Derrames petroquímicos: causas, riesgos y monitorización ambiental

Los derrames petroquímicos son liberaciones accidentales o no controladas de petróleo, combustibles, materias primas o productos químicos derivados del petróleo desde tanques, tuberías, equipos de proceso u operaciones de carga y descarga. Además de contaminar el suelo y el agua, sus fracciones volátiles pueden evaporarse y liberar compuestos orgánicos volátiles (COV)Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son sustancias químicas formadas principalmente por carbono e hidrógeno, pero también pueden contener otros elemen...
Leer más, incluidos hidrocarburos monoaromáticos volátiles (BTEX), que afectan a la calidad del aireLa calidad del aire se refiere al estado del aire que respiramos y su composición en términos de contaminantes presentes en la atmósfera. Se considera buen...
Leer más. Su gestión combina contención y remediación con monitorización atmosférica, meteorología y análisis de dispersión para detectar episodios, evaluar su alcance y verificar las medidas correctivas.

Cuando pensamos en un derrame petroquímico, la imagen que suele venir a la mente es la de una mancha negra extendiéndose por el mar o un charco de combustible sobre el suelo de una instalación industrial. Esta percepción no es errónea, pero sí incompleta. Lo que a menudo pasa desapercibido es que una parte significativa del producto derramado no permanece en estado líquido: se evapora, pasa a la atmósfera y se transforma en un episodio de contaminación del aire que puede desplazarse kilómetros a sotavento del lugar.

Este artículo explica qué son los derrames petroquímicos, cómo se diferencian de las fugas y las emisiones fugitivas, qué consecuencias tienen sobre los distintos entornos ambientales y, de forma especialmente detallada, cómo su componente atmosférica puede detectarse, seguirse y gestionarse mediante sistemas de monitorización continua.

Qué son los derrames petroquímicos

Un derrame petroquímico se produce cuando un producto derivado del petróleo o una materia prima petroquímica sale de forma no prevista del sistema que debía contenerlo. Se trata de una pérdida de contención que afecta a sustancias que normalmente se hallan en estado líquido, aunque algunas fracciones pueden pasar rápidamente a fase gaseosa en cuanto quedan expuestas a las condiciones atmosféricas.

Los derrames petroquímicos no se limitan a las grandes catástrofes mediáticas que aparecen en los titulares. También pueden originarse a escala menor dentro de una instalación, una terminal de almacenamiento, una refinería, una zona de trasiego o durante operaciones de mantenimiento. En todos los casos, el patrón es el mismo: el producto escapa de su recinto previsto y alcanza superficies, suelo, agua o sistemas de drenaje.

Entre las sustancias que pueden protagonizar este tipo de episodios, propias de la industria petroquímica y del refino, se encuentran:

• Petróleo crudo y sus fracciones.
• Gasolina, diésel y otros combustibles.
• Naftas y querosenos.
• Disolventes orgánicos.
• Materias primas petroquímicas básicas.
• Productos intermedios o acabados de la industria química derivada del petróleo.

Diferencia entre derrame, fuga y emisión fugitiva

Para entender correctamente el fenómeno es fundamental no confundir tres conceptos que a menudo aparecen relacionados pero que describen realidades distintas: derrame, fuga y emisión fugitiva. Una misma avería o incidente puede generar los tres, pero cada uno tiene características propias y afecta a medios ambientales diferentes.

Concepto	Definición	Medio afectado	Ejemplo
Derrame	Pérdida de contención de una sustancia, normalmente líquida, que alcanza una superficie, suelo, agua o sistema de drenaje.	Suelo y agua (superficial o subterránea).	Sobrellenado de un tanque de gasolina que genera un charco sobre el suelo de la instalación.
Fuga	Escape no intencionado a través de una tubería, tanque, válvula, conexión, sello u otro componente. Puede ser líquida o gaseosa.	Puede derivar en derrame (líquido) o en emisión (gaseosa).	Pequeña pérdida continua a través de un sello defectuoso en una bomba de proceso.
Emisión fugitiva	Liberación atmosférica no canalizada de gases o vapores procedentes de equipos, procesos o pérdidas de contención.	Atmósfera.	Evaporación de benceno desde la superficie de un derrame de gasolina reciente.

Esta distinción es especialmente relevante porque muestra que un derrame no es solo un problema de suelo y agua. Cuando el producto derramado contiene fracciones volátiles, la propia pérdida de contención se convierte a su vez en una fuente de emisión atmosférica. Es precisamente en esta interfaz entre derrame y calidad del aire donde la monitorización continua resulta más útil.

Cómo se producen los derrames petroquímicos

Los derrames petroquímicos pueden originarse en casi cualquier punto de la cadena de manejo de productos hidrocarbonados. Aunque cada instalación tiene sus propios riesgos específicos, las fuentes más frecuentes se agrupan en cuatro categorías principales.

Tanques y sistemas de almacenamiento

Los depósitos de almacenamiento son uno de los puntos más vulnerables de las instalaciones petroquímicas y de refino. Los incidentes pueden deberse a sobrellenado durante operaciones de recepción, deterioro o corrosión de las paredes del tanque, fallo estructural, problemas en las conexiones o deficiencias en los sistemas de protección catódica. Un caso documentado en Francia registró el vertido estimado de 600-800 toneladas de gasolina en un emplazamiento petroquímico tras permanecer abierta una purga durante una operación de transferencia. La respuesta incluyó mediciones atmosféricas de COV totales y benceno, además de vigilancia de las aguas subterráneas.

Tuberías y equipos de proceso

Las conducciones que transportan productos entre unidades de proceso, bombas, intercambiadores de calor y reactores también son fuentes potenciales de derrames. Roturas por corrosión interna o externa, pérdida de estanqueidad en bridas y conexiones, fallos en juntas y sellos o problemas en los sistemas de bombeo pueden generar fugas que, si son líquidas, terminan convirtiéndose en derrames.

Operaciones de carga, descarga y trasiego

Las transferencias de producto entre tanques, cisternas, vagones ferroviarios, buques o camiones suponen un riesgo elevado. Mangueras desgastadas, brazos de carga mal conectados, fallos en sistemas de acoplamiento o errores durante la manipulación pueden provocar liberaciones importantes en tiempos muy cortos.

Incidentes operativos y de mantenimiento

Muchos derrames petroquímicos no se deben a un fallo mecánico, sino a errores humanos. Apertura incorrecta de válvulas, procedimientos mal ejecutados, fallos durante operaciones de mantenimiento o situaciones anómalas no previstas en los protocolos pueden generar pérdidas de contención que van desde pequeñas cantidades hasta episodios de mayor envergadura.

Qué ocurre después de un derrame petroquímico

Una vez que los hidrocarburos abandonan su contenedor, siguen rutas distintas en función de sus propiedades físicas y químicas y de las condiciones ambientales del momento. Es habitual diferenciar dos vías principales de afectación ambiental.

Contaminación del suelo y del agua

Las fracciones líquidas más pesadas tienden a permanecer sobre el suelo o a infiltrarse hacia capas profundas del subsuelo. Dependiendo de la permeabilidad del terreno y de la cantidad de producto derramada, pueden alcanzar las aguas subterráneas y generar plumas de contaminación que persisten durante años. Si el derrame se produce cerca de sistemas de drenaje, ríos o zonas costeras, el producto puede desplazarse rápidamente y afectar a los ecosistemas acuáticos.

Evaporación y contaminación atmosférica

Los componentes más volátiles del producto derramado comienzan a pasar a la fase gaseosa casi instantáneamente desde la superficie expuesta. Los estudios sobre el derrame de Deepwater Horizon mostraron que la evaporación de hidrocarburos del petróleo que alcanzó la superficie fue una fuente importante de emisiones atmosféricasLas emisiones atmosféricas son sustancias contaminantes vertidas al aire cuyo origen se fundamenta principalmente en actividades humanas como la industria,...
Leer más y que estos compuestos participaron posteriormente en la formación de contaminantes secundarios.

La velocidad y magnitud de la evaporación dependen de varios factores:

• Composición del producto: las gasolinas y naftas, ricas en fracciones ligeras, se evaporan mucho más rápido que los aceites pesados o el crudo denso.
• Volatilidad de cada componente: compuestos como el benceno o el tolueno pasan a la atmósfera con gran facilidad.
• Temperatura ambiente: a mayor temperatura, mayor presión de vapor y evaporación más rápida.
• Superficie expuesta: un derrame extendido en una lámina fina se evapora mucho más rápido que el mismo volumen acumulado en un charco profundo.
• Condiciones meteorológicas: el viento renueva el aire sobre la superficie y acelera la evaporación, mientras que la humedad y la estabilidad atmosférica modifican la dispersión.
• Tiempo transcurrido: a medida que desaparecen las fracciones más volátiles, la velocidad de evaporación disminuye progresivamente.

El resultado es la formación de una pluma de contaminación atmosférica que se desplaza según la dirección del viento y que puede alcanzar concentraciones relevantes de COV incluso a cierta distancia del punto de vertido.

Qué contaminantes pueden aparecer en el aire

El perfil de contaminantes atmosféricosLa contaminación del aire causada por los contaminantes atmosféricos constituye uno de los problemas ambientales más críticos y complejos a los que nos enf...
Leer más asociado a un derrame de hidrocarburos depende fundamentalmente del producto liberado. No existe una lista universal válida para todos los casos, pero sí una serie de parámetros que adquieren especial relevancia.

Parámetro	Por qué puede ser relevante
COV / TVOC	Indicador general de vapores orgánicos procedentes de productos volátiles. Permite detectar la presencia de una pluma y seguir su evolución temporal.
BTEX	Benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos son componentes característicos de combustibles, naftas y petróleo. El benceno, en particular, es un compuesto de atención sanitaria prioritaria.
NMHC	Hidrocarburos no metánicos. Útiles para caracterizar emisiones de hidrocarburos en instalaciones petroquímicas y de refino.
H2S	Sulfuro de hidrógeno. Relevante en derrames de crudos o corrientes que contienen compuestos de azufre.
CH4	Metano. Adquiere importancia principalmente en el sector de petróleo y gas, el procesamiento de gas y determinadas pérdidas gaseosas.
PM, CO y SO2	Partículas, monóxido de carbono y dióxido de azufre. Pueden aparecer si el incidente deriva en incendio o combustión del producto derramado.

En la caracterización hay que tener en cuenta una distinción técnica: la medición de TVOC mediante un detector de fotoionización (PID) no equivale a la concentración específica de benceno. El PID responde a una amplia gama de compuestos orgánicos, por lo que su lectura es un indicador global, no una medida selectiva de un compuesto individual. Para determinar concentraciones de benceno u otros componentes específicos se requieren técnicas analíticas complementarias.

Riesgos ambientales y operativos de un derrame

Los derrames petroquímicos generan impactos que van más allá del daño ambiental inmediato y que afectan a cuatro dimensiones interconectadas.

Medio ambiente

La contaminación de suelo, aguas superficiales y aguas subterráneas puede alterar ecosistemas, afectar a la biodiversidad y generar pérdidas ambientales que requieren años de remediación. A su vez, los compuestos persistentes pueden acumularse en la cadena trófica y generar efectos a largo plazo.

Calidad del aire

La evaporación y dispersión de sustancias volátiles modifica la composición del aire en el entorno del incidente. Dependiendo de la magnitud del derrame y de las condiciones meteorológicas, las concentraciones de COV y BTEX pueden superar los valores de referencia y generar episodios de contaminación que afectan a zonas cercanas a la instalación.

Exposición de trabajadores y población próxima

La evidencia científica indica que los trabajadores situados a sotavento y próximos a derrames de petróleo pueden experimentar mayores exposiciones a hidrocarburos volátiles, incluido el benceno.

Operación industrial

Desde el punto de vista empresarial, un derrame petroquímico supone una pérdida directa de producto, la posible parada de procesos productivos, la necesidad de investigar el incidente e implementar medidas de contención y remediación, y la obligación de demostrar ante autoridades y partes interesadas que el episodio está controlado y que las condiciones ambientales han vuelto a la normalidad.

Cómo se detectan y monitorizan los derrames petroquímicos

Ninguna tecnología resuelve por sí sola todas las dimensiones de un derrame petroquímico. La gestión eficaz requiere combinar métodos adaptados a cada medio afectado: suelo, agua y atmósfera.

Detección del producto derramado en forma líquida

Para identificar y caracterizar el producto derramado se utilizan inspecciones visuales, sensores de nivel o presión en tanques y tuberías, sistemas de detección de hidrocarburos en suelos y aguas, cámaras termográficas, muestreo analítico de suelo y agua, y otros métodos específicos de ingeniería ambiental.

Los sistemas de monitorización atmosférica no detectan directamente el líquido derramado. Su función es observar la consecuencia atmosférica de esa pérdida de contención: los vapores que pasan al aire.

Detección de fugas y emisiones asociadas

Para identificar fugas en componentes individuales y emisiones fugitivas, la industria dispone de varias herramientas complementarias:

• Detectores portátiles y equipos de medición in situ.
• Detectores de fotoionización (PID) para la detección rápida de COV.
• Cámaras OGI (Optical Gas Imaging), que permiten visualizar plumas de gas invisibles al ojo humano.
• Programas LDAR (Leak Detection and Repair) de inspección y reparación de fugas.
• Muestreo activo y pasivo con posterior análisis en laboratorio.
• Sistemas ópticos de camino abierto o basados en haces de luz.
• Redes de sensores continuos de contaminantes atmosféricos.

La norma EN 17628:2022 establece un marco para detectar, identificar y cuantificar emisiones difusas de COV mediante distintas técnicas en sectores como el petroquímico, el refino y el químico, y complementa a la EN 15446:2008, orientada a fugas individuales dentro de programas LDAR.

Monitorización atmosférica continua

La función diferencial de la monitorización continua es que no inspecciona únicamente un componente o un punto concreto de la instalación, sino que observa de forma continuada qué ocurre en el aire alrededor de una instalación o en el entorno de un incidente. Esta capacidad de observación temporal y espacial convierte a estas redes en una herramienta complementaria ante derrames y fugas.

Cómo ayuda la monitorización continua ante derrames y fugas

Una red de monitorización continua no sustituye a los sistemas de seguridad de proceso, ni a los detectores de líquidos, ni a los programas LDAR, ni a las inspecciones con OGI. Pero aporta una serie de capacidades especialmente valiosas para gestionar la dimensión atmosférica de un derrame.

Detectar anomalías respecto al nivel habitual

Una red instalada de forma permanente permite establecer una línea base de las concentraciones habituales de cada contaminante. Cuando se produce una liberación no prevista, las concentraciones se elevan por encima de esa línea base y el sistema puede generar alertas de forma automática.

Saber cuándo comienza y cuánto dura un episodio

Frente a las campañas de muestreo puntuales, que ofrecen fotografías aisladas en el tiempo, la monitorización continua proporciona resolución temporal suficiente para estudiar el inicio, la evolución y el final de un episodio. Esta información es esencial para entender la dinámica del incidente.

Relacionar concentraciones con el viento

Combinar datos de concentración con mediciones simultáneas de velocidad y dirección del viento permite determinar hacia dónde se desplaza la pluma de contaminación e identificar áreas o fuentes probables. La EPA ha demostrado con sistemas de monitorización perimetral que esta combinación puede aportar información sobre la dirección de origen de las emisiones y acelerar la investigación de fugas.

Por eso conviene hablar de «fuente probable» o «área probable de origen» en lugar de hacer afirmaciones categóricas. Una concentración elevada en un punto, por sí sola, no permite atribuir con certeza la fuente exacta.

Evaluar el impacto fuera de la instalación

Al disponer de estaciones en el perímetro de la instalación y en puntos receptores externos, es posible comparar concentraciones y determinar si el episodio permanece localizado dentro de la instalación o si sus efectos atmosféricos alcanzan zonas del entorno.

Verificar las medidas correctivas

Una vez contenido el derrame o reparada la fuga, el seguimiento continuo permite comprobar de forma objetiva si las concentraciones regresan a sus niveles habituales. Esta información es esencial para dar por cerrado el episodio desde el punto de vista atmosférico.

Generar un registro trazable

El sistema conserva automáticamente un histórico completo que incluye:

• Momento exacto del inicio del episodio.
• Concentraciones máximas y medias registradas.
• Dirección y velocidad del viento durante el suceso.
• Evolución temporal de las concentraciones.
• Alertas generadas.
• Actuaciones implementadas.
• Recuperación posterior de las condiciones ambientales.

Este registro es útil tanto para la gestión operativa inmediata como para investigaciones posteriores, auditorías o comunicaciones con las autoridades.

De la detección del derrame a la localización de su origen

Cuando una red de monitorización continua combina varios puntos de medida, datos meteorológicos y herramientas de análisis de dispersión, puede ir más allá de detectar una concentración elevada y ayudar a determinar qué área de la instalación es la fuente más probable. En algunos casos, cuando existe metodología suficiente, también es posible estimar las emisiones atmosféricas.

Conviene, sin embargo, respetar una distinción crítica: cuantificar una emisión atmosférica no significa calcular el volumen de líquido derramado. Una estación de calidad del aire no determina cuántos litros de producto se han vertido. Su función es medir qué concentración de contaminantes hay en el aire en un punto y en un momento determinados.

Normativa y estándares relacionados con derrames, fugas y emisiones

La gestión de derrames petroquímicos y de sus consecuencias atmosféricas se enmarca en un conjunto de normativas y estándares europeos e internacionales. Las referencias más relevantes son las siguientes.

Directiva Seveso III

La Directiva 2012/18/UE aborda la prevención de accidentes graves en instalaciones que operan con sustancias peligrosas y la limitación de sus consecuencias para la salud y el medio ambiente. Su definición de accidente grave incluye emisiones importantes, incendios o explosiones derivados de sucesos no controlados. No todos los derrames petroquímicos constituyen un accidente Seveso: la calificación depende de la cantidad y peligrosidad de la sustancia liberada y de las consecuencias generadas.

Reglamento europeo de metano

El Reglamento (UE) 2024/1787 establece obligaciones específicas para el sector energético en materia de reducción de emisiones de metano, con requisitos de medición, monitorización, notificación, verificación y programas LDAR. Es aplicable a las emisiones de metano en actividades de petróleo y gas, pero no es una regulación general de derrames petroquímicos.

Vigilancia perimetral de benceno

Como referencia internacional, el método EPA 325 utiliza muestreo perimetral pasivo de benceno en refinerías durante periodos de 14 días. La propia EPA especifica que este sistema no está diseñado para monitorizar liberaciones de emergencia, ya que los resultados no están disponibles de inmediato. Esta limitación explica por qué la monitorización continua cumple una función complementaria al ofrecer datos en tiempo real que permiten reaccionar ante episodios agudos.

Monitorización atmosférica de incidentes petroquímicos con redes de sensores

Las redes de sensores de calidad del aire, como las desarrolladas por Kunak, permiten monitorizar de forma continua los contaminantes atmosféricos asociados a fugas, emisiones evaporativas e incidentes en instalaciones petroquímicas. No detectan directamente el líquido derramado, sino que observan su consecuencia en el aire.

La propuesta de Kunak para el sector Oil & Gas y la industria petroquímica se basa en varios pilares:

• Kunak AIR Pro: estación de monitorización multiparámetro compacta y robusta, adaptable a las necesidades de cada instalación.
• Configuración según contaminante: posibilidad de medir COV/NMHC, CH₄, H₂S y otros gases relevantes, además de parámetros meteorológicos.
• Red multipunto: despliegue de varias estaciones dentro y en el perímetro de la instalación para obtener una visión espacial completa.
• Kunak AIR Cloud: plataforma en la nube que integra los datos de todas las estaciones, ofrece visualizaciones en tiempo real y análisis temporales y espaciales, y genera alertas automáticas.
• Alertas configurables: notificaciones inmediatas cuando las concentraciones superan umbrales predefinidos.
• Evolución temporal y análisis espacial: herramientas para seguir la trayectoria de un episodio y comprender su dispersión.
• Integración de datos: posibilidad de combinar datos de calidad del aire con información meteorológica y de otros sistemas de la instalación.

Esta aproximación complementa la respuesta tradicional de la industria petroquímica. No sustituye a las técnicas de detección de derrames, la instrumentación de seguridad de proceso, los programas LDAR, las inspecciones con OGI ni el muestreo analítico de laboratorio, pero añade una capa de información continua que permite pasar de descubrir el incidente a entender qué está ocurriendo en el aire, de dónde puede proceder, cómo se dispersa y cuándo vuelve la situación a la normalidad.

La dimensión atmosférica de los derrames petroquímicos

Un derrame petroquímico no se agota en la mancha líquida que se extiende sobre el suelo o flota en el agua. Mientras las fracciones más pesadas contaminan el terreno y las aguas, las más ligeras se evaporan y pasan a la atmósfera, lo que convierte una pérdida de contención en un episodio de contaminación del aire. Su magnitud y alcance dependen de la composición del producto, la temperatura, la superficie expuesta y, sobre todo, las condiciones meteorológicas.

Esta dimensión atmosférica, a menudo relegada a un segundo plano en la gestión inmediata de vertidos, afecta a la calidad del aire en zonas cercanas y supone un factor de riesgo de exposición para trabajadores y población próxima.

Integrar la monitorización continua del aire en los protocolos de respuesta ante fugas y derrames permite detectar anomalías respecto a la línea base antes de que sean perceptibles por otros medios, seguir la evolución del episodio con una resolución temporal que el muestreo puntual no ofrece y combinar datos de concentración y viento para entender hacia dónde se dispersa la pluma y orientar la búsqueda de su origen probable. Además, proporciona un registro objetivo y trazable que sirve para verificar la eficacia de las medidas de contención y remediación y para demostrar ante autoridades y partes interesadas que las concentraciones han vuelto a sus niveles habituales.

En el sector petroquímico, donde la seguridad operativa y la protección ambiental son ejes centrales de la actividad, medir y seguir la fracción del derrame que se evapora y se dispersa con el viento forma parte de una gestión integral y basada en datos.