Un grupo de investigadores de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, coordinado por Jesús Gracía Fadrique, desarrolló dos moléculas que permiten limpiar de impurezas al petróleo y que se aplicarán en la industria de extracción de petróleo en México. Así, la universidad continúa aportando tecnología y conocimiento para mejorar el proceso de refinación.
Estas moléculas, conocidas en el mundo de la física como tensoactivos, tienen una función específica: eliminar las microgotas de agua y los electrolitos dispersos en el llamado oro negro.
“El crudo no puede llegar a una refinería tal y como sale de las entrañas de la tierra, porque las microgotas de agua y los electrolitos ocasionarían corrosión y contaminación de los catalizadores durante el proceso de destilación. Entonces, antes de refinarlo para obtener gasolinas y sus derivados es indispensable remover esos materiales”, explicó Gracia Fadrique.
En el petróleo se encuentran unos compuestos de alto peso molecular conocidos como asfaltenos, cuya finalidad es estabilizar dichas microgotas. Estos residuos de la destilación se destinan a la producción de asfaltos para caminos y puentes, dijo.
La investigación que hizo posible el desarrollo de estas moléculas ganó el primer lugar del Programa para el Fomento al Patentamiento y la Innovación (PROFOPI) 2018 de la UNAM.
Alta eficiencia
Las moléculas desarrolladas en la FQ desplazan a las moléculas naturales del petróleo y permiten reunir las microgotas de agua para su posterior separación. Al apartar el agua se rompe la emulsión y el hidrocarburo queda exento de aquel líquido y de sales solubles.
Algunos estándares internacionales admiten la presencia de pequeñas cantidades de agua, pues ésta no se puede remover por completo; con todo, su remoción asegura la calidad del hidrocarburo.
“Nuestras moléculas pueden competir con otros productos similares que ya se encuentran en el mercado internacional. Con este desarrollo tecnológico hemos logrado una alta eficiencia en cuanto al acondicionamiento del petróleo”, comentó el universitario.
En los yacimientos vecinos a mantos acuíferos abundan arcillas, sales y otros materiales. Entonces, al entrar en contacto con el petróleo, el agua se emulsifica, es decir, forma pequeñas gotas dentro de él, con lo que es capaz de incorporar electrolitos (de cloruro de sodio o magnesio). “Esta agua puede tener hasta 50 o 100 veces más electrolitos que la marina, por lo que se debe eliminar”, detalló.
Además, “al momento de bombear el crudo y transportarlo a través del sistema de tuberías se incorpora agua, más electrolitos, y se incrementa el agua dispersada”.
Antes de que el petróleo llegue a una refinería se le aplican las dos moléculas desarrolladas por los universitarios, en mezclas apropiadas de disolvente para hacerlo más eficiente; en esta etapa del proceso se recurre a otros equipos, como precipitadores electrostáticos, que utilizan altos voltajes e intensidades de corriente para aumentar la capacidad de coalescencia (posibilidad de que dos o más materiales se unan en un único cuerpo).
“La aplicación de las moléculas tiene que hacerse antes de que sea refinado. Es una condición que no se puede saltar nadie”, advirtió Gracia Fadrique.
Tres departamentos de la Facultad de Química participaron en la investigación que arrojó como resultado el desarrollo de estas dos moléculas: el de Fisicoquímica, coordinado por Gracia Fadrique; el de Química Orgánica, por José Alfredo Vázquez; y el de Ingeniería Química, por Fernando Barragán. La parte de la simulación fue encabezada por Marco Aurelio Ramírez Argáez.
Los investigadores ya solicitaron una patente para este desarrollo tecnológico ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial.
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