Propiedades reológicas de emulsiones de petróleo pesado en agua

Reological properties of emulsions of petroleum weighed in water

El propósito de esta investigación es determinar la influencia que ejerce la variación de temperatura de 15, 25 y 35 °C sobre las propiedades reológicas de las emulsiones de petróleo pesado en agua. Se estudió una mezcla formada por 70% de petróleo de 15 ° API, 29% de agua y 1% de tensoactivo. A partir del estudio reológico se da el comportamiento de la viscosidad aparente con relación al gradiente de velocidad para diferentes temperaturas. Se observa que la emulsión presenta propiedades seudoplásticas; la presencia de la variación de temperatura no provocó variaciones en el índice de flujo, no siendo así con la viscosidad aparente y el índice de consistencia, que disminuyen con el aumento de la temperatura, lo que se corrobora con estudios de otros autores.

INTRODUCCIÓN

Para el transporte de crudos pesados es necesario disminuir la viscosidad de los mismos, lo cual se consigue por calentamiento o dilución con petróleos ligeros o diesel, obteniendo una mezcla de menor viscosidad y peso. La alternativa más económica usada en los últimos tiempos es formar una emulsión del crudo en agua.

Hoy en día existen muchos países que utilizan la tecnología de emulsiones para reducir la viscosidad de crudos pesados, siendo el producto más conocido la Orimulsión®, combustible que contiene 70% de bitumen y 30% de agua. Actualmente la Orimulsión es utilizada en diferentes países: Canadá, Japón, Italia e Inglaterra, entre otros.

Se consideran como crudos pesados, aquellos que poseen una densidad desde 934 kg/m³ hasta 1000 kg/m³ (densidad en grados API 10.1-22.3) y con una viscosidad muy elevada; contienen una elevada concentración de asfaltenos, resinas y parafinas. Se usan para obtener asfaltos, combustibles pesados (bunker) y cantidades significativas de azufre, níquel y vanadio.

El comportamiento reológico de las emulsiones tratadas está relacionado grandemente con la estructura que forman las gotas de petróleo en el agua. Es por ello que, en la actualidad, el conocimiento acerca del comportamiento no newtoniano de determinados materiales contribuye sustancialmente a la solución de una gran variedad de problemas en las industrias modernas que manipulan crudos pesados.

Relacionado al comportamiento no newtoniano en Garcell [6], se plantea que en muchas disoluciones y en la mayoría de las dispersiones, especialmente si son concentradas o si las partículas son asimétricas (las cuales son capaces de formar una estructura o retículo debido a las interacciones entre ellas de diferente naturaleza), se observan desviaciones del flujo newtoniano, por lo que se les clasifica como materiales no newtonianos; por lo general, este es el comportamiento que manifiestan las emulsiones de aceite en agua.