Polisacáridos en la Petroquímica

Esquema estructural de investigación

Petroquímica

Petroquímica es lo perteneciente o relativo a la industria que utiliza el petróleo o el gas natural como materias primas para la obtención de productos químicos.

Petroquímica es la extracción de cualquier sustancia química o de combustibles fósiles. Estos incluyen combustibles fósiles purificados como el metano, el butano, el propano, la gasolina, el queroseno, el gasoil, el combustible de aviación, así como pesticidas, herbicidas, fertilizantes y otros artículos como los plásticos, el asfalto o las fibras sintéticas.

La petroquímica es la industria dedicada a obtener derivados químicos del petróleo y de los gases asociados. Los productos petroquímicos incluyen todas las sustancias químicas que de ahí se derivan. La industria petroquímica moderna data de finales del siglo XIX. La mayor parte de los productos petroquímicos se fabrican a partir de un número relativamente pequeño de hidrocarburos, entre ellos el metano, el etano, propano, butano y los aromáticos que derivan del benceno, entre otros.

La petroquímica, por lo tanto, aporta los conocimientos y mecanismos para la extracción de sustancias químicas a partir de los combustibles fósiles. La gasolina, el gasoil, el querosén, el propano, el metano y el butano son algunos de los combustibles fósiles que permiten el desarrollo de productos de la petroquímica.

Esta ciencia también posibilita la producción de fertilizantes, pesticidas y herbicidas, la obtención de asfalto y fibras sintéticas y la fabricación de distintos plásticos. Los guantes, los borradores y las pinturas, entre muchos otros artículos de uso cotidiano, forman parte de la producción petroquímica.

Los procesos para la obtención de los productos petroquímicos se llevan a cabo en refinerías e implican cambios físicos y químicos de los hidrocarburos. El proceso básico, que divide al petróleo y al gas natural en diversos compuestos más ligeros, se conoce como cracking (se desdoblan las moléculas).

La combinación entre los petroquímicos básicos y distintos insumos químicos permiten obtener petroquímicos intermedios como las resinas en base al metanol (utilizadas para la fabricación de gomas, plásticos, detergentes y lubricantes), los poliuretanos (empleados en la fabricación de colchones y plásticos) y los acetaldehidos (que derivan en perfumes, saborizantes y otros).

La industria petroquímica exige importantes medidas de seguridad para evitar los daños ambientales ya que sus procesos son potencialmente contaminantes y de alto impacto medioambiental.

Petroquímicos de las materias primas petroquímicas, que a menudo son enviadas a plantas petroquímicas para su transformación en una variedad de formas. Los petroquímicos pueden ser hidrocarburos olefinas o sus precursores, o diversos tipos de químicos como aromáticos.

Los Petroquímicos tienen una gran variedad de usos. Por lo general, son utilizados como monómero o las materias primas para la producción de monómero. Olefinas como alfa-olefina y dienos se utilizan con frecuencia como monómeros, aunque también pueden ser utilizados como precursores para la síntesis de los monómeros. Los monómeros son entonces polimerizados de diversas maneras para formar polímero. Materiales de polímero puede utilizarse como plástico, elastómero, o fibra sintética, o bien algún tipo de estos tipos de materiales intermedios . Algunos polímeros son también utilizados como geles o lubricantes. Los Petroquímicos se puede utilizar también como disolventes , o como materia prima para la producción de disolventes, también se pueden utilizar como precursores de una gran variedad de sustancias químicas y productos químicos tales como los líquidos limpiadores de los vehículos, surfactante de la limpieza, etc.

Historia petroquímica

Hemos visto que la petroquímica comenzó en EUA a principios de los roaring twentie´s, con la producción de isopropanol. La materia prima era el propileno contenido en los gases de refinería.

Paulatinamente, la industria petroquímica posibilitó substituir al carbón por el petróleo, como punto de partida para la obtención de productos químicos orgánicos. Hasta entonces, el carbón, vía gas de síntesis o por destilación del alquitrán de hulla, había sido la fuente más empleada. También la petroquímica fue desplazando a otros procesos, como la fermentación o la extracción de sustancias naturales.

Hasta fines de la década de los años 30, la petroquímica existía sólo en EUA, donde estaba limitada a la síntesis de algunos compuestos oxigenados y a la producción de amoníaco a partir de gas natural. Durante esos años se puso énfasis en la investigación que más tarde, durante la segunda Guerra Mundial, posibilitó crear un número importante de materiales críticos. Se obtuvieron materiales sintéticos para substituir otros tradicionales tales como metales, resinas, caucho, fibras naturales, vidrio, cuero, ceras, aceites secantes y otros productos. Además, su producción requería de olefinas básicas en una escala muy superior a la que se podía obtener de los gases de refinería.

Surgió entonces como respuesta, la producción de olefinas por cracking térmico, primero de hidrocarburos livianos existentes en los gases de refinería, y luego de cortes livianos resultantes de la destilación primaria del petróleo crudo.

Un fenómeno semejante al expuesto fue el rápido incremento de la demanda de amoníaco para la producción de fertilizantes y de ácido nítrico, insumo estratégico para la obtención de pólvoras y explosivos. Donde previamente se utilizaba gas de síntesis, obtenido a partir del carbón, el gran crecimiento en la demanda de amoníaco hizo necesario recurrir a otra fuente – el steam reforming de metano – para obtener el hidrógeno necesario.

Otro acontecimiento importante, fue la aparición del reforming catalítico de nafta virgen, asociado con la posterior extracción de aromáticos. Poco tiempo después, se desarrolló el proceso de hidrodealquilación (HDA), que permitió ajustar la producción de benceno y tolueno a las necesidades del mercado.

Durante las décadas de los años 40 y 50, la petroquímica se desarrolló en Europa y en la siguiente llegó a Japón. En ambas regiones, su expansión se basó en el procesamiento de cortes líquidos, básicamente naftas. La industria petroquímica se liberaba de la necesidad de estar próxima a las fuentes de gas natural o gases de refinería, ya que las naftas eran insumos mucho más accesibles.

Ese hecho dio origen a las denominadas refinerías petroquímicas, que permitieron a los países de Europa occidental y, particularmente a Japón – país sin hidrocarburos – no sólo desarrollar sus importantes mercados internos de productos finales y derivados, sino también competir con éxito en los mercados mundiales.

Figura 1: Generación de principales productos químicos

Polisacáridos

Los polisacáridos son moléculas, como su nombre lo indica, formadas por la unión de muchas moléculas de monosacáridos entre sí. Hay dos tipos de polisacáridos. El primero comprende moléculas formadas por un único tipo de monosacárido, homopolisacáridos, de los cuales, ya sean de origen animal o vegetal, algunos desempeñan funciones de reserva energética (glucógeno, almidón), mientras otros desempeñan funciones estructurales (celulosa, quitina).

Historia Polisacáridos

Los polisacáridos se encuentran en la mayoría de alimentos que contienen hidratos de carbono, el uso y consumo de estos alimentos son una fuente de energía que ha estado en la dieta de muchas civilizaciones desde tiempos inmemorables. El pan es un alimento básico en la mesa de muchas familias, de igual manera el arroz, almidones y tubérculos son consumidos e manera sobre moderada en muchas naciones.

El estudio de los polisacáridos comenzó en el siglo 20, con se formuló la clasificación de plantas y vegetales; la agrupación de plantas según su beneficios fue también una manera de consideras la existencia de polisacáridos en los alimentos.

Los polisacáridos pueden cumplir dos funciones en el medio biológico: la de reserva energética o la estructural. En este sentido, el tipo anomérico de enlace suele ser decisivo. Mientras que los polisacáridos con azúcares unidos en a- suelen ser reserva energética, los formados por enlaces de tipo b- suelen cumplir funciones estructurales. Esta diferencia la vemos claramente en los glucanos, es decir, los polisacáridos compuestos por unidades de glucosa. En general, los polisacáridos se denominan con el nombre radical del monosacárido o monosacáridos constituyentes seguido del sufijo -ano: glucanos, galactanos, mananos, arabinogalactanos, etc.

Estrategias de uso

Los polisacáridos tienen mucha importancia en varias etapas del proceso de extracción producción, transporte y procesamiento de crudo, además, que se usan en la recuperación mejorada de crudos en mezclas para el arrastre de crudo y como geles para control, debido a su compatibilidad con varios insumos utilizados industrialmente como metales acidos, sales reductoras, solvente, enzimas

Obtención de productos a partir de polisacáridos

• Goma Guar

Es un polisacárido que tiene una cadena recta de D-mannopyranose unidos por B-(1-4) juntas por bifurcaciones laterales de unidades solas de D-galactopyranose y unida las otras unidades de manosa por juntas de (1 – menor a 6).

La goma guar contiene 80% galactomannan, 12% agua, 5% proteína, 2% residuo insoluble en acido o fibra cruda, 0.7% ceniza, 0.7% grasa, un rastro de metales pesados, cero arsénico y cero plomo, aproximadamente.

La goma guar de encuentra en las semillas de la planta leguminosa bianual cyamopsis tretragonalobus y psolaroides. Las semillas están contenidas en vainas de 2.5 a 5 centimetros de longitud. Se las encuentra en pakistan y la India.

La goma guar es un polímero no ionico compatible con la mayoría de otros hidrocolides vegetales como: tragacanto, karaya, arábiga, agar, alginatos, carragenatos, etc. Tambien es compatible con casi todos los almidones quimicaamente modificados, almidon crudo, celulosa modificada, polímeros sintéticos, proteínas solubles en agua, algunas sales multivalentes y solventes miscubles en agua alteran la hidratación y la viscosidad de soluciones de goma Guar y producen geles.

• Formación de gel

El ion del borato actúa como un agente de vinculación cruzada con Goma Guar hidratada formando geles de estructuras cohesivas. La formación y fuerza de estos geles dependen del pH, temperatura y concentraciones de los reactivos.

La transformación de solución en gel es reversible ajustando el pH debajo de 7 o calentando. La nueva solución tendrá la misma viscosidad como la solución original.

• Preservantes

Las soluciones de Goma Guar como la de otros hidrocoloides vegetales están sujetas al ataque bacteriano. Una mezcla de 0,15% metil- y 0,02% propil- parahidroxi-benzoato puede usarse para conservar las soluciones de goma Guar. Para las aplicaciones en alimentos, se recomienda especialmente benzoato de sodio y ácido cítrico. El ácido sórbico y/o Sorbato de Potasio también se usa como preservativo para Goma Guar en quesos procesados.

Usos de productos a partir de polisacáridos

La goma Guar se usa principalmente para espesar soluciones acuosas y para controlar la movilidad de materiales dispersados o disueltos.

• Alimentos lácteos

La característica de Goma Guar como fijador de agua la hace ideal como agente de hidratación rápida en la formación de soluciones coloidales viscosas. Es versátil como espesante o modificador de viscosidad. La Goma Guar se usa en los estabilizadores de helado, sobre todo a temperatura alta, en procesos de tiempo corto dónde las condiciones requieren 80° C durante 20 a 30 segundos. Goma Guar también se usa en la estabilización de chupa-chupas y sorbetes. Se usa en una variedad de productos de queso suaves, en quesos crema procesados y pasteurizados y en la producción para aumentar el rendimiento de sólidos de la cuajada. Produce cuajadas suaves, compactas, de textura excelente. Los quesos cremosos se producen mezclando 1 a 2% Goma Guar con los otros ingredientes del queso, fundiendo, y después enfriando la mezcla homogénea.

• Productos de panadería

Goma Guar, cuando es agregada a diferentes tipos de masas durante el amasado, aumenta el rendimiento, da mayor elasticidad, y produce una textura más suave, vida de estante más larga y mejores propiedades de manejo. En pasteles y masas de bizcocho, goma Guar produce un producto más suave que se saca fácilmente de los moldes y se rebana fácilmente sin desmenuzar.

• Carne

Goma Guar actúa como un aglutinante y lubricante en la fabricación de una variedad de productos de carne como salchichas, productos de carne llenados y comida animal enlatada. Goma Guar disminuye la pérdida de peso durante el almacenamiento.

• Bebidas

Goma Guar es útil espesando diferentes bebidas de fruta y bebidas dietéticas sin azúcar. Goma Guar más carragenato se usa para estabilizar jarabes de chocolate y mezclas de chocolate en polvo. Néctares de frutas que consisten de puré de fruta, jugo de fruta, azúcar, ácido ascórbico y ácido cítrico obtienen una textura buena y una viscosidad estable mediante la adición de 0,2 a 0,8% goma Guar.

• Aderezos y salsas

La propiedad para espesar de Goma Guar se usa para mantener la estabilidad y apariencia de aderezos, salsas de encurtidos, aderezos condimentados y salsas de barbacoa. Goma Guar es compatible con las emulsiones muy agrias y eficaces a porcentajes de 0,2 a 0,8% del peso total.

• Productos farmacéuticos y Cosméticos

Goma Guar se usa como un depresor del apetito y como desintegrador y agente aglutinador en tabletas comprimidas. También se usa para espesar diferentes cosméticos como lociones y cremas.

• Industria del papel

Uno de los mayores usos de la Goma Guar en este segmento donde se le utiliza como agente retenedor de humedad en los procesos de manufactura de papel confiriéndoles características especiales, se usa también como corrector de irregularidades en las prensas y calandras.

• Industria minera

Goma Guar su usa como floculante en el proceso de separación de líquidos de sólidos por medio de filtración, sedimentación y clarificación. Goma Guar acelera la sedimentación de lodos suspendidos y facilita su remoción. También se usa como depresor de talco en operaciones de minería.

• Industria del tabaco

Goma Guar se usa como aglutinante de tabaco fragmentado en la producción de hojas del tabaco reconstituidas. Estas hojas flexibles, con la fuerza tensil y espesor de una hoja de tabaco, retienen las características de sabor y aroma del tabaco y se mezclan con hojas de tabaco. Las hojas son formadas pasando una mezcla húmeda de Goma Guar, el humectante, y el polvo de tabaco entre rodillos de acero que giran a velocidades periféricas diferentes permitiendo la reincorporación de partículas que originalmente no podían ser utilizadas.

• Industria textil

Los derivados de Goma Guar se usan en los procesos de impresión por rodillo o de silk screen, así como en agentes de acabados.

Estos derivados también se usan como espesativos de pastas de impresión.

• Explosivos

Como agente impermeabilizante, la goma Guar se ha usado para producir un explosivo de nitrato de amonio resistente al agua.

• Tratamiento de agua

La Goma Guar es aprobada por el Servicio de Salud Pública americano para su uso en el tratamiento de agua potable, junto con otros coagulantes como alumbre (potasio de sulfato aluminio) hierro (III) sulfato, y cal (óxido de calcio). Goma Guar aumenta el tamaño de los flóculos formados por el coagulante inicialmente, incrementando la sedimentación de impurezas sólidas, reduciendo el paso de sólidos a los filtros y el tiempo entre retro-lavados. En aguas industriales, goma Guar forma flóculos con arcilla, sílice, carbonatos e hidróxidos cuando es usado solo o junto con coagulantes inorgánicos.

• Perforación petrolera

La goma Guar se usa a menudo para controlar el flujo de agua y como un coloide protector en lodos de perforación de pozos petroleros. También se usa en la fractura de ácidos para aumentar el flujo de petróleo.

Aplicación de los polímeros en la industria petrolera

Polímeros en solución

Las soluciones de polímeros son mezclas liquidas de largas cadenas de polímeros y pequeñas moléculas de disolvente. Son utilizados para controlar las propiedades en los materiales que son capaces de fluir y la estabilidad de múltiples sistemas comerciales; como por ejemplo, pinturas, productos farmacéuticos, alimentos y producción de crudo.

Dependiendo de la estructura química los polímeros pueden ser: solubles en agua, dispersables en agua, solubles en disolventes orgánicos o dispersables en disolventes orgánicos.

Un polímero es soluble en agua cuando posee un número suficiente de grupos hidrófilos a lo largo de la cadena principal o de las cadenas laterales.

Las propiedades de los polímeros en solución están determinadas por las características estructurales de la cadena macromolecular. Las macromoléculas pueden ser lineales o ramificadas y las unidades repetitivas pueden estar arregladas al azar, alternante, en bloque o en injerto

Figura 2: Clasificación de los polímeros de acuerdo con su estructura y al tipo de monómeros que lo forman

Existen principalmente dos métodos para producir polímeros: por condensación y por adición. Las características de los monómeros determinan cuál de ellos utilizar. Sin embargo, ambos permiten obtener toda la gama de estructuras poliméricas señaladas en la Figura 1. La mayoría de los polímeros que se utilizan en soluciones, dispersiones y geles son producidos por reacciones de adición vía radicales libres.

Propiedades de los polímeros en solución

Los polímeros modifican la viscosidad de un líquido debido a su alto peso molecular y a las interacciones polímero-disolvente. Por lo general, las soluciones acuosas de los polímeros solubles en agua muestran comportamiento pseudoplástico. Esto significa que la viscosidad disminuye al aumentar la velocidad de cizallamiento, es decir la velocidad de la variación de la deformación del fluido.

En general, al aumentar el peso molecular y/o la concentración del polímero se incrementa la viscosidad de la solución. Sin embargo, cuando se trata de pesos moleculares muy elevados, los polímeros son propensos a la degradación por cizallamiento.

Factores que afectan el comportamiento de las soluciones poliméricas en medio acuoso

• Influencia de las sales

Con el aumento de la concentración salina, muchos polímeros solubles en agua muestran una fuerte disminución en la viscosidad. El efecto de iones divalentes es aún más pronunciado que el de iones monovalentes; la presencia de cationes divalentes en pequeñas cantidades puede ocasionar, incluso, el fenómeno de floculación del polímero. Este efecto salino es de importancia en polímero con grupos ionizables.

• Influencia de la temperatura

En relación con este aspecto, hay dos factores que deben ser considerados (a) la temperatura a la que se somete el polímero, y (b) el período de tiempo que se mantenga esta condición. En general, las soluciones poliméricas pierden viscosidad con el incremento de la temperatura; por otro lado, cuando las soluciones de polímeros pasan períodos de tiempo prolongados a elevadas temperaturas, ocurre degradación de las cadenas poliméricas, lo cual también afecta la viscosidad de la solución.

Polímeros en solución en la industria petrolera

Los polímeros solubles en agua, tales como carboximetilcelulosa, goma xantano, poliacrilamidas y poliacrilamidas modificadas, son utilizados como aditivos en muchas etapas del proceso de perforación, producción, transporte y procesamiento de crudo. En particular, se usan en la recuperación mejorada de crudos en mezclas para el arrastre de crudo y como geles para control del perfil de inyección. Estos mismos geles también se utilizan para el control de la producción de agua y gas durante las operaciones de producción de crudo. Otras aplicaciones son como aditivos para lodos de perforación, en sistemas para pérdida de circulación y durante tratamientos de estimulación en geles de fracturamiento hidráulico. El fracturamiento hidráulico es un método que se usa para extraer petróleo crudo, o gas natural de formaciones geológicas en el subsuelo, consiste en el rompimiento o fractura de formaciones geológicas mediante inyección de un fluido a una alta tasa o presión.

• Aplicación en lodos de perforación

Un fluido o lodo de perforación es una sustancia o mezcla de sustancias que se compone de una serie de aditivos químicos; su principal función es facilitar la perforación de un agujero dentro de un reservorio con el mínimo daño a los instrumentos de perforación y a la formación rocosa. El fluido se inyecta a través de una tubería desde la superficie y se expulsa por el trépano (la mecha de perforación que va cortando las formaciones rocosas); así, este fluido circula desde el fondo de la perforación hacia la superficie. Un fluido de perforación debe ser capaz de:

• Transportar los recortes de la perforación desde el fondo del agujero hacia la superficie.

• Mantener frío y limpio el trépano.

• Mantener la estabilidad de las secciones no soportadas del agujero.

• Funcionar como elemento transportador de cortes de formación (ripios) y estabilizador del hoyo.

• Prevenir la pérdida de fluido (aceite, gas o agua) hacia las rocas permeables perforadas.

• Mantener en suspensión los recortes y derrumbes en el espacio anular cuando se detiene la operación de perforación.

Los polímeros cumplen varias funciones en los lodos de perforación. En primer lugar se utilizan como viscosificantes. Este comportamiento es deseable en polímeros utilizados en lodos de perforación, ya que durante la operación de perforación, las soluciones deben ser lo suficientemente fluidas para facilitar el bombeo de la mezcla, y cuando la operación se detiene la viscosidad debe aumentar para que los sólidos se mantengan en suspensión.

Otra aplicación importante de los polímeros en lodos de perforación es como aditivos para controlar la pérdida de fluido. En este caso, los polímeros ayudan a formar una pasta en las paredes de la formación durante el proceso de perforación. Esta pasta previene la migración del fluido, con el que se está perforando, hacia la formación; lo cual evita que dicho fluido pierda sus propiedades y que la formación resulte dañada.

Otra aplicación importante de los polímeros en lodos de perforación es como aditivos para controlar la pérdida de fluido. En este caso, los polímeros ayudan a formar una pasta en las paredes de la formación durante el proceso de perforación. Esta pasta previene la migración del fluido, con el que se está perforando, hacia la formación; lo cual evita que dicho fluido pierda sus propiedades y que la formación resulte dañada.

• Aplicación como mezclas para el arrastre de crudo en recuperación mejorada

Otra importante aplicación de los polímeros en la industria petrolera es la inyección de soluciones acuosas de polímeros, como un método de recuperación secundaria o terciaria de crudos. Esta técnica se basa en la inyección de soluciones acuosas bajo presión desde perforaciones externas para recuperar el crudo por una perforación central, se fundamenta en el aprovechamiento de la viscosidad de soluciones acuosas de polímeros para controlar la movilidad de los fluidos, en la formación geológica. Un reservorio de crudo está formado por una matriz de roca porosa o arenosa, donde se encuentra una mezcla de crudo, agua (salmuera) y gas.

Cuando se lleva a cabo una perforación, las presiones naturales del pozo proporcionan fuerza suficiente para extraer un 20 a 30% de crudo contenido en la formación. Una de las técnicas más efectivas para extraer el crudo restante es el arrastre con soluciones acuosas de viscosidad elevada. Esta técnica es capaz de proporcionar una extracción del 70% del crudo en la formación.

El rol de éstos polímeros en la recuperación mejorada de crudo es el de incrementar la viscosidad de la fase acuosa. Este aumento en la viscosidad puede mejorar la eficiencia de los procesos de recuperación de crudo. Los polímeros solubles en agua reducen la movilidad de la fase acuosa incrementando su viscosidad y reduciendo la permeabilidad de la roca porosa al agua. El efecto primario del polímero es hacer densa al agua de tal manera que sea más eficiente en desplazar el petróleo. La inyección polímera probablemente no reduce la saturación residual del petróleo, pero reduce la cantidad de agua que debe ser inyectada antes de alcanzar la saturación residual.

• Ventajas y desventajas del uso de polímeros en la inyección de soluciones acuosas de polímeros como mezclas para el arrastre de crudo en recuperación mejorada

Ventajas

• Mejoran el barrido vertical.

• Son muy viscosas cuando son altamente diluidas.

• Mejora la razón de movilidad agua-petróleo.

• Son los más aplicables en pruebas de campo.

• Factor económico.

Desventajas

• Son sensibles a la salinidad.

• Taponamiento que se origina en la formación.

• Es muy susceptible al ataque bacterial.

• Son muy costosas al momento de tener inconvenientes.

• Efecto de esfuerzos y altas temperaturas.

• Agua de alta calidad.

Fluidos de perforación

Este se compone de una serie de aditivos químicos cuyo objetivo es facilitar la perforación de agujero dentro de un reservorio para minimizar daños a los instrumentos de perforación. Es importante tener en cuenta que al incorporar una cepa, esta debe ser analizada en cuanto a su resistencia a temperaturas mayores de 85°C, alta salinidad, pH extremo, metales pesados y sobre todo la baja aerobiosis.

Con lo que se espera:

Lodo de perforación

Son fluidos complejos que deben remover el calor producido por el trabajo de las barreras, cumple la función de agente enfriador, la goma xantana se utiliza como viscosificantes, ya que durante la operación de perforación, las soluciones deber ser suficientemente fluidas para facilitar el bombeo de la mezcla, y los sólidos se mantenga es suspensión. Disminuyendo la fricción y la erosión.

Figura 3: Fluido de perforación circulante

Los polímeros en lodos de perforación se utilizan en los siguientes aspectos:

• Agente Floculante

Producir espesamiento en las consistencias de un fluido de perforación.

• Controlar la perdida de fluido.

Estos ayudan a formar una pasta gruesa en las paredes de la formación durante la perforación, evitando la migración del fluido, lo cual evita que dicho fluido pierda sus propiedades y que la formación resulte dañada.

• Incrementar la viscosidad de la fase acuosa

• Mayor eficiencia de los procesos de recuperación de crudo

Se realiza con la inyección de soluciones acuosas, desde perforaciones extremas para recuperar el crudo por una perforación central.

• Rompedores de emulsión

Los polímeros optimizan el almacenamiento de crudos logrando un perfecto balance entre la calidad del agua separada y la velocidad de separación crudo-agua, lo cual representa cuantiosos beneficios económicos al incrementar la capacidad de almacenamiento.

• Inhibidores de corrosión para ductos

Al momento que se realiza la perforación de crudo emanan gases tóxicos como O2, CO2 y H2S que ocasionan  picaduras en los ductos y pérdidas consecuentes de fluidos, por lo cual se usan inhibidores de corrosión forman una película resistente a la corrosión, en consecuencias se mantienen y prolongan los programas de mantenimientos a ductos, válvulas, estaciones de bombeo, etc.

• Inhibidores de material incrustante.

Las incrustaciones se definen como un depósito secundario de compuestos químicos inorgánicos, causado por la presencia o flujo de fluidos en un sistema, la generación de incrustaciones se debe a los cambios en las condiciones termodinámicas, cinéticas e hidrodinámicas en que fueron encontrados y producidos los fluidos nativos de la formación

La principal causa de formación de incrustaciones es la sobresaturación iónica en el agua, especialmente de iones de calcio (Ca+2) y magnesio (Mg+2), los cuales están disueltos en la fase acuosa.

Figura 3: Pozo del Estado Barinas afectado por incrustaciones de CaCO3

Además del carbonato de calcio (CaCO3), existen otros compuestos de naturaleza incrustante como lo son el sulfato de calcio (CaSO4), el sulfato de estroncio (SrSO4), y el sulfato de bario (BaSO4).

La planta de Aloe vera procede originalmente de África, específicamente de la península Arábiga. Su nombre se deriva del término árabe alloeh que significa sustancia brillante y amarga, El Aloe vera pertenece a la familia de las Liliaceaes

En las partes que componen a la hoja del Aloe vera se identifican distintos compuestos principales como acíbar antraquinonas.

En el gel se encuentran polisacáridos, en la corteza resinas (Mata, 2007). De estos, los polisacáridos presentes en gel son los responsables de proporcionarle a la planta la capacidad de inhibir la formación de material incrustante (Viloria, et al, 1999).

Los polisacáridos contenidos en el gel de Aloe vera presentan reactividad con iones divalentes en solución en el agua, el cual supone que los iones divalentes sirven como puentes para formar enlaces iónicos entre dos grupos carboxílicos pertenecientes a dos cadenas distintas de estrecho contacto,

Adicionalmente, el uso del Aloe vera ha demostrado la capacidad de modificar la morfología cristalina del carbonato de calcio, haciéndolo menos incrustante.

Polisacáridos microbianos

Goma Xantana (microbianas o biosinteticas)

Son polisacáridos extracelulares producidos por microorganismos la goma xantana, es un heteropolisacarido polianionico soluble en agua caliente o fría, producida por la fermentación industrial de la bacteria conocida como Xanthomonas campestris, debido a sus características reológicas (viscosidades , REÓMETRO) y de estabilidad se la utiliza en la industria petrolífera y petroquímica.

La Xanthomona campestris pertenece a la familias PSEUDOMONACEAE, se caracterizan por su forma alargada en formas de bastonetes de 0.4 a 0.7 um de largo por 0,7 a 1,8 um de ancho.

La xantana es completamente atoxica siendo aprovechada por la FDA (Food and Drug Administration) como aditivos en alimentos.

Fuentes de obtención de la goma xantana:

Obtención de goma xantana a partir de suero de leche

El suero de leche es un contaminante muy fuerte que puede provocar la destrucción de la fauna y flora, debido a su alta demanda de biológica de oxigeno que es de 30.000 a 50.000 mg de oxígeno por litro de suero.

Según datos por cada 10 L de leche se recuperan de 9L de suero.

Grafico 1: Composición suero de leche

Procedimiento

Este proceso consistió en adaptar la bacteria Xantomona campestris al medio del suero con técnicas de lavado, se observó que esta bacteria tiene la capacidad de metabolizar la lactosa, dando como resultado que el suero de leche integro produce mayor grado de viscosidad y mayor concentración de xantana.

Crecimiento

Esta célula crece en tubos inclinados en un medio solido compacto por 24 a 48 horas se deben ser transferidas para medios frescos cada 14 dias para prevenir la inactivación

Para producir goma xantana la bacteria x campestris necesita varios nutrientes incluyendo micronutrientes (potasio, hierro, sales de ácido), y macronutrientes como fuentes de carbono y nitrógeno, glucosa, lactosa siendo de 2 a 4% preferida por la bacteria.

Características de la obtención:

• Condiciones aeróbicas a 28ºC

• Consta de glucosa o sacarosa como fuente de carbono, nitrógeno fosforo y otras sales, el PH debe ser próximo o neutralizado,

• El tiempo medio de fermentación es de 48 a 96 horas, siendo esterilizado para eliminar los organismos Fito patógenos,

• El rendimiento general del proceso era de 55% y la viscosidad del medio del alcanzó 18000cP C7L.

Figura 4: Goma xantana tratada

Diagrama de flujo de la obtención de goma xantana

Bibliografía

• Bekturov, E.A. y Bakauova, Z. Kh. "Synthetic Water-Soluble Polymers in Solution", Hüthing and Wepf, Germany, 1986, 204.

• Guerrero, S., Baldorino, P. y Zurimendi, J. "Characterization of Polyacrylamides Used in Enhanced Oil Recovery", J. Appl. Polym. Sci., 30, 955 (1985).

• http://www.monografias.com/trabajos44/inyeccion-polimeros/inyeccion-polimeros

Autor:

Aguilar Brigitte

Aldaz Briggitte

Echeverría Wendy

Navas Amanda

Sánchez Paul

Universidad Central

Del Ecuador

Facultad de Ingeniería

Química

Química Orgánica II