificado cuenta la perdida de energía debido a la fricción
en la tubería. Sin embargo, debido a que el diámetro del flujo es el mismo en los dos
puntos de referencia, no hay diferencia en las velocidades o carga de velocidad.

14
04
.
0
2
,
5
4
,
9
75
,
4
2
25
,
1
*
*
*
*
66
,
0
















+








=
L
L h
g
L
Q
h
g
Q
L
D 

Ecuación 5
2.2.10 Ecuación de Bernoulli generalizada
Según Roca Vila, 1978, (p. 143). La ecuación de Bernoulli considerada como la
expresión de la ley de la conservación de la energía, puede ser generalizada en varias
otras dimensiones. En esta sección se contemplaran casos particulares, en que la
tubería tiene elementos activos, es decir, instrumentos o aparatos que suministran
energía al sistema, pero en los cuales los intercambios de calor son despreciables.
Escribiendo simplemente que la energía se conserva se obtiene la llamada ecuación de
Bernoulli generalizada:
Como la ecuación de Bernoulli es la representación de la ley de la conservación de
la energía en sistemas de flujos de fluidos y relaciona los tipos de energía como son la
cinética, potencial y de trabajo, permite definir la energía necesaria en el sistema para
mover de un punto a otro el hidrocarburo extraído de la laguna de procesos
g
v
Z
p
g
v
Z
p
*
2
*
2
2
2
2
2
2
1
1
1
+
+
=
+
+


Ecuación 6
2.2.11 Caudal y ecuación de la continuidad
Según Mott, 2006, (p. 154). La cantidad de fluido que pasa por un sistema por
unidad de tiempo puede expresarse por medio del flujo volumétrico (Q) que es el
volumen de un fluido que circula en una sección por unidad de tiempo.
v
A
Q *
=
Ecuación 7
Es una de las variables que permitirá seleccionar los equipos que conformarán el
sistema de extracción de hidrocarburo de la laguna de procesos.

15
2.2.12 Presión de vapor
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 41). La presión de vapor Pv de una sustancia
pura se define como la presión ejercida por su vapor en equilibrio de fase con su líquido
a una temperatura dada.
2.2.13 Densidad absoluta
Según Mott, 2006, (p. 27). Es la cantidad de masa por unidad de volumen de una
sustancia. Por tanto, si se denota la densidad con la letra griega ρ (rho), se tiene
V
m
=

Ecuacion 8
Donde V es el volumen de la sustancia que tiene masa m.
2.2.14 Velocidad de flujo recomendable en tuberías y ductos
Según Mott, 2006, (p. 161). Son muchos los factores que influyen para lograr una
velocidad de flujo satisfactoria en los sistemas de fluido. Al estudiar la ecuación de la
continuidad, aprendimos que la velocidad de flujo se incrementa conforme disminuye el
área en la trayectoria del flujo. Las pérdidas de energía y la caída de presión
correspondiente aumenta en forma espectacular conforme se incrementa la velocidad
del flujo. Por esta razón es deseable mantener bajas las velocidades.
Sin embargo, debido a que los ductos y los tubos más grandes son más caros, es
necesario establecer algunos límites. La figura G4 del anexo G proporciona una guía
muy general para especificar el tamaño de las tuberías, como función del flujo
volumétrico para sistemas comunes de distribución de fluidos por medio de bombas.
2.2.15 Velocidades de flujo recomendables para sistemas especializados
Según Mott, 2006, (p. 164). Las velocidades de flujo recomendables para sistemas
de fluidos de potencia son los siguientes:
Tabla 1. Rango recomendado de velocidad
Tipo de servicio pie/s m/s
Líneas de succión 2-4 0,6-1,2
Líneas de retorno 4-13 1,5-4
Líneas de descarga 7-18 2-5,5

16
2.2.16 Peso especifico
Según Roca Vila, 1978, (p. 23). El peso específico de una sustancia se define por:
g
*

 =
Ecuación 9
Donde ρ es la densidad del fluido y g la constante gravitacional.
2.2.17 Viscosidad
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 51). Es la propiedad que representa la resistencia
interna de un fluido al movimiento o la “fluidez”.
Esta propiedad del hidrocarburo que se encuentra en la laguna de procesos formará
parte de los cálculos que conforma el teorema de Bernoulli.
2.2.18 Rugosidad ɛ
Según Mott, 2006, (p. 235). La rugosidad relativa es la relación del diámetro de la
tubería D a la rugosidad promedio de su pared ɛ. La condición de la superficie de la
tubería depende sobre todo del material de que esta hecho el tubo y el método de
fabricación. En la tabla 2 se ha determinado el valor ɛ de la rugosidad promedio de la
pared de tubería y tubos existentes comercialmente.
Tabla 2. Valores de diseño de la rugosidad de tubos
Material Rugosidad ɛ (m) Rugosidad ɛ (pie)
Vidrio Liso Liso
Plástico 3,0X10-7 1,0X10-6
Tubo extruido; cobre, latón y acero 1,5X10-6 5,0X10-6
Acero, comercial o soldado 4,6X10-4 1,5X10-4
Hierro galvanizado 1,5X10-4 5,0X10-4
Hierro dúctil, recubierto 1,2X10-4 4,0X10-4
Hierro dúctil, no recubierto 2,4X10-4 8,0X10-4
Concreto, bien fabricado 1,2X10-4 4,0X10-4
Acero remachado 1,8X10-3 6,0X10-3
2.2.19 Numero de Reynolds (RE)
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 340). La transición de flujo laminar a flujo
turbulento depende de la geométrica, la rugosidad de la superficie, la velocidad del flujo,
la temperatura de la superficie y el tipo de fluido entre otros factores. Osborne Reynolds

17
descubrió que el régimen de flujo depende principalmente de la razón de fuerzas
inerciales a fuerzas viscosas en el fluido.

s
s
E
D
V
R
*
=
Ecuacion 10
Cuando:
RE ≤ 2300 flujo laminar
2300 ≤ RE ≥ 4000 flujo transicional
RE ≥ 4000 flujo turbulento
2.2.20 Rugosidad relativa ɛ/D
Según Cengel y Cimbala 2012, (p. 357). El factor de fricción de un flujo turbulento en
tubería totalmente desarrollado en tubería circular depende del número de Reynolds y
la rugosidad relativa ɛ/D, que es la razón de la altura media de rugosidad de la tubería
al diámetro de la tubería.
2.2.21 Factor de fricción para el flujo turbulento (f)
Según Mott, 2006, (p. 242). La ecuación siguiente, que permite el cálculo directo del
valor del factor de fricción para flujo turbulento, la desarrollaron P. K. Swamee y A. K.
Jain:
( )
2
9
,
0
74
,
5
7
,
3
1
log
25
,
0


















+
=
R
N
D
f

Ecuacion 11
La ecuación 11 produce valores de f que están ±1.0% dentro del rango de rugosidad
relativa D/ɛ, de 100 a 1x106 y para número de Reynolds 5x103 a 1x108. Esta es
virtualmente toda la zona turbulenta del diagrama de Moody.
2.2.22 Perdidas por fricción
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 364). El fluido en un sistema de tubería pasa a
través de varias uniones, válvulas, flexiones, codos, ramificaciones en forma de la letra

18
T (conexiones en T), entradas, salidas, ensanchamientos y contracciones además de
los tramos rectos de los tubos. Dichos componentes interrumpen el suave flujo del fluido
y provocan perdidas adicionales debido al fenómeno de separación del flujo que
producen. Cuando ya estén disponibles todos los coeficientes de pérdidas de carga
total en un sistema de tuberías se determina a través de:
a
desc
succion hf
hf
hf arg
+
=
Ecuación 12
Donde







+
= L
K
D
L
f
g
V
hf *
*
2
2
Ecuacion 13
Donde
L= longitud de la tubería
f= coeficiente de fricción
D= diámetro tubería
V= Velocidad fluido
KL= coeficiente longitudinal equivalente
g= fuerza de gravedad
2.2.23 Coeficiente K
Según Roca Vila, 1978, (p. 23). Existen tablas de valores K para distintos orificios.
Como K representa a fin de cuentas, perdidas por fricción.
En la figura G6 del anexo G se expresan los valores de K para los diferentes
accesorios de tuberías.
2.2.24 Energía potencial
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 43). La energía que un sistema tiene como
resultado de su elevación en un campo gravitacional se llama energía potencial y se
expresa en términos de unidad de masa.
Permite definir la fuerza necesaria por el sistema para mover el hidrocarburo de la
laguna de procesos hasta el punto de almacenaje.

19
2.2.25 Carga dinámica total
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 203). La ecuación de Bernoulli se puede
expresar en términos de cargas como: la suma de las cargas de presión, de velocidad y
elevación a lo largo de una línea de corriente que es constante en el flujo estacionario.
hf
g
V
H B
B +
+

=
2
2
Ecuacion 14
Con esta definición se está representando la energía total que debe poseer el
sistema desde la fosa donde succiona la bomba hasta el punto más lejano que llegara
el fluido.
2.2.26 Potencia útil
Según Cengel y Cimbala, 2012, (p. 765). La carga hidrostática neta es proporcional
a la potencia útil entregada al fluido. Se acostumbra llamar a esta potencia hidráulica
potencia útil, inclusive si el líquido que se bombea no es agua y hasta si la potencia no
se mide en unidad de caballos de fuerza. En el aspecto de las dimensiones, se debe
multiplicar la carga hidrostática neta por la cantidad de masa y la aceleración de la
gravedad para obtener las dimensiones de potencia. Por tanto:
B
util H
g
Q
P *
*
*
=
Ecuacion 15
2.2.27 Carga de succión positiva neta
Según Mott, 2006, (p. 411). El diseño del sistema de tubería de la succión debe
proporcionar una presión suficientemente alta para evitar que se desarrollen burbujas
de vapor dentro del fluido en movimiento, condición que recibe el nombre de cavitación.
succion
vapor
atm
hf
Z
g
P
P
NPSH −

−
−
=
*

Ecuacion 16
Este concepto forma parte de las variables para seleccionar la bomba que moverá el
hidrocarburo desde la fosa del API hasta los tanques de almacenamiento. Y evitar el
fenómeno de la cavitación en la bomba.

20
2.3. Definición de términos básicos
Skimer: Se denomina a la boca de succión instalada en la superficie del agua, que
permite remover los contaminantes y el correcto filtrado.
Efluentes: Se aplica para nombrar a las aguas servidas con desechos sólidos, líquidos
o gaseosos que son emitidos por viviendas o industrias. Los productos tóxicos
presentes en los efluentes son muy variados tanto en origen, tipo y cantidad y su
composición depende de la clase de efluente que los genera. Los desechos en los
efluentes pueden ser de naturaleza química o biológica.
Fosa API: es un recinto rectangular que se utiliza para separar de forma física el
hidrocarburo presente el agua.
Bomba Centrifuga: Dispositivo que se emplea a la fuerza para mover líquidos
generalmente en fase liquida.
Bomba de Pistón: Una bomba de pistón es una bomba hidráulica que genera el
movimiento en el mismo mediante el movimiento de un pistón.
Slop: Término usado para describir el hidrocarburo recuperado de las aguas con trazas
de hidrocarburos
Tubería: Es un conjunto de tubos y accesorios unidos mediante juntas para formar una
conducción cerrada.
Accesorios: Es el conjunto de piezas moldeadas o mecanizadas que unidas a los
tubos mediante un procedimiento determinado forman las líneas estructurales de
tubería de una planta de procesos.
Presión de vapor: Se define como la presión ejercida por su vapor en equilibrio de
fases con su líquido a una temperatura dada.
Cavitación: Fenómeno que se produce cuando la presión en un punto de la tubería por
donde circula un líquido es menor que la presión de vapor de dicho líquido.
Altura Geodésica: Es la diferencia de cota entre el nivel del líquido en la succión y la
descarga. Si la tubería de la descarga esta sobre el nivel del líquido en el depósito de
descarga, entonces altura geodésica se debe referir a la línea de centro de la tubería de
descarga y no al nivel del líquido.

21
2.4. Formulación de la hipótesis
Según Arias 2006, (p.48) “Las hipótesis se desprenden de la teoría, es decir, no
surgen de la simple imaginación sino que se derivan de un cuerpo de conocimientos
existentes que le sirven de respaldo”.
Además, define que:
a. la hipótesis orientan la investigación. Indican a investigador donde
debe iniciar su labor de verificación o comprobación mediante la
recolección de datos.
b. por la estrecha relación que deben tener la hipótesis con los
objetivos de investigación, está también precisa las variables que
serán medidas.
c. las hipótesis, según el problema formulado se utilizan para explicar o
predecir un determinado hecho.
Por ser un trabajo de diseño de campo no experimental no se trabaja esta
investigación con hipótesis, ya que esta investigación tiene como principio La ley de la
conservación de la energía para sustentar el uso del Teorema de Bernoulli que permite
definir las variables que conforman los elementos del sistema hidráulico para la
extracción de Slop de la laguna de procesos de la planta de efluentes.
2.5. Operacionalización de variables
Según, Arias, 2006 (p. 57), "la variable es una característica o cualidad; magnitud o
cantidad, que puede sufrir cambios; y que es sujeto de análisis, medición, manipulación
o control en una investigación". Lo expresado permite observar que la variable ocupa un
papel importante en el desarrollo de la investigación y representa la guía para el
desarrollo de las actividades que se ejecutarán, a través del cuadro de operaciones,
para dar respuesta a la problemática planteada.
2.5.1 Definición operacional
Según Zorrillo y Torres 1992, (p. 62) plantean:
Las variables son todo aquello que se puede medir, controlar o estudiar
en una investigación. También puede afirmarse que las variables son
características, atributos, rasgos, cualidades o propiedad que se dan en
individuos, grupos u objetos. Es decir las variables son características
observables de algo y a la vez, son susceptibles de cambios o
variaciones.

22
El concepto expresado por estos autores permite observar que las variables ocupan
un papel importante ya que son el norte del desarrollo de la investigación. En
consecuencia, corresponde identificar, descubrir y determinar las variables que están
presentes en el trabajo. Ver anexo D.
En la presente investigación se identifican las siguientes variables:
• Hidrocarburo en la laguna de procesos
• Mecanismo de extracción
• Mejora en el proceso de recolección de slop

23
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
Con el fin de obtener resultados confiables que puedan alcanzar los resultados
establecidos, toda investigación tiene un marco metodológico, el cual define el uso de
métodos, técnica, instrumentos, estrategias y procedimientos a utilizar en el estudio que
se desarrolla. Al respecto, Balestrini 2006 (p.125) define: “El marco metodológico como
la instancia referida a los métodos, las diversas reglas, registros, técnicas y protocolos
con los cuales una teoría y su método calculan las magnitudes de lo real”.
3.1 Nivel y Diseño de investigación planteado
Los datos para este estudio son recolectados directamente de la realidad donde
ocurren los hechos, sin manipular variable alguna, es decir, el investigador obtiene la
información pero no se altera las condiciones existentes.
Lo que llevó a tomar el diseño de investigación de campo no experimental fueron las
definiciones de Hernández, Fernández y Batista 1998, (p.56) cuando expresan que: “en
un diseño no experimental no se construye ninguna situación, sino que se observan
situaciones ya existentes, no provocada intencionalmente por el investigador. En la
investigación no experimental no hay manipulación intencional ni asignación al azar”.
3.2 Población y Muestra
3.2.1 Población
La población es el conjunto finito o infinito de unidades de análisis, individuos,
objetos o elementos que se someten a estudio, con la finalidad de obtener información
confiable y representativa.

24
La población considerada para el estudio será de 8 trabajadores que pertenecen a la
unidad de efluentes de la Refinería El Palito. Los cuales están distribuidos de la
siguiente manera: (1) Jefe de Sección, (1) Supervisor de Campo; (1) Técnico de
Efluente; (4) Operadores de área; y (1) Ingeniero de Procesos.
3.2.2 Muestra
La población universal perteneciente a la planta de efluentes, para el presente
estudio, es de 8 personas se toma toda la población objetivo en la investigación.
3.3. Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos;
3.3.1 Técnica:
La técnica es el procedimiento y el instrumento, la herramienta que se utiliza para
registrar y organizar posteriormente la información. En la presente investigación se
trabaja con fuentes primarias y las técnicas utilizadas son la observación directa y la
encuesta. Las mismas se definen a continuación:
3.3.2 Observación Directa
Según Hurtado 2008, (p. 459), “la observación directa constituye un proceso de
atención, recopilación, selección y registro de información, para el cual el investigador
se apoya en sus sentidos”. Con esta técnica, se observara el lugar de trabajo, con el fin
de conocer las necesidades en las condiciones ambientales, las causas que generan
dichas condiciones y los factores influyentes, para poder plantear soluciones a las
mismas.
Es de gran importancia la observación directa ya que como lo define, es el uso
sistemático de nuestros sentidos en la búsqueda de los datos que se necesitan de
forma planificada y controlada para darle validez y fiabilidad a la presente investigación.
3.3.3 La Encuesta
Villafranca 1996, (p.65). Afirma que “consiste en obtener información, opiniones,
sugerencias y recomendaciones, mediante técnicas como: La entrevista y el
cuestionario”.

25
Se usará esta técnica con el fin de recopilar información y será aplicado al 100% de
la población en estudio, es decir a los 8 trabajadores del área de efluentes
(mantenimiento y operaciones), para ello se le harán unas series de preguntas
relacionadas a los trabajadores que están involucrados constantemente en el área de
efluentes.
3.3.4 Instrumentos de Recolección de Datos:
Para Arias 2012, (p. 68), un instrumento de recolección de datos “es cualquier
recurso, dispositivo o formato (en papel o digital), que se utiliza para obtener, registrar o
almacenar información”. Son ejemplos de instrumentos:
• Un cuestionario en cuya estructura quedan registradas las respuestas
suministradas por el encuestado.
• Una libreta en la que el investigador anota lo observado.
• Computadoras portátiles con sus respectivas unidades para almacenaje de
información: disco duro, CD o memorias portátiles (pen drive).
• Dispositivos tales como cámara fotográfica y de video (filmadora), grabador de
audio, entre otros. Los instrumentos de recolección de datos utilizados en la
presente investigación se describen a continuación.
3.3.5 Cuaderno de Notas
Para Arias 2012, (p. 71), el cuaderno de notas es “es una herramienta que se utiliza
para registrar y organizar la información recopilada durante el trabajo de campo”.
Este instrumento se utilizará para recopilar la información y los datos observados en
el área de efluentes del departamento de servicios industriales de la refinería El Palito
P.D.V.S.A
3.3.6 Cuestionario
El instrumento que será aplicado al 100% de la población en estudio, es decir los 8
trabajadores del departamento de servicios industriales de la refinería El Palito estado
Carabobo es el de preguntas y respuestas fijas, conocido como Escala Lickert,
conformado por 21 preguntas que estriban en presentar una escala basada en
categorías, donde la persona encuestada selecciona una de ellas. Ver tabla B-1 del
anexo B.

26
3.4. Validez y Confiabilidad de los instrumentos de recolección de datos
3.4.1 Validez
La validación es fundamental en el anteproyecto de investigación. Se hace a través
de juicios de expertos. Se refiere a la revisión exhaustiva del instrumento de
investigación antes de ser aplicado. También Hurtado 2010 (p. 55), lo define de la
siguiente manera:
El Juicio de Experto es un sondeo de opinión entre expertos que
permite, dos cosas: primero, que pueda recurrirse a la técnica de
entrevista y evaluación de cuestionario desarrollada y verificada en el
campo de la investigación. Segundo, que el asesoramiento individual
pueda ser juzgado de acuerdo a la competencia de los expertos
consultados, deben ser consideradas entre otros los especialistas
independientes o la persona, entre el circulo de conocido o los directos
colaboradores del propio responsable de la decisión.
Para la validez de la presente investigación se entregó a tres expertos (uno en
metodología, uno en ingeniería mecánica y uno en lengua y literatura) en la materia
objeto de estudio el contentivo de: título de la investigación, los objetivos, el cuadro de
la Operacionalización de las variables, instrumentos de recolección de datos y la matriz
de validación que debe llenar, donde se emitiera su respectiva opinión en cuanto a la
coherencia de los ítems y los objetivos de la investigación, claridad y redacción, además
de la adecuada presentación del instrumento, estas observaciones fueron vaciadas en
una matriz de validación. Ver anexo C, donde reflejaron sugerencias y la consistencia
del mismo.
3.4.2 Confiabilidad
Hernández, Fernández y Bastidas agregan 1998, (p.21) “Se refiere al grado en que
su aplicación repetida al mismo sujeto produce iguales resultados”.
Respecto a esto, el instrumento y procedimientos de recolección de los datos
diseñado para el presente estudio, antes de aplicarlos de manera definitiva en la
muestra seleccionada, será sometido a prueba, con el propósito de establecer la validez
de estos en relación al problema investigado. Para establecer la confiabilidad del
instrumento, la prueba piloto es lo recomendable.

27
A fin de cumplir con esta estrategia, la prueba piloto donde se validarán los
instrumentos y procedimientos de recolección de datos, se efectúa a través del método
de Alfa de Cronbach ya que el instrumento es de respuestas policotómicas; (por
ejemplo: Bueno- Malo regular).
A continuación se muestra la fórmula para el cálculo del Alfa de Cronbach:
Donde, es el número de ítems del instrumento,
La varianza de las puntuaciones en el ítem i, y
La varianza de las puntuaciones totales del cuestionario.
El coeficiente Alfa de Cronbach oscila entre 0 y el 1. Cuanto más próximo este a 1,
más consistentes serán entre sí (y viceversa). Por otro lado, hay que tener en cuenta
que a mayor longitud del test, mayor será el alfa.
Para el caso particular se efectuó prueba piloto en el Complejo Petroquímico Hugo
Chávez, planta de urea a un extracto y los resultados obtuvieron un valor de 0.816 (ver
tabla C1 del anexo C) lo que arroja un rango de confiabilidad Excelente.
3.5. Fases de la investigación
Para el logro de los objetivos que se ha planteado en esta investigación se seguirán
las siguientes fases;
Fase Previa: Elaboración de la validación y confiabilidad de los instrumentos de
recolección de datos de la investigación (ver anexo C).
Fase I: Diagnosticar la presencia de hidrocarburo en la laguna de efluentes
A través de la visita en campo se chequean los niveles de hidrocarburo y las
propiedades fiscas y químicas del slop en la laguna de efluentes para conocer el
impacto que estos generan durante una contingencia
Actividades de la Fase I:
• Realizar el aforo de la laguna de procesos para determinar la cantidad de
hidrocarburo presente en la misma

28
• Realizar análisis físico y químicos de los contaminantes que se
encuentran en el hidrocarburo
• Realizar en campo una inspección visual de los equipos que conforman el
sistema de extracción el hidrocarburo.
Estrategia o Técnicas que se utilizaran en la Fase I:
• Encuesta, observación directa
• Revisión documental y pruebas de laboratorio
Recursos y tiempo empleado en la Fase I:
• Cuestionario, diario de campo, cinta de aforar, colector de muestras,
etiquetas, computador personal, cámaras, lápiz, bolígrafos.
Fase II: Determinar las características físicas y mecánicas necesarias para el diseño del
Recabar la información documental para definir las características físicas y
mecánicas que necesita el mecanismo de extracción de hidrocarburo de la laguna de
procesos.
Actividades de la Fase II:
• Visita a la hemeroteca de la refinería para evaluar planos y documentos
• Evaluación de manuales y normas para determinar las características
físicas y mecánicas necesarias para el mecanismo de extracción
Estrategia o Técnicas que se Utilizaran en la Fase II:
• Encuesta, revisión de manuales, procedimientos
• Revisión documental de las características físicas y mecánicas de los
elementos que conformaran el mecanismo de extracción de hidrocarburo en
la laguna de efluentes.
Recursos y tiempo empleado en la Fase II:
• Cuestionario, diario de campo, manuales, procedimientos, computador
personal, pendrive, lápiz, bolígrafos.
Fase III: Diseñar un sistema que aumente el caudal en el proceso de extracción
utilizando un sistema de recuperación de hidrocarburos en la laguna de efluentes.
Las mencionadas fases se subdividen en un conjunto de actividades técnicas, que
son los pasos para conseguir respuesta a los objetivos planteados, las mencionadas

29
actividades con sus recursos y técnicas se plasman en la tabla D-1 el anexo D donde
se puede visualizar en pleno la ejecución total del proceso investigativo.
Actividades de la Fase III:
• Realizar los cálculos pertinentes al diseño del mecanismo de extracción
• Estudiar la eficiencia del nuevo mecanismo de extracción
Estrategia o Técnicas que se Utilizaran en la Fase III:
• Encuesta, Observación directa, Estadística descriptiva, Revisión
documental.
Recursos y tiempo empleado en la Fase III:
• Cuestionario, diario de campo, computador personal, lápiz, bolígrafos,
cinta métrica,
3.6 Tratamiento estadístico de los Datos
3.6.1 Métodos Matemáticos-Estadísticos
Sabino 2006, (p. 189), establece en relación a las técnicas de frecuencia y
porcentaje. “Son aquellas que descomponen un todo en sus partes constituidas para su
más concienciado examen”. Esto consiste en condensar la información recopilada de
fuentes primarias (observación directa). Como técnica a utilizar serán; tabla de
información, gráficos de tendencia y análisis descriptivos ambos análisis mostrarán una
vía de solución a la problemática alto nivel de hidrocarburo en la laguna de efluentes de
la refinería el palito.

30
CAPITULO IV
ANALISIS Y DISCUSION DE LOS RESULTADOS
Resultados y análisis
En la mejora del proceso de recolección de slop para disminuir el hidrocarburo en la
laguna de efluentes, las técnicas y análisis que se utilizaron para relacionar, interpretar
y buscar significado a la información obtenida a través del instrumento del cuestionario
de preguntas y respuestas fijas, conocido como Escala Likert, aplicado a una población
de 8 trabajadores perteneciente al Departamento de Servicios Industriales de la
Refinería El Palito se logró dar respuestas a los objetivos específicos permitiendo ser
orientados con los indicadores establecidos. Seguidamente se presentan los resultados
obtenidos.
4.1. Resultados de la Fase N°1
Diagnosticar la presencia de hidrocarburo en la laguna de efluentes.
4.1.1. Variable: Hidrocarburo en la laguna de efluente.
A continuación, se presenta un cuadro donde se visualizan los resultados obtenidos
del instrumento aplicado al personal del departamento de servicios industriales en
función de cada dimensión (Ver tabla 3 y 4), cabe destacar que dichos resultados
permitió identificar y diagnosticar las posibles causas que generan el alto nivel de
hidrocarburo en la laguna de efluentes y así posteriormente aplicar las acciones
correspondientes. En el anexo B, tabla B-1 se pueden ver las descripciones
correspondientes de los ítems de cada indicador.

31
Tabla 3. Descripción, Dimensiones, Indicadores Físicos y Químicos según
sus Indicadores
DIMENSION INDICADOR
N°
ITEM
DESCRIPCION
Física
Nivel 1
¿El alto nivel de hidrocarburo, presente en
la laguna de procesos de efluentes, genera
unriesgo de impacto ambiental?
Inflamabilidad 2
La propiedad inflamable del hidrocarburo
presente en la laguna de procesos representa
un riesgo para el personal y las instalaciones
del área de efluentes
Densidad 3
La densidad del hidrocarburo en la laguna de
procesos corresponde al producto proveniente
de las plantas de procesos
Química
% de Aromáticos 4
El porcentaje de aromáticos en el hidrocarburo
de la laguna de efluentes es contaminante para
el personal que labora en el área de efluentes
Acidez 5
La acidez del hidrocarburo en la laguna de
procesos afecta la metalurgia de los equipos
que componen el área de tratamiento de
efluentes
% de oxigeno 6
En caso de llegar aguas con hidrocarburo al
mar la concentración de oxigeno impacta el
medio marino
% de Fenoles 7
El porcentaje de fenoles en el hidrocarburo es
perjudicial para la fauna marina
Tabla 4. Resultados 1 del instrumento según dimensión e indicador
DIMENSION INDICADOR
N°
ITEM
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo
ni en
desacuer
do
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Física
Nivel 1 50 25 0 25 0
Volatilidad 2 100 0 0 0 0
Densidad 3 25 75 0 0 0
Química
% de
Aromáticos
4 62,5 25 0 12,5 0
Acides 5 37,5 62,5 0 0 0
% de
oxigeno
6 25 25 50 0 0
% de
Fenoles
7 62,5 37,5 0 0 0

32
4.1.2. Promedio de las Dimensiones.
En la tabla 5, se muestran los resultados del promedio calculado en función de los
datos obtenidos con respecto al instrumento aplicado al personal del departamento de
servicios industriales, los cuales permiten identificar las posibles causas que generan el
alto nivel de hidrocarburo en la laguna de efluentes.
Tabla 5. Promedio según la Dimensión Física de la primera variable
Dimensión Indicador
N°
ITEM
Muy de
acuerdo
De
acuerdo
Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
En
desacuerdo
Muy en
desacuerdo
Física
Nivel 1 50 25 0 25 0
Volatilidad 2 100 0 0 0 0
Densidad 3 25 75 0 0 0
Figura 2. Grafica Promedio de la Dimensión Física
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Nivel Volatilidad Densidad
50
100
25
25
0
75
0
0 0
25
0 0
0 0 0
Muy de acuerdo De acuerdo
Ni de acuerdo ni en desacuerdo En desacuerdo
Muy en desacuerdo

33
De acuerdo a la figura 2, se puede observar que las respuestas de los encuestados
tiende por encima de 70% hacia la opción “De acuerdo” donde las propiedades de nivel
y volatilidad presente en el hidrocarburo de la laguna de procesos representan un
riesgo de impacto ambiental. También expresan que la densidad presente en el
hidrocarburo tiene procedencia de las plantas de procesos y que debido a su peso más
liviano que el agua, por diferencia de densidad, siempre va a estar en la superficie del
líquido.
Comparando esta dimensión con lo expresado por Vergara y Pizarro 1981, (p. 1-1),
que indican:
El desarrollo de la industria petrolera se ha traducido en la instalación
de refinerías, en su mayoría costeras, y en actividades de exploración y
producción de petróleo costa afuera. Todo este manejo de hidrocarburos
en zonas costeras envuelve un serio riesgo de contaminación y deterioro
de otros recursos marinos y costeros.
Según lo expresado por Vergara y Pizarro donde mencionan que la explotación
petrolera en las costas representan un riesgo por el impacto ambiental que los
derrames de hidrocarburo generan al medio marino concuerdan con la tendencia de los
encuestados debido a que las propiedades físicas del hidrocarburo, al ser más liviano
que el agua, y estar presente en la superficie de la laguna, en caso de contingencia,
donde no se pueda controlar el nivel, está podría rebosarse y llegar este producto al
mar. Estos indicadores nos conducen a diagnosticar la cantidad de hidrocarburo
presente en la laguna de procesos.
Tabla 6. Promedio según la Dimensión Química de la primera variable
N°
ITEM
% Muy de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Química
% de
Aromáticos
4 62,5 25 0 12,5 0
Acides 5 37,5 62,5 0 0 0
% de oxigeno 6 25 25 50 0 0
% de Fenoles 7 62,5 37,5 0 0 0

34
Figura 3. Grafica Promedio de la Dimensión Química
La figura 3, demuestra en esta dimensión la concentración de Aromáticos, acides,
oxígeno y fenoles presentes en la laguna de procesos como agentes contaminantes
para el medio marino y a las personas, la tendencia de los encuestados a la opción “De
acuerdo” está por encima del 70%, lo que demuestra que se deben tratar estos
efluentes y evitar que lleguen al mar.
Analizando estas tendencias con lo expresado por Vergara y Pizarro 1981, (pág. 1-1)
que indican:
Los contaminantes son muy variados y también sus efectos. Muchos no
son contaminantes en sí pero al estar presentes en elevadas
concentraciones se transforman en dañinos. El petróleo es un tipo de
contaminante entre muchos y ciertamente nos es más peligroso, pero es
muy visible y su contaminación resulta muchas veces espectacular.
Según Vergara y Pizarro, la concentración elevada de los contaminantes de
hidrocarburo es peligroso para el medio marino concuerda con la tendencia de los
encuestados donde su opinión tiende a estar de acuerdo que estos causan efectos
negativos al personal y al medio marino, por lo cual es importante el tratamiento de
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% de Aromaticos Acides % de oxigeno % de Fenoles
62,5
37,5
25
62,5
25
62,5
25
37,5
0
0
50
0
12,5
0 0 0
0 0 0 0
% Muy de acuerdo % De acuerdo
% Ni de acuerdo ni en desacuerdo % En desacuerdo
% Muy en desacuerdo

35
efluentes, que tiene en su primera fase es la extracción de hidrocarburo del agua para
evitar que esta llegue al mar.
4.1.3. Actividades Realizadas
Una vez obtenido los resultados de las dimensiones de la variable Hidrocarburo en
la laguna de efluente, los investigadores efectuaron un conjunto de actividades técnicas
de campo, con el objeto de dar respaldo a los resultados mencionados y la verificación
que debe dar validez científica de la situación que conlleva las problemática del alto
nivel de hidrocarburo en la laguna de procesos. Para la Fase I se desarrollaron las
siguientes actividades:
Aforo de la laguna de procesos para determinar la cantidad de hidrocarburo
presente en la misma
Para llevar a cabo esta actividad los investigadores procedieron a efectuar un
conjunto de visitas a la planta de tratamiento de efluentes del departamento de servicios
industriales en la refinería El Palito, respetando y siguiendo todos los protocolos de
ingreso a esta instalación, es decir notificación al Jefe de sección de tratamiento de
aguas, notificación de riesgo, pases de entrada, charla de seguridad y uso de equipos
de protección personal. Una vez en la planta y acompañado por los operadores de la
unidad de efluentes, se procedió a la medición del nivel de hidrocarburo en la laguna.
Los equipos utilizados para medir el nivel de hidrocarburo fueron: guantes de
carnaza; mascarilla para vapores orgánicos; trapos; cinta métrica con plomada; pasta
para encontrar agua KOLOR KUT y gasolina. La medición se realizó en diferentes
periodos que se especifican en la tabla 7.

36
Tabla 7. Medición de nivel hidrocarburo en la laguna de procesos.
Área total: 5017 m2 / Capacidad Nominal: 9085 m3 / Altura: 2,45 m
Fecha
05/10/202
0
07/10/202
0
09/10/202
0
12/10/202
0
15/10/202
0
Promedi
o
Medición 2´3" 2´5" 2´4" 2´4" 2´5" 2´4"
Barriles
Recuperado
s
456 450 448 400 432 437,2
Barriles
Restantes
21456 23034 22402 22402 23034 22465,6
Análisis físicos y químicos de los contaminantes que se encuentran en el
hidrocarburo
Para esta actividad se solicitó el apoyo al laboratorio industrial para realizar
análisis de grados API; acides y densidad al hidrocarburo y análisis pH; Fenoles; DQO a
la fase acuosa de la laguna de proceso. Se utilizó envase de vidrio; envase de plástico
y etiquetas. En la tabla 8 y 9 se representan los resultados obtenidos de dichas
muestras.
Tabla 8. Resultados Muestra de hidrocarburo en la laguna de procesos
MUESTRA
API
OBSERVADO
VISCOSIDAD
m2
/s
TEMPERATURA
DE LA
MUESTRA
API
CORREGIDO
DENSIDAD
A 60 °F pH
12/10/2020 19,7 °API 10.91*10-6 77 °F 18,4 °API
941,5
kg/m3 6,9
15/10/2020 19,9 °API 10.88*10-6 79 °F 18,6 °API
941,8
kg/m3 7
19/10/2020 19,5 °API 10.95*10-6 78 °F 18,5 °API
941,7
kg/m3 7,3
21/10/2020 19,8 °API 10.94*10-6 77 °F 18,6 °API
941,8
kg/m3 7,1
23/10/2020 19,8 °API 10.91*10-6 78 °F 18,6 °API
941,8
kg/m3 9,1

37
Tabla 9. Resultados Muestra fase acuosa en la laguna de procesos
MUESTRA
% Fenoles
(mg/L)
DQO (mg/L) pH (Adm)
Floruros
(mg/L)
Sulfuros (mg/L)
12/10/2020 2,16 239,5 6,9 1,79 3,6
15/10/2020 2,08 275 7 1,76 3,14
19/10/2020 2 310,5 7,3 8,85 7,59
21/10/2020 1,43 346 7,1 10 2,82
23/10/2020 1,97 381,5 9,1 1,82 5,25
Inspección visual de campo de los equipos que conforman el sistema de
extracción de hidrocarburo.
Para llevar a cabo esta actividad los investigadores procedieron a efectuar un
conjunto de visitas al área donde se encuentran la laguna de procesos y su sistema de
extracción de hidrocarburo. Se evidencia la existencia de una bomba del Tipo Pistón,
marca NATIONAL OILWELL VARCO, para el bombeo de slop recuperado por el skimer
(figuras A-6 y A-7 del anexo A), que se encuentra en operación con un caudal de 40
galones por minuto en un lapso de 8 horas. La misma no posee un manómetro en la
descarga para identificar la presión en este punto; actualmente está bomba esta fuera
de servicio debido una fuga en la línea de descarga.
Durante este tiempo de servicio los filtros de succión se obstruyen, por lo cual se
debe colocar fuera de servicio la bomba para la intervención de los mecánicos del área
en la limpieza de los filtros. El tiempo transcurrido de limpieza es de aproximadamente
seis horas, generando costo en tiempo de horas hombres y recursos para realizar la
actividad.
También ocurre que el elemento de recolección en la laguna (skimer) se queda
encallado en los bancos de lodo de la laguna y pierde succión por lo cual se debe
reubicar. Para esto, se programa una grúa con el departamento de flota pesada y
esperar la disponibilidad de la grúa para hacer el trabajo.
El día que la grúa puede mover el skimer se tramita el cierre de calle con los
bomberos de la refinería para notificar la calle que se usara para anclar la grúa y mover
el skimer. Esta maniobra se tarde aproximadamente ocho horas teniendo disponibilidad
de la grúa de lo contrario dura varios días esperando por su disponibilidad.

38
4.1.4. Análisis Causa-Raíz
De acuerdo a la problemática descrita se realiza un diagrama de Pareto para
analizar las causas más importantes que se especifican en la tabla 10.
Tabla 10. Análisis de Causa Raíz
Causas
Tiempo De
Paralización De
Extracción
(Horas)
%
Acumulado
Frecuencia
Acumulada
80-20
Reubicación del skimer 8 35% 8 80%
Limpieza de Filtros 6 61% 14 80%
Sistema ocupado 4 78% 18 80%
Alto nivel tanques 3 91% 21 80%
Otros 1 96% 22 80%
Mala operación del
sistema
1 100%
23 80%
Figura 4. Diagrama 80-20
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0
1
2
3
4
5
6
7
8
TIEMPO DE PARALIZACION
DE EXTRACCION (horas)
% ACUMULADO
80-20

39
La grafica de la figura 4, indica que eliminando las causas: reubicacion del skimer, la
limpieza del filtro y ocupacion del sistema se dismuye el problema de alto nivel de
hidrocarburo en la laguna de procesos de efluentes, ya que con el sistema actual solo
se está recuperando el 2% del nivel de hidrocarburo promedio en una jornada de ocho
horas.
4.2. Resultados de la Fase N°2
Determinar las características físicas y mecánicas necesarias para el diseño del
4.2.1. Variable: Mecanismo de extracción
A continuación, se presenta una tabla donde se visualizan los resultados
obtenidos del instrumento aplicado al personal del Departamento de Servicios
Industriales en función de cada dimensión (Ver tabla 11 y 12), cabe destacar que dichos
resultados permitió determinar las características físicas y mecánicas necesarias para el
diseño del mecanismo de extracción de hidrocarburo en la laguna de efluentes y así
posteriormente aplicar las acciones correspondientes. En el anexo B, tabla B-1 se
pueden ver las descripciones correspondientes de los ítems de cada indicador.

40
Tabla 11. Descripción, Dimensiones Características Físicas y Mecánicas,
según sus Indicadores.
DIMENSION INDICADOR
N°
ITEM
DESCRIPCION
Características
Físicas
Altura 8
La altura del mecanismo de extracción es
necesaria como característica física para el
diseño
Diámetro 9
La posición y el diámetro del colector debe ser lo
suficientemente considerables para recolectar el
hidrocarburo en la laguna de procesos
Longitud 10
La longitud del colector da una mayor área de
recolección de slop en la laguna de proceso
Caudal 11
El caudal que se maneja en el mecanismo de
extracción de hidrocarburo es necesario para
mantener un flujo en el bombeo de slop
Características
Mecánicas
RPM de la
bomba
12
Las RPM de las bombas que conforman el
mecanismo de extracción deben estar sujetas al
caudal que se manejara
NSPH 13
Un elemento del mecanismo de extracción es la
fosa de succión de las bombas, ¿las dimensiones
de la fosa permiten definir el NSPH de las
bombas?
HP de la
bomba
14
La potencia de las bomba debe cumplir con la
carga hidráulica del mecanismo de extracción
Material 15
El material de los elementos que conforman el
mecanismo de extracción debe ser resistentes a
las propiedades químicas del producto que se
bombea
Tabla 12. Resultados 1 del instrumento según dimensión e indicador
DIMENSION
INDICADO
R
N°
ITE
M
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Características
Físicas
Altura 8 50 37,5 12,5 0 0
Diámetro 9 62,5 37,5 0 0 0
Longitud 10 25 75 0 0 0
Caudal 11 25 37,5 12,5 25 0
Características
Mecánicas
RPM de la
bomba
12 25 37,5 12,5 25 0
NSPH 13 12,5 87,5 0 0 0
HP de la
bomba
14 12,5 75 12,5 0 0
Material 15 62,5 37,5 0 0 0

41
4.2.2. Promedio de las Dimensiones
En la tabla 13 se presentan los resultados del promedio calculado en función de los
datos obtenidos a la dimensión, cabe destacar que dichos resultados permitirán
conocer e identificar los parámetros, condiciones del proceso, métodos de medición,
que llevaran posteriormente a tomar las acciones correspondientes para dar respuesta
a esta fase:
Tabla 13. Promedio según la Dimensión: Característica Física
N°
ITEM
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Características
Físicas
Altura 8 50 37,5 12,5 0 0
Diámetro 9 62,5 37,5 0 0 0
Longitud 10 25 75 0 0 0
Caudal 11 25 37,5 12,5 25 0
Figura N° 5. Grafica Promedio de la Dimensión: Característica Físicas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Altura Diámetro Longitud Caudal
50
62,5
25 25
37,5
37,5
75
37,5
12,5
0 0
12,5
0 0 0
25
0 0 0 0
% Muy en desacuerdo

42
La figura 5, en promedio refleja que los encuestados expresan desde los aspectos
de altura, diámetro, longitud y caudal una tendencia hacia la opción “De acuerdo” por
encima del 70%, demostrando conformidad que estos indicadores son necesarios como
características mecánicas para el diseño del mecanismo de extracción de hidrocarburo
de la laguna de procesos.
Ahora bien, según Mott 2006, (p. 154). Comenta “la cantidad de fluido que pasa por
un sistema por unidad de tiempo puede expresarse por medio de tres términos
distintos:
Q El flujo volumétrico es el volumen de fluido que circula en una sección por
unidad de tiempo”.
En contraste con la que define Mott del flujo volumétrico, donde la ecuación de
continuidad está en función de la velocidad y el área transversal, las características
físicas del sistema dependen de la longitud y la altura coincide con lo expresado por los
encuestados.
La estructura como estará conformado el mecanismo de extracción de slop
comprenderá un tubo colector en posición horizontal que recoja el hidrocarburo de la
superficie y baje hacia una tubería con el diámetro suficiente que permita circular el slop
desde la laguna de procesos hacia la tanquilla M-772.
Tabla 14. Promedio según la Dimensión Características Mecánicas de la
segunda variable
N°
ITEM
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Características
Mecánicas
RPM de la
bomba
12 25 37,5 12,5 25 0
NSPH 13 12,5 87,5 0 0 0
HP de la
bomba
14 12,5 75 12,5 0 0
Material 15 62,5 37,5 0 0 0

43
Figura N° 6. Grafica Promedio de la Dimensión: Característica Mecánicas
En esta grafica de la figura 6 se demuestra la tendencia de los encuestados hacia la
opción “Muy de acuerdo” con un porcentaje por encima del 70%, del cual consideran
que los indicadores RPM de la bomba; NSPH; HP de la bomba y el material son
factores que permiten definir la energía que necesita el mecanismo de extracción para
trasladar el slop hasta los tanques de almacenamiento.
Según Mott, 2006, (pp. 400 y 404) plantea:
Leyes de afinidad para bombas centrifugas. La mayoría de las bombas
centrifugas se operan a velocidades distintas para obtener capacidades
variables. Es importante entender la manera en que varían la capacidad,
la carga y la potencia, cuando se modifica la velocidad o el diámetro del
impulsor. Carga de succión neta positiva (NSPH) que se requiere, es un
factor importante por considerar en la aplicación de una bomba. Se
relaciona con la presión en la entrada de la bomba.
En función de los resultados de la figura 6 y en contraste con lo expuesto por Robert
L. Mott los indicadores de la dimensión características mecánicas del sistema de
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
RPM de la bomba NSPH HP de la bomba Material
25
12,5 12,5
62,5
37,5
87,5
75
37,5
12,5
0
12,5
0
25
0 0 0
0 0 0 0
% Muy en desacuerdo

44
extracción de hidrocarburos son importantes para cumplir con el balance de masa que
permita disminuir los niveles de slop en la laguna de procesos.
Visita a la hemeroteca de la refinería para evaluar planos y documentos
Se realizó la visita a la hemeroteca de la refinería El Palito y se obtuvo información a
través del Diagrama de Procesos (P&D) de la laguna; los Planos del Tanque F-7256 y
el Tanque 1X1. Ver figura G1-G2 y G3 del anexo G. Donde se pueden obtener los
valores de diseño del sistema de recolección actual tales como:
• Área total de la laguna de procesos: 5047 m2
• Caudal de extracción de hidrocarburo: 22.71 m3/h
• Altura máxima del fluido en los tanques de almacenamiento F-7256: 28´8”
Estos valores son de importancia porque sirven como punto de partida y guía para
los cálculos que requiere el sistema de mejora de extracción de hidrocarburo donde se
calcularán las dimensiones del equipo así como sus características físicas y mecánicas
que conforman.
Evaluación de manuales y normas para determinar las características físicas y
mecánicas necesarias para el mecanismo de extracción
De acuerdo al procedimiento operacional de recuperación de slop en la planta de
tratamiento de efluentes, una vez recuperado el hidrocarburo y almacenado en los
tanques 1X1 y F-7255/56 se debe mantener en reposo por un tiempo aproximado de 24
horas. Cumplido este tiempo se toma una muestra y se envía al laboratorio para realizar
la prueba de agua por destilación.
Dicho resultado debe está por debajo del 5% de agua para que el departamento de
Movimiento de Crudo y Producto (MCP) pueda recibir este slop. Esta información aporta
el tiempo estimado que lleva la extracción de hidrocarburo de la laguna. Debido a esto
el sistema de mejora de recuperación de slop debe ajustarse al procedimiento RFEO-
SI-EF-006-PN.
Para el diseño de la mejora de recolección de slop se trabajó de acuerdo a las
normas MDP-02-P-02 pág. 6 y MDP-02-P-06 pág.2, donde se presentan los
procedimientos generales para diseñar y especificar servicios de bombeo para plantas

45
de procesos y los cálculos típicos que aplican para el diseño y especificación de
servicios de bombeo respectivamente.
4.3. Resultados de la Fase III
Diseñar un sistema que aumente el caudal en el proceso de extracción, utilizando un
sistema de recuperación de hidrocarburos en la laguna de efluentes.
4.3.1. Variable: Mejoras en el proceso de recolección de slop.
A continuación, se presenta una tabla donde se visualizan los resultados obtenidos
del instrumento aplicado al personal del departamento de servicios industriales en
función de cada dimensión (Ver tabla 15 y 16), cabe destacar que dichos resultados
permitió determinar las características de extracción y control necesarias para el diseño
del mecanismo de extracción de hidrocarburo en la laguna de efluentes y así
posteriormente aplicar las acciones correspondientes. En el anexo B, tabla B-1 se
pueden ver las descripciones correspondientes de los ítems de cada indicador.
Tabla 15. Descripción, Dimensiones Extracción y Mecánicas, según sus
Indicadores.
DIMENSION INDICADOR
N°
ITEM
DESCRIPCION
Extracción
Cabezal
hidráulico
16
Un mayor cabezal hidráulico del mecanismo mejora el
proceso de recolección de slop
Volumen 17
El aumento del volumen de slop recuperado mejora el
margen de maniobra en la laguna de procesos de
efluentes ya que da más espacio a la laguna
Rata 18
Con un aumento en el caudal de hidrocarburo
recuperado a través de un mecanismo de extracción se
disminuyen los niveles de slop en la laguna de procesos
Control
Flujo
estable
19
Un flujo estable a través del mecanismo de recuperación
de slop mejora el control de los niveles en las lagunas
Margen de
maniobra
20
Con las mejoras en el proceso de recolección de slop se
da un margen de maniobra en la capacidad de la laguna
¿esto influye en el control de los nivel en caso de
contingencia
Barriles 21
Para controlar los barriles transferidos a los tanques de
almacenamiento de slop se puede considerar el diseño
de un mecanismo de extracción.

46
Tabla 16. Promedio según la Dimensión: Característica Extracción de la
tercera variable
DIMENSION INDICADOR
N°
ITE
M
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Extracción
Cabezal
hidráulico
16 25 62,5 12,5 12,5 0
Volumen 17 50 50 0 0 0
Rata 18 50 50 0 0 0
Control
Flujo
estable
19 25 37,5 25 12,5 0
Margen de
maniobra
20 62,5 25 0 12,5 0
Barriles 21 25 50 25 0 0
4.3.2. Promedio de las Dimensiones
En la tabla 17 se presentan los resultados del promedio calculado en función de los
datos obtenidos a la dimensión, cabe destacar que dichos resultados permitirán
conocer e identificar los parámetros, condiciones del proceso, métodos de medición,
que llevarán posteriormente a tomar las acciones correspondientes para dar respuesta
a esta fase:
Tabla 17. Promedio según la Dimensión: Extracción de la tercera variable
DIMENSION INDICADOR
N°
ITEM
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Extracción
Cabezal
hidráulico
16 25 62,5 12,5 12,5 0
Volumen 17 50 50 0 0 0
Rata 18 50 50 0 0 0

47
Figura N° 7. Grafica Promedio de la Dimensión: Extracción
En la gráfica de la figura N°7 se puede observar que la tendencia de los
encuestados es hacia la opción “Muy de acuerdo” por encima del 60%. Por lo tanto, los
indicadores de la dimensión extracción conducen a la selección de un sistema de
bombeo que posea un cabezal hidráulico que pueda vencer la columna de líquido
generada durante el movimiento del volumen de slop extraído a una rata de bombeo.
Según Mott 2006 (p. 165) describe:
El análisis de un problema de tubería tomando en cuenta toda la energía
dentro del sistema. En física aprendimos que la energía no se crea ni se
destruye, solo se transforma de una forma en otra. Este es el enunciado
de la ley de conservación de la energía.
De este planteamiento podemos decir que los flujos a través de sistemas de tuberías
se rigen por medio de la ley de la energía, y que al trasladar un volumen de fluido desde
un punto a otro se necesita transferir energía al sistema por medio de una bomba con la
característica de un cabezal hidráulico lo suficientemente grande para que pueda
vencer la columna de líquido a una rata de flujo dada.
0
20
40
60
80
100
120
Cabezal hidraulico Volumen Rata
25
50 50
62,5
50 50
12,5
0 0
12,5
0 0
0
0 0
% Muy en desacuerdo

48
Tabla 18. Promedio según la Dimensión: Control de la tercera variable
DIMENSION INDICADOR
N°
ITEM
% Muy
de
acuerdo
% De
acuerdo
% Ni de
acuerdo ni
en
desacuerdo
% En
desacuerdo
% Muy en
desacuerdo
Control
Flujo estable 19 25 37,5 25 12,5 0
Margen de
maniobra
20 62,5 25 0 12,5 0
Barriles 21 25 50 25 0 0
Figura N° 8. Grafica Promedio de la Dimensión: Control
En la gráfica de la figura N°8 la opinión tiende a la opción “De acuerdo” en un 60%
debido a que la dimensión “control” en la mejora del sistema de recolección de slop
ayuda a contabilizar la cantidad de hidrocarburo recuperado a través de la cantidad de
barriles que son transferidos a los tanques de almacenamiento y por medio del balance
de masa entre lo que se extrae y entra en la laguna, se puede predecir el espacio que
se genera en la laguna para recibir los efluentes de las plantas de procesos.
Según Cengel y Cimbala (p. 184) define que:
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Flujo estable Margen de maniobra Barriles
25
62,5
25
37,5
25
50
25
0 25
12,5 12,5
0
0 0 0
% Muy en desacuerdo

49
La relación de la conservación de la masa para un sistema cerrado que
pasa por un cambio se expresa como msist=constante, lo es un
enunciado de hecho obvio que la masa del sistema permanece
constante durante un proceso. Para un volumen de control (VC), el
balance de masa de expresa en la forma de razón como
Conservación de la masa:
dt
dm
m
m VC
sal
entr =
−
•
•
De lo expresado por Cengel y Cimbala con esta ley el sistema de mejora en la
recuperación de slop mantiene el control de la masa de hidrocarburo constante en la
laguna de proceso con el fin de mantener los niveles bajos y evitar un impacto
ambiental. Además genera un control al contabilizar la cantidad de hidrocarburo que se
recupera.
Realizar los cálculos pertinentes al diseño del mecanismo de extracción
El brazo articulado del colector tendrá una longitud de 4.65 metros desde la
articulación en el fondo de la laguna hasta la plataforma donde se tendrá acceso a la
manivela de la polea y a la rejilla del colector para su cambio (ver figura 9).
Figura N°9. Descripción de sistema recolector de slop

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