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8/20/2019 Emusliones de Agu en Crudo Aspectos Generales
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Revista INGENIERÍA UCISSN:[email protected] de CaraboboVenezuela
Velásquez, Ingrid; Pereira, Juan C.Emulsiones de agua en crudo. Aspectos Generales.
Revista INGENIERÍA UC, vol. 21, núm. 3, septiembre-diciembre, 2014, pp. 45-54Universidad de Carabobo
Valencia, Venezuela
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=70732643007
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R I ı UC, V . 21, N . 3, D 2014 45 - 54
Emulsiones de agua en crudo. Aspectos Generales.
Ingrid Vel asquez a, Juan C. Pereira ∗ ,b
a Departamento de Fısica, Estudios B´ asicos, Facultad de Ingenierıa, Universidad de Carabobo.b Laboratorio de Petr´ oleo, Hidrocarburos y Derivados, Facultad Experimental de Ciencia y Tecnologıa, Universidad de
Carabobo, Valencia, Venezuela.
Resumen.-
La formacion de emulsiones agua en crudo es un problema que puede surgir durante la recuperaci´ on, tratamiento,transporte y renaci on de petroleo. La estabilidad de estas emulsiones ha sido atribuida a la formaci´on de una“pelıcula” en la interfase agua-crudo. El comportamiento de dichas emulsiones est ´ a controlado por las propiedadesde las sustancias anlas presentes en la capa adsorbida. La complejidad de las emulsiones en el petr´ oleo dependede su composici on en terminos de las mol eculas con actividad interfacial, principalmente resinas y asfaltenos.Es importante conocer la estructura y propiedades de los componentes del crudo, su tendencia a asociarse y
acumularse en la interfase y su solubilidad. En este trabajo se realiza una revisi on del rol de los asfaltenos ylos surfactantes naturales del crudo, y sus aspectos como la agregaci´on interfacial. Finalmente, se plantea el uso dedesemulsionantes para la ruptura de las emulsiones de agua en crudo.
Palabras clave: Emulsiones agua en crudo, Reologıa interfacial, Deshidrataci ´ on de petroleo.
Water in oil emulsion. Aspect general.Abstract.-
The formation of water-in-oil emulsions is a problem that can arise during recovery, processing and transportationof oil. The stability of these emulsions has been attributed to the formation of a “lm” in the oil-water interface.
The behavior of the emulsion is controlled by the properties of the adsorbed layer. The complexity of the crude oil´semulsions depends on its composition in terms of interface-active molecules, mainly resins and asphaltenes. It isimportant to understand the structure and properties of the crude oil components, and its tendency to self-associateand to accumulate at the interface, solubility and sensitivity to changes in pressure and temperature. This paperreviews the role of the asphaltenes and the natural surfactants and its aspects as interfacial aggregation. Finally, wepresent the use of demulsiers for breaking emulsions of water in oil.
Keywords: water in oil emulsions, Interfacial rheology, Petroleum dehydration.
Recibido: Octubre 2014Aceptado: Diciembre 2014
1. Introducci on.
Alrededor del 80 % de los crudos explotadosexisten en estado emulsionado en todo el mundo[1]. La formaci on de estas emulsiones es un pro-blema que puede surgir durante la recuperaci on,
∗ Autor para correspondenciaCorreo-e: [email protected] (Juan C. Pereira )
tratamiento y transporte y renaci on de petroleo.Las emulsiones se producen cuando el petr oleo yagua de producci on se ponen en contacto debido alalto cizallamiento, o cuando se inyectan mezclasde vapor de agua en el pozo, o en las instalacionesde supercie [ 2, 3].
Una emulsi on es una mezcla de dos l ıquidosinmiscibles, es decir, dos l ıquidos que no semezclan bajo condiciones normales, uno de loscuales est a disperso como gotas en el otro, y suestabilizador es un agente emulsionante [ 4].
Las emulsiones m as comunes encontradas en
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el petroleo son agua en crudo (W / O). Las cualesestan fuertemente estabilizadas por surfactantesnaturales presentes en el mismo que impiden lacoalescencia de las gotas mediante la formaci onde una pel ıcula viscoel astica alrededor de la gotade agua [1, 5].
En la producci on de petroleo el agua deberemoverse (por debajo del 1 %) en un proceso quese denomina desemulsicaci on o deshidrataci on,el cual consiste en forzar la coalescencia de lasgotas de agua y producir as ı su separaci on [4, 6]. Elmetodo mas comun para romper estas emulsioneses calentando, junto con el tratamiento qu ımico[7].
En el estudio de las emulsiones agua en crudo,es importante conocer la estructura y propiedadesde los componentes del crudo, su tendenciaa asociarse y acumularse en la interfase, susolubilidad y sensibilidad a los cambios de presi ony temperatura. En este trabajo se presenta unarevisi on del estado del arte sobre las emulsiones deagua en crudo. El rol de los asfaltenos y los otrossurfactantes naturales del crudo y su aspecto comola agregaci on interfacial son tratados. Tambi enalgunas de las t ecnicas experimentales que se hanaplicado para la comprensi on de las propiedadesde la pelıcula interfacial. Finalmente, se plantea
el uso de desemulsicantes para la ruptura de lasemulsiones de agua en crudo.
2. Formaci on de una emulsion agua / crudo(w / o).
En los procesos secundarios de recuperaci onde petroleo, el crudo est a en contacto con aguade formaci on o agua inyectada para producir eldrenaje del crudo por agua. El agua se usa comoun piston para empujar el crudo del pozo duranteel proceso de producci on y luego trasladarlo ala renerıa [ 3]. En el yacimiento la velocidadde los uidos es muy lenta (1 pie / dıa) paraproducir la emulsi on, y como consecuencia nose forma la emulsi on durante el ujo bif asicoen el medio poroso sino despu es, en los equiposdonde se procesa el petr oleo. All ı se produce elcizallamiento que genera la emulsi on, al bombeara traves de valvulas, tuber ıas, codos, etc. [ 8].
Las emulsiones de agua en crudo tambi en seforman despu es que los productos del petr oleoson derramados en el mar o en el rio. Estasemulsiones, a menudo son llamadas “chocolatemousse” o “espuma”, complicando la limpiezade los mismos debido a que las propiedades
fısicas del crudo cambian mucho. Por ejemplo,las emulsiones estables contienen de 65 a 85 %de agua, ampliando de esta manera el materialderramado de dos a cinco veces el volumenoriginal. M as signicativamente, la viscosidad delcrudo tıpicamente cambia con respecto a unospocos cientos de mPa a aproximadamente 100.000mPa, aumentando de 500 o m as [9]. Este aumentode viscosidad es debido al aumento de la faseinterna de la emulsi on.
La formaci on de las emulsiones W / O se producegeneralmente por la presencia de resinas y asfal-tenos presentes en el petr oleo, que desempe nanel papel de emulsionantes naturales [ 10]. Estosagentes emulsionantes tienen una atracci on mutualo que resulta en la formaci on de una membranaelastica alrededor de las gotas, previniendo que lasgotas de agua se unan y decanten por gravedad.Esta membrana es gruesa y puede ser f acilmentevisible en un microscopio optico [11].
2.1. Asfaltenos.Los asfaltenos se denen como la fracci on mas
compleja de petr oleo que es insoluble en alcanosnormales tales como n-pentano, n-hexano o n-heptano, pero solubles en benceno o tolueno. Losasfaltenos son los compuestos m as polares y maspesado en el crudo [ 12].
Los asfaltenos se distinguen generalmente portener anillos arom aticos fusionados que llevancadenas alif aticas y anillos que contienen alg ungrupo funcional polar tal como sulfuro, aldeh ıdo,carbonilo, carbox ılico, amina, amida y algunosmetales como el n ıquel, vanadio y hierro, que con-eren caracter ısticas de polaridad y anf ılicos aestas macromol eculas [5]. Los asfaltenos generanuna amplia distribuci on de estructuras molecularesque pueden variar mucho de un crudo a otro [ 13].
Los asfaltenos se componen de varios arom ati-cos polinucleares rodeados por colas de hidro-carburos, formando part ıculas cuya masa molar
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se encuentra entre 500 y 20.000 Daltons. Elloscontienen muchos grupos funcionales, incluyendoalgunos acidos y bases [ 14].
La estructura espec ıca de los asfaltenos esdesconocida, sin embargo, las masas molecula-res promedios est an alrededor de 750 g / mol, la
estructura arom atica esta rodeada por algunoshetero atomos, como azufre (S), nitr ogeno (N) yoxıgeno (O) [15]. Por otra parte, la deposici on deasfaltenos a menudo causa algunos cambios en elcomportamiento del ujo de los yacimientos depetroleo a traves de las instalaciones del proce-so. Tambi en disminuyen la calidad del crudo ycausan dicultades en la recuperaci´on de petroleo.Los problemas causados por los asfaltenos est anestrechamente relacionados con su estabilidad ysu cantidad en el crudo. A variaciones de lapresi on, composici on del petroleo, temperatura,los asfaltenos tienden a formar agregados.
El petr oleo puede ser visto como un sistemadisperso donde los asfaltenos est´an en estado co-loidal. Las mol eculas de asfaltenos se encuentranen el centro de la estructura del l ıquido de petr oleo,los otros componentes se organizan alrededorde la capa de asfaltenos en orden decrecientede polaridad: resinas, hidrocarburos arom aticos ysaturados. Esta representaci on permite conciliar la
presencia dentro del mismo uido y asfaltenos. Sedice que los asfaltenos se peptizan por las resinas[14].
2.2. Mecanismo de agregaci´ on de asfaltenos.
Por la deslocalizaci on de sus grupos polares losasfaltenos se comportan como surfactantes, y enparticular presentan los fen omenos de adsorci on yagregaci on. Sin embargo, ha sido err oneo atribuiruna concentraci on micelar critica (CMC) a losasfaltenos y dem as macromol eculas del petr oleo.La CMC est a denida perfectamente para lossurfactantes, tales como el dodecil sulfato de sodioen agua, es 8,3e − 3 M. Los parametros comonumero de agregaci on, forma y tamano de lamicela, efecto en la micelizaci on de los electrolitosy otros aditivos, etc., se encuentran perfectamentedeterminados. En el caso de los asfaltenos delpetroleo tal conocimiento no existe, en primerlugar se desconoce la estructura de una mol ecula
de asfaltenos. Entonces para los asfaltenos delpetroleo solo se puede hablar de agregaci on mo-lecular, formaci on de agregados, etc. En toluenocomienzan a formar agregados a 50 ppm [ 16].Resumiendo debe evitarse evitar de hablar deCMC para los asfaltenos y otros surfactantes
naturales del petr oleo. Los asfaltenos difundendesde el seno del petr oleo hasta la interfase agua-crudo y al adsorberse disminuyen la tensi´on. Unavez ubicado en la interfase los asfaltenos sufrenuna lenta reorganizaci on y eventualmente formanmulticapas [ 17]. Los asfaltenos tambi en puedenformar multicapas sobre supercies s olidas comola sılice. Se ha encontrado que el incrementoen la concentraci on de asfaltenos en soluci on,tiende a aumentar su estado de agregaci on, loque disminuye la velocidad de adsorci on en lasupercie [ 18].
Los asfaltenos pueden formar diversos tiposde agregados dependiendo del ambiente dondeesten: crudo, solvente, interfase, etc. Mullins ycolaboradores [ 19] plantearon un esquema paraexplicar la agregaci on de los asfaltenos en to-lueno. Comenzando a baja concentraci on comoun conjunto de mol eculas individuales, que luegoevoluciona a nanoagregados, y se asocian enpartıculas, hasta llegar a sistemas susceptibles de
ocular. Los oculos son agregados inestables quenalmente precipitan en forma tridimensional. Enciertos casos se forman agregados estables queno siguen creciendo y que le coneren al crudopropiedades viscoel asticas.
3. Estabilidad de una emulsi on de agua / crudo(w / o).
La estabilidad de estas emulsiones tiene unintervalo de pocos minutos a a nos y que var ıadependiendo de las caracter ısticas del crudo y elagua [20].
El mecanismo de estabilidad est a relaciona-do con la naturaleza y las propiedades f ısicasdel crudo (viscosidad, densidad, por ejemplo),los componentes con actividad supercial y lareolog ıa interfacial alrededor de gota de agua queinforma sobre la elasticidad y viscosidad y, porejemplo la presencia de una “Piel” para el caso
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espec ıco del crudo en esta interfase [ 21, 22].Gao y colaboradores [ 23], estudiaron cuantita-
tivamente la aparici on de la pelıcula interfacialformada por los asfaltenos sobre la interfase de unagota de crudo en agua. Ellos proponen mediantela captura de im agenes de la gota siguiendo
su compresi on por la extracci on de volumen,medir la aparici on del arrugamiento en la pel ıculainterfacial. Ellos emplearon la siguiente relaci´ on:
RA = A f
Ai=
π R2 f
π R2 f
= R2
f
R2 f
Donde RA es la relaci on de arrugamiento, eningles “crumpling ratio”, A i es el area inicialproyectada de la gota, A f es el area proyectada dela gota justo antes de observar el arrugamiento.
En la Figura 1 se observa un esquema dela contracci on de una gota de crudo en agua.En la situaci on a) no se produce el fen omenode arrugamiento, la gota simplemente reduce suvolumen hasta succionarse dentro de la jeringa.En la ruta b) cuando se contrae la gota ocurreel fenomeno de arrugamiento en la pel ıculainterfacial. El esquema lo muestra como unospliegues. El par ametro RA est a asociado conla adsorci on irreversible de los asfaltenos en lainterfase agua-crudo. El aumento del valor deRA signica que la interfase es m as estable.Este mecanismo de estabilizaci on es desconocido,
Figura 1: Esquema de la contracci´ on del volumen de una gotade crudo en agua. (a) no hay fen omeno de arrugamiento. (b)Se produce el fen omeno de arrugamiento.
sin embargo, las gotas de agua son estabilizadas
por la formaci on de una pel ıcula viscoel astica ymecanicamente fuerte en la interfase compuestapor asfaltenos [ 24].
El contenido de asfaltenos es el factor m asimportante en la formaci on de emulsiones. Inclusoen ausencia de cualesquiera otros compuestos
posiblemente sin ergicos (es decir, resinas, cerasy aromaticos), los asfaltenos son capaces deformar estructuras rıgidas reticuladas, pelıculaselasticas, que son los principales agentes en laestabilizaci on del agua en emulsiones de aceitecrudo. Aunque las emulsiones contienen s olidosinorganicos, ceras y otros s olidos organicos, elprincipal proviene de estabilizaci on por asfaltenos[15].
El principio b asico es que la emulsi on agua encrudo se estabilizan por la formaci on de capas deasfaltenos en torno a las gotas de agua en aceite.El grado de formaci on de la emulsi on agua encrudo esta fuertemente limitado por la cantidad ycomposici on de los asfaltenos y resinas [ 15].
Los asfaltenos estabilizan las emulsiones deagua en crudo si est an cerca o por encima del puntode oculaci on incipiente; es decir, que pueden serpart ıculas solidas. Otros investigadores han sugeri-do que los coloides de asfaltenos son responsablesde las emulsiones estables. Los asfaltenos pueden
estar en la interfase en forma de part ıculas solidasnas o coloides de resina-asfaltenos. Sin embargo,Yarranton y colaboradores [ 25], mostraron que,a bajas concentraciones de asfaltenos ( < 0,2 %en peso), estos parece estabilizar emulsionescomo una monocapa molecular en la interfaseagua / aceite. Adem as, el examen de las pel ıculasinterfacial formada por medio de la t ecnica deLangmuir–Blodgett indica que los asfaltenos seadsorben en la interfase como mol eculas en lugarde formar coloidal. El efecto de las resinas enresumen inuye en la agregaci on de los asfaltenos,su adsorcion y estabilidad en la interfase [ 26].
En la Figura 2 se muestra la prueba de botellapara evaluar la estabilidad de una emulsi on aguaen crudo. All ı se observa como hay zonas dondeson estables las emulsiones y zonas donde setiene una buena separaci on de ambas fases. Latecnica de la bandeja Langmuir ha sido empleadadurante a nos para la caracterizaci on de la pelıcula
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Figura 2: Prueba de estabilidad de una emulsi on agua encrudo. Fuente: Silva, 2012 [27].
interfacial que forman los surfactantes naturalesdel petr oleo [28, 29, 30, 31, 32]. Las isotermasde presion supercial- area dan informaci on sobrela compresibilidad de la pel ıcula formada porlos asfaltenos y otros surfactantes naturales. Lapelıcula interfacial puede ser colectada con latecnica Langmuir-Blodgett. De esta manera seha realizado extensa caracterizaci on morfologi-ca sobre la pelıcula interfacial, incluso de suspropiedades como: angulo de contacto, espesor,medida de tama nos de los agregados, entre otras.Tambi en la obtenci on de imagenes empleando
microscop ıa de fuerza at omica ha conducidoal conocimiento de mecanismos de adsorci oninterfacial, interacciones coloidales y agregaci onde los asfaltenos [ 33, 34].
La aromaticidad, la disminuci on de la longitudde cadenas alqu ılicas laterales y la reducci onde ramicaciones en las cadenas alif aticas delos asfaltenos y las resinas est an asociadas a laformaci on de emulsiones estables. Otro par ametrode gran inuencia es el pH de la fase acuosa;si los asfaltenos y las resinas contienen altasconcentraciones de grupos funcionales polares,estos se ionizan con valores extremos de pH. Laionizaci on de tales grupos crea una alta densidadde carga supercial que cambia dr asticamente laspropiedades de la pel ıcula interfacial, pues generafuerzas de repulsivas internas que destruyen laspropiedades mec anicas y evitan la coalescencia delas gotas [11].
4. Reolog ıa interfacial.
Las emulsiones presentan todos los compor-tamientos cl asicos metaestables de los coloides:el movimiento browniano, transiciones reversiblesde fase, como resultado de las interacciones de
gotas que puede ser fuertemente modicadas, ylas transiciones irreversibles que por lo generalimplica su destrucci on. Ello se obtiene a trav es decizallamiento de dos l ıquidos inmiscibles con lafragmentaci on de una fase en la otra. La fracci onde volumen de una gota puede variar de 0 a casi1. Las emulsiones exhiben diferentes propiedadesdinamicas y mec anicas. Las mol eculas de surfac-tante se adsorben a la supercie de las gotas decrudo durante la homogeneizaci on y proporcionanuna membrana protectora que evita que las gotasoculen o coalescan [ 35].
Un aspecto relacionado con la formaci on de lapelıcula interfacial es la adsorci on y solubilidadde los emulsionantes naturales, considerando lascaracter ısticas del sistema emulsionado (distribu-cion de tamano de gota, contenido de la fasedispersa, viscosidad, naturaleza qu ımica de lasfases), la temperatura, la presi on y el tiempo deenvejecimiento de la emulsi on [36].
En las propiedades reol ogicas de estas interfases
se ha encontrado que existe una fuerte dependenciade la naturaleza del disolvente utilizado para ladiluci on, la concentraci on de crudo, asfaltenos yla concentraci on de resina, y la relaci on resinaasfaltenos. No obstante, emulsiones estables deagua en crudo se han encontrado en general unaalta viscosidad interfacial y / o modulo elastico[14].
La viscosidad interfacial caracteriza la resisten-cia mientras que la elasticidad caracteriza cuantoel sistema reacciona al stress. Las emulsiones aguaen crudo exhiben ambas caracter ısticas, es decir,un comportamiento viscoel´astico. La viscosidad yelasticidad pueden ser medidas simult aneamenteen soluci on o interfase. La medida de resistenciatotal es la suma de las contribuciones individualesde la componente el astica y viscosa. Una emulsi onse considera relativamente estable cuando el com-portamiento el astico predomina sobre el viscoso[37].
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Debido a su autoasociaci on, los asfaltenos en elpetroleo forman coloides. Por lo tanto, asfaltenosy resinas pueden adsorberse en la interfase de laemulsi on como mol eculas independientes o comodiferentes tipos de agregados [ 26].
Las pelıculas de asfaltenos no alteran signi-
cativamente la tensi´on interfacial en relaci oncon los surfactantes comerciales pero presentanuna gran elasticidad en la interfase. Cuando lainterfaz se comprime, se arruga se convierteen la fase interfacial similar al s olido. Se haobservado en disminuci on de las gotas en estecaso. Yarranton et al. [ 25], mostraron que laestabilidad de la emulsi on se relaciona con elcambio en las propiedades de pel ıcula durantela compresi on. Los autores midieron isotermasde presion supercial de contracci on de gotaspara determinar compresibilidad interfacial y larelaci on de pelıcula arrugamiento (la supercie dela pelıcula arrugada con relaci´on a la supercieinicial) encontrando una correlaci on signicativaa las propiedades de la pel ıcula (relaci on dearrugamiento de la pel ıcula y la compresibilidadinterfacial) [38].
5. Desestabilizaci on de emulsiones de agua / -crudo.
La alta estabilidad de las emulsiones agua encrudo, son el mayor desaf ıo para la industria delpetroleo [12]. Tıpicamente, los crudos pesadosy bitumenes contienen grandes proporciones decomponentes estabilizantes de tales emulsiones,y una simple sedimentaci on por gravedad no dalugar a la separaci on oportuna de las fases crudoy de agua. Los productores de petr oleo se venobligados a emplear una variedad de t ecnicas decalentamiento y desemulsionantes qu ımicos conel n de aumentar la velocidad y la eciencia deseparacion agua / crudo. Estas t ecnicas pueden sercostosas, y es deseable desarrollar nuevos m etodosmenos costosos para la desestabilizaci´ on de estasemulsiones [ 39].
La desemulsionaci on es un elemento esencialen los procesos industriales, y se utilizan prin-cipalmente para eliminar el agua y las sales delcrudo. El agua se dispersa en forma de peque nas
gotas en el petr oleo y las sales se disuelven endichas gotas de agua en el crudo. Si las impurezasno se eliminan, se producir ıa corrosiones gravesy ensuciamiento en el intercambiador de calor yequipos de desalaci on. Para ser ecaz, el contenidode agua debe ser inferior a 0.5-3% despu es de
la desemulsionaci´on, es decir, la deshidrataci on odesalado [ 38].
Para cumplir con las especicaciones de la in-dustria y para minimizar los costos de producci on,las emulsiones son tratados por t ermica, el ectrica,mecanica, y metodos qu ımicos para reducir elcontenido de agua [ 40]. Independientemente delmetodo utilizado, para la deshidrataci on eciente,peque nas gotas de agua tienen que ser oculadasen agregados o fundido en gotas m as grandes,que luego pueden ser f acilmente eliminada pordecantacion o centrifugaci on [41]. El procesosimple de separaci on gravitacional o electro-coalescencia son bastante costosos y consumetiempo. La adici on de agentes tensioactivo eseciente en la ruptura de la emulsi on, aumentandosignicativamente la productividad de la separa-cion.
Los desemulsionantes son mol eculas surfactan-tes similares en naturaleza a los emulsionantes,empleadas para contrarrestar el efecto de los
asfaltenos y lograr desestabilizar las emulsionesde agua en crudo. Las formulas desemulsionantesempleadas para romper dichas emulsiones, sonmezclas de sustancias quımicas y como tal hansido objeto de estudio por a nos. Los mecanismosde desemulsionaci on incluyen desplazamiento deasfaltenos, ruptura por adsorci on, solubilizaci on ycompetencia con los emulsionantes por los sitiosinterfaciales.
El contenido de agua en emulsi on agua en crudoes uno de los factores importantes que afectaa la eciencia desemulsionantes o la estabilidadde un emulsi on en general. La eciencia de ladesemulsionaci on aumenta con el contenido deagua entre 30% al 70 %.
Kangy colaboradores [ 42]., estudiaron el com-portamiento de los desemulsionantes, y concluyeque su mecanismo de acci on esta basado en el re-emplazo parcial de las mol eculas emulsionantes enla fase aceite por mol eculas del desemulsionante,
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lo que provoca un decrecimiento en la viscosidady elasticidad interfacial.
Los desemulsionantes pueden invertir el gra-diente debido a su actividad supercial superior,creando el fen omeno de drenaje de pel ıcula, queluego lleva a la coalescencia de las gotas de agua.
La eciencia del desemulsionante se determina deacuerdo a su capacidad para disminuir la elastici-dad de la pelıcula interfacial. Se ha demostradoque los desemulsionantes ecientes son aquellosdonde las mol eculas tienen una partici on igualentre la fase acuosa y la fase de aceite [ 38].
Los desemulsionantes comerciales son mezclasde varios componentes que tienen estructurasquımicas diferentes. Por lo general, est´an com-puestos por 30 a 50 % de materia activa (mezclade surfactantes) y el resto por solventes de tipoaromatico y alcoholes. Los deshidratante tienentres efectos fundamentales una vez adsorbidos enla interfase agua-aceite: 1) Inhibir la formaci on deuna pelıcula r ıgida en la supercie de las gotasde agua. 2) Debilitar la pel ıcula ya formada, ha-ciendola compresible; y 3) Cambiar la formulaci ondel sistemas para lograr un HLD = 0 [13].
El rendimiento de todos los efectos es cuanti-cado a por la llamada diferencia de anidad delsurfactante (SAD) o su expresi on equivalente HLD
(en ingl es, hydrophilic-lipophilic deviation) [ 6]. ElHLD da cuenta la anidad de la mezcla surfactantepor la fase aceite o por la acuosa.
Los productos m as utilizados son los surfactan-tes polim ericos a base de resinas alquil-fenol for-maldehidos y los copolimeros de bloques de oxidode etileno y oxido de propileno. Las mol´eculascon un alto n umero de grupos hidr olos con unbajo peso molecular tambi´en muestran excelenteshabilidades desemulsionantes. Los polisorbatos,llamados Tween, tambi en son excelentes desemul-sionantes, son surfactantes polim ericos y lıquidosaceitosos derivados del sorbitol estericados conacidos grasos [ 20].
El valor correspondiente a la estabilidad m ınimaes denotado C*D y corresponde a la concentraci onoptima. En la Figura 3 se muestran tres diferentescopolimeros y se indica su HLB. El valor indicadocon la estrella muestra la mejor aproximaci oninterpolada para esa serie [ 43]. Los copol ımeros
Figura 3: Estabilidad de una emulsi´on versus concentraci´onde desemulsionante para diferentes copolimeros tribloques.Fuente: Pereira, et al. 2011.
de tres bloques que contienen la cadena desilicio, tambi en mostraron ser ecaz incluso enconcentraciones muy bajas. La ventaja adicionalcon respecto a otras mol eculas de supercie activaes la eciencia sobre los crudos de diferentecomposici on y propiedades. Por razones obvias,tales mol eculas son muy apreciadas por los pro-ductores de petr oleo porque se puede utilizar endiferentes campos y en diferentes condiciones de
funcionamiento. Se han empleados los copol ımerotribloque como de poli (etileno) de oxido depoli (dimetil) siloxano-poli (etileno) de ´oxido(PEO12-PDMS13-PEO12). La adsorci on de lasmoleculas de copolımero en los sitios activosde los agregados asfaltenico se sugiri o comomecanismo por el cual puede ser interrumpida lared de asfaltenos induciendo a la ruptura de laemulsi on [2].
La etilcelulosa ha sido empleada como agentedeshidratante para las emulsiones de agua enbitumen [ 44, 45]. Este biopol ımero es capaz dedesplazar e interrumpir la pel ıcula interfacial queforman los surfactantes naturales presentes enel bitumen. La compresibilidad de la pel ıculaaumenta por lo que se promueve la coalescenciade las gotas de agua.
La ruptura de las emulsiones agua en crudo sonretos en investigaci on y desarrollo para la industriapetrolera. Durante la deshidrataci on se pueden
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encontrar efectos sin ergicos entre los surfactantesnaturales (lipolicos) y la adici on de desemul-sionante (usualmente mezclas hidrolicas). Laanidad de la mezcla interfacial depende de lahidrolicidad de los asfaltenos y los desemulsio-nantes y sus porciones en la interfase [ 43].
6. Conclusiones.
En el estudio de las emulsiones agua en crudo,es importante conocer la estructura y propiedadesde los componentes del crudo, Las resinas yasfaltenos act uan como agentes emulsionantesnaturales, tienen una atracci on mutua lo queresulta en la formaci on de una membrana el asticaalrededor de las gotas.
Los fenomenos interfaciales controlan las pro-piedades de las emulsiones. Se ha encontradoque las propiedades reol ogicas tienen una fuertedependencia entre la naturaleza la concentraci onde crudo, asfaltenos y la concentraci on de resina,y la relacion resina-asfaltenos. En la ultima d ecadalas investigaciones han revelado la importanciaconcerniente a la cin etica de formaci on de lapelıcula, la viscosidad y elasticidad de la capaadsorbida, la adsorci on de las moleculas sur-factantes en la interfase, etc., que ha permitido
hacer una aproximaci´on del comportamiento de lasmoleculas (arreglos) en la interfase.
Agradecimientos.
Los autores agradecen el nanciamiento delCDCH de la Universidad de Carabobo, proyecto,CDCH 2010. JCP agradece a la Universidad deAlberta y al FONACIT por el nanciamientode la estancia como profesor visitante en elDepartamento de Ingenier ıa Quımica y Materiales.
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