Revista ION

CIC-Erosión: herramienta computacional para la predicción del desgate erosivo en líneas de producción y transporte de hidrocarburos

2019-01-18T19:50:20-05:00

La presencia de daño mecánico por erosión en la pared de la tubería, daño debido al impacto de partículas sólidas, puede afectar gradualmente la integridad de los componentes que conforman los sistemas de producción y transporte de hidrocarburos. La implementación de métodos o modelos para predecir el desgate erosivo es una actividad de interés para la industria del petróleo, debido a que sus resultados son usados para el estudio, valoración y seguimiento de los procesos erosivos, además de ser considerados en el dimensionamiento de las líneas y determinación de velocidades máximas de flujo, con el fin de mitigar y controlar la erosión. En este sentido, considerando la necesidad de mejorar la implementación de modelos, y análisis e interpretación de resultados de erosión, se presenta en este trabajo una metodología de cálculo, estructurada y de carácter selectivo, para predecir el desgaste erosivo en líneas de producción y transporte de hidrocarburos. Para conducir la metodología hasta un estado operativo práctico, se desarrolló una herramienta computacional (CIC-Erosion), usando el lenguaje de programación C#. En la fase de desarrollo y aseguramiento de la funcionalidad operativa de la herramienta se realizaron las siguientes subfases: a) definición de la arquitectura del software; b) codificación de los fundamentos teóricos de la metodología de cálculo y de la interfaz del usuario, y c) diagnóstico de la funcionalidad operativa del software usando datos experimentales de tasa de erosión reportados en la literatura e información de casos de estudio hipotéticos. Finalmente, se evaluó el comportamiento predictivo de la metodología de cálculo de erosión usando información de un caso de estudio asociado a un campo de producción de petróleo crudo ubicado en Colombia.

En la evaluación de la capacidad de predicción del software se observó que existe concordancia entre los resultados obtenidos con la metodología de cálculo de erosión y la información experimental de campo usada en el estudio. De esta manera, la herramienta computacional CIC-Erosion puede ser considerada una alternativa eficiente y confiable para la predicción del desgaste erosivo en infraestructura usada para la recolección y transporte de hidrocarburos.

Potencial bioquímico de metano de la Chlorella vulgaris: influencia de la hidrólisis térmica

2019-01-16T22:34:31-05:00

La investigación sobre la transformación de biomasa en biocombustibles se ha incrementado en los
últimos años. La digestión anaerobia es un proceso biológico en el cual el principal producto obtenido
es biogás. La biomasa microalgal producida en plantas de tratamiento de aguas residuales puede ser
usada como sustrato para la digestión anaerobia. Sin embargo, para mejorar la productividad de metano,
es necesario el rompimiento de la pared celular de las microalgas por medio de pretratamientos. En este
estudio, se evaluó la influencia de la hidrólisis térmica, como pretratamiento, sobre el potencial bioquímico
de metano de la Chlorella vulgaris. Se determinaron las actividades de los diferentes grupos tróficos
involucrados en el proceso anaerobio (hidrolítico, acidogénico y metanogénico), para evaluar la calidad
del inóculo utilizado. La influencia de la hidrólisis térmica sobre la producción de metano fue evaluada
aplicando el modelo modificado de Gompertz. Este modelo fue capaz de predecir la productividad final
de metano para las microalgas cosechadas por centrifugación y para las sometidas a hidrólisis térmica.
La tasa de producción máxima se incrementó de 18,4 ± 1,0 ml·g-1SV·d-1 a 29,0 ± 3,1 ml·g-1SV·d-1, cuando
se aplicó la hidrólisis térmica a las microalgas. Este resultado puede asociarse con el rompimiento de
la pared celular, que puede generar el incremento en la materia orgánica soluble y la producción de
gas metano. Los resultados obtenidos sugieren que la hidrólisis térmica de la microalga C. vulgaris,
puede ser utilizada como pretratamiento, para mejorar el rendimiento de la generación de metano, en la
digestión anaerobia.

Pirólisis de hemicelulosa catalizada por sulfato de zinc y sulfato férrico

2019-01-16T22:56:03-05:00

Recurriendo al uso de la técnica análisis termogravimétrico, se estudió el efecto catalítico del sulfato
férrico y el sulfato de zinc sobre la pirólisis de la hemicelulosa. Se presentan termogramas de pirólisis
de la hemicelulosa pura y en mezcla con estos catalizadores, en concentración de 3 % en peso, a
las velocidades de calentamiento 10, 30 y 100 K/min. Se analizó el efecto de los catalizadores y de
la velocidad de calentamiento sobre la forma de los termogramas, la temperatura de pico DTG de los
eventos de pérdida de peso y los parámetros cinéticos del proceso. Los resultados fueron ajustados a
tres modelos cinéticos diferentes. La presencia de estas sales cambia considerablemente las formas de
los termogramas y la temperatura de los picos DTG, con respecto a los correspondientes termogramas de
la hemicelulosa pura. Los datos de los tres sistemas fueron bien modelados por el modelo de distribución
de energías de activación, DAEM. A partir de la comparación de estos y los respectivos resultados del
modelo de descomposición propuesto en la literatura, es posible inferir que los sulfatos objeto de estudio
catalizan las reacciones de deshidratación/fragmentación y depolimerización de la hemicelulosa.

Estudio computacional conformacional, espectroscópico, ONL, HOMO–LUMO y reactividad de 1,3,5-trifenilpirazol

2019-01-17T10:19:20-05:00

Los parámetros estructurales de 1,3,5-trifenilpirazol se determinaron con DFT/cam-B3LYP con el conjunto
de bases 6-311++G(d,p). Los resultados de la estructura molecular optimizada se presentan y comparan
con los datos disponibles de rayos X de la molécula o moléculas muy similares. Se proporciona un análisis
completo de los espectros observados de las mediciones espectrales de FT-IR, RMN (1H y 13C) y absorción
UV-Vis con TD-DFT en la misma función y conjunto de bases. Los descriptores de reactividad global y
local han sido determinados. Las propiedades NLO de esta molécula también fueron investigadas. Las
distribuciones de cargas del análisis de poblaciones naturales y el mapa de potencial electrostáticos
están correlacionadas. Los resultados calculados y los hallazgos experimentales se discuten y se
correlacionan.

Evaluación de las isotermas de sorción de granos y harina de kiwicha (Amaranthus caudatus)

2019-01-17T10:47:26-05:00

El objetivo principal fue evaluar las isotermas de sorción de granos y harina de kiwicha (Amaranthus
caudatus) de las variedades Oscar Blanco, Noel Vietmeyer y CICA, se utilizó el método estático
gravimétrico para intervalos de humedad relativa de 10 a 90% a temperaturas de 18, 20, 25 y 30 °C. Se
estudiaron 11 modelos matemáticos y se modelaron a datos experimentales a través de RNL tomando
como criterio de convergencia el coeficiente de correlación R2 y el error medio relativo %E, así el modelo
de Adam y Shove presentó mejor ajuste para los granos de kiwicha, mientras que para la harina fue el
modelo de Peleg. Asimismo, se observó que la temperatura de almacenamiento influye significativamente
(p-value<0,05) en la humedad de equilibrio (Xe) de los granos y harina de kiwicha. El calor isostérico de
adsorción oscila entre 6,340 a 0,235 KJ/g para humedades de 0,06 a 0,15 g de agua/g m.s. para los
granos de la variedad Oscar Blanco, para la variedad Noel Vietmeyer oscila entre 2,556 a 0,518 KJ/g
para humedades de 0,04 a 0,12 g de agua/g m.s., y para el grano CICA de 4,645 a 0,176 KJ/g para
humedades de 0,06 a 0,14 g de agua/g m.s, en tanto que para la harina de la variedad Oscar Blanco se
encuentra entre 32,028 a 1,99 KJ/g para humedades de 0,05 a 0,12 g de agua/g m.s., y para la variedad
Noel Vietmeyer de 26,992 a 0,648 KJ/g para humedades de 0,06 a 0,20 g de agua/g m.s.

Efecto de la saturación de agua durante la ignición de un proceso de combustión in situ

2019-01-17T11:58:06-05:00

Combustión In Situ (CIS) es un método térmico para la recuperación mejorada de crudo pesado. Para
iniciar el proceso de CIS es necesario consumir una parte del aceite en la formación mediante reacciones
de oxidación y luego mantener la combustión mediante la inyección continua de aire. Esta etapa inicial
es conocida como la ignición del proceso y su estudio permite identificar el requerimiento energético del
sistema roca-fluido. La correcta investigación de la ignición puede conducir a una aplicación exitosa en
campo de CIS.
El propósito del presente trabajo es predecir la ignición espontánea de un yacimiento de crudo pesado
colombiano mediante un modelo matemático programado en MATLAB, el cual tiene en cuenta la
transferencia de masa y energía que ocurre en el régimen de oxidación a bajas temperaturas (LTO).
Los parámetros cinéticos fueron obtenidos a partir de las pruebas de celda isotérmica realizadas en el
laboratorio de inyección de aire del Instituto Colombiano del Petróleo. Los resultados mostraron el efecto
directo de la saturación de agua sobre el tiempo de retardo y la distancia a la cual toma lugar la ignición
espontánea desde el pozo inyector.

Adsorción de azul de metileno utilizando cáscara de yuca (Manihot esculenta) modificada químicamente con ácido oxálico

2019-01-17T12:09:28-05:00

En esta investigación se evaluó el potencial de la cáscara de yuca (Manihot esculenta) modificada
con ácido oxálico para remover azul de metileno de soluciones acuosas. Se determinaron las mejores
condiciones de temperatura (40-60 °C), tiempo (1-3 h) y relación másica ácido oxálico/biomasa (1,5-2)
para la modificación. Se obtuvieron porcentajes de remoción de hasta 99,48% y capacidad de adsorción
de 24,87 mg/g con cáscara de yuca modificada a 50°C por dos horas y 1,75 de relación ácido oxálico/
biomasa. El proceso de adsorción se ajustó al modelo de isotermas de Freundlich y la cinética de
adsorción a un modelo de pseudo segundo orden.

Cinética de Impregnación a Vacío de Paralelepípedos de Cidra (Sechium edule (Jacq.) Swartz) con Formulaciones de Mora y Uva

2019-02-03T21:18:25-05:00

La cidra Sechium edule (Jacq.) Sw., se encuentra entre los alimentos con bajo contenido de grasa y alto contenido en fibra, vitaminas y minerales y puede ser utilizada como vehículo para la adición de compuestos bioactivos. El proceso de impregnación a vacío (IV) se utiliza como alternativa para la conservación y adición de compuestos bioactivos y solutos, mejorando las características nutricionales y sensoriales, para realizar este proceso se utilizaron los frutos de mora y uva por su atractivo color, jugosidad, sabor agradable y alto contenido de vitaminas, minerales y compuestos fenólicos. El objetivo de esta investigación fue determinar la cinética de impregnación a vacío de paralelepípedos de cidra en formulaciones de mora y uva. Se prepararon cinco formulaciones % v/v con pulpa de mora y uva (A:100% mora, B:100% uva, C: 25% mora/75% uva, D:50% mora/50%uva, E:75% uva/25% mora), la cidra se troceó en geometría de paralelepípedos y se sumergieron en las formulaciones para realizar la IV aplicando un pulso de vacío de 50 mbar los primeros 5 min seguido de restauración de la presión atmosférica durante 5 min; este procedimiento se repitió hasta alcanzar peso constante. Las muestras de cidra alcanzaron el equilibrado entre 100 y 120 min de tratamiento. La formulación D fue la que mejor respondió a este sistema de presiones, ya que los paralelepípedos presentaron menor pérdida de peso lo que indica mayor ganancia de solutos.