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Operaciones Unitarias

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El laboratorio de operaciones unitarias es una sección del laboratorio A , adscrita a su vez en la Unidad de Laboratorios de la USB.

La sección de operaciones unitarias es muy versátil, ya que dispone de infraestructura de apoyo para docencia, investigación y desarrollo. Presta servicio de apoyo docente en las áreas de Ingeniería Química y de Materiales, dando ayuda a los Miniproyectos y Proyectos de grado para pretgrado y Trabajos de Grado para postgrado en las áreas mencionadas, haciendo énfasis en Procesos de Separación, Reactores Químico y estudios fluidodinámicos en sistemas Multifásicos. Además cuenta con uan dotación de equipo que permite ofrecer sus servicios para ensayossegún normas internacionales (ASTM) y nacionales (COVENIN). 

Personal

prof. María Gabriela Gomez                                 T.S.U. Vincent Monagas

mggomez@usb.ve                                               vmonagas@usb.ve

Jefe de Sección                                                Técnico de Sección

 

Líneas de Investigación 

 

Dentro de las instalaciones del laboratorio se llevan a cabo dos proyectos de investigación pertenecientes a Agenda Petróleo

Flujo Multifásico: proyecto llevado a cabo por la Prof. Dosinda González y su grupo de Investigación .

Flujo No-Newtoniano a través de campo de flujo complejo, cuyo coordinador es el Prof. Alejandro Müller, departamento de Ciencias de los Materiales trabajamos ademas Prof. Nelson Ramírez y mi persona del Departamento de Termodinámica.

El agotamiento de las reservas naturales de petróleo crudo  en yacimientos subterráneos ha obligado a que se utilicen métodos de recuperación mejorada para aumentar la eficiencia de la producción.

Entre los métodos de recuperación mejorada, posee gran importancia la inundación del yacimiento con agua, cuya eficiencia se ve notablemente incrementada con el uso de aditivos como polímeros solubles o surfactantes.

        El objetivo de cualquier proceso de recuperación mejorada es crear un frente estable de desplazamiento agua- petróleo  . Una forma de lograr este objetivo es mediante el incremento de la viscosidad aparente del agua desplazante por la adición de polímeros d alto peso molecular.

A pesar de que los métodos mencionados han sido empleados con éxito a nivel comercial su aplicación se ha basado en conocimientos fundamentalmente empíricos que n muchos casos solo pueden ser confirmados mediante información de campo.
 
En este proyecto se estudia el flujo multifásico no-newtoniano a base de polímeros a través de campos de flujo de diversa complejidad que simulan de manera idealizada diversas aplicaciones de la explotación de crudo. Para ello se emplean varios niveles de estudio.

1. Flujo a través de chorros opuestos.     

   Constituye el caso más ideal que se estudia en este proyecto, ya que se trata de un flujo elongacional ideal,(extensión uniaxial). Se estudia el flujo de soluciones poliméricas complejas constituidas por mezclas de polímeros o polímero/surfactante. La idea detrás de estos experimentos es diseñar nuevos materiales de potencial uso en la recuperación mejorada de crudos. El estudio de dichas soluciones en condiciones de flujo elongacional ideal permite su caracterización y explicación de los mecanismos moleculares por medio de los cuales se origina la viscosificacion por extensión.

El tren óptico instalado se presenta en la figura.  El equipo de chorros opuestos que posee la USB opera de manera automatizada. El equipo es capaz de realizar ensayos  a tasa de deformación y esfuerzo controlados, contando con un sistema de adquisición de datos que permite realizar mediciones simultáneas de caída de presión y caudal / tasa de deformación. Gracias a la automatización pueden obtenerse una cantidad mayor de puntos experimentales con una cantidad de solución mucho menor. 2. El montaje muestra de derecha a izquierda el láser He-Ne utilizado como iluminante, el polarizador, el plato, la celda que contiene los chorros opuestos (esquematizada en la figura 1), el analizador y el microscopio utilizado para la visualización del retardo óptico. Por medio de este montaje se pueden realizar medidas de birrefrigencia, lo cual se traduce en la determinación del grado de orientación o anisotropía óptica que pueda generarse a través del campo de flujo de extensión uniaxial entre los capilares

2. Flujo a través de de medios porosos no consolidados.

 El objetivo de estas pruebas es evaluar el comportamiento de las soluciones diseñadas en la fase anterior cuando fluyen a través de un campo de flujo más complejo como los medios porosos no consolidados. Se estudia la eficiencia del mezclado de polímeros y surfactantes los procesos de viscosificación por extensión, Una mejora en la viscosificación por extensión podría mejorar el desplazamiento de crudos. No se tiene conocimiento del uso de mezclas de polímeros  en recuperación mejorada por lo que este trabajo representaría un aporte n este sentido.

3. Flujo Multifásico en tuberías verticales con soluciones poliméricas.

        El objetivo de esta parte del trabajo es desarrollar un estudio experimental  de flujos de lodos de perforación en un modelo piloto de pozo de perforación. Por el sistema de tuberías concéntricas se hace fluir una solución sólido- solución polimétrica hacia abajo por el centro y hacia arriba por el espacio anula, simulando de esta manera el flujo de un pozo de perforación. Se estudia la capacidad del fluida para suspender los sólidos, así como caídas de presión y capacidad de transporte de sólido. 

 

Servicios de Laboratorio 

Docencia:

 

La actividad docente es el pilar fundamental del laboratorio. En el se dicta la asignatura ”Laboratorio de Ingeniería Química”. Esta asignatura es solo para estudiantes de ingeniería química, está ubicada en el trimestre 12  y tiene 2 créditos.  Atiende aproximadamente 100 estudiantes al año. Para ello el laboratorio cuenta con equipos docentes, donde se llevan a cabo practicas con la finalidad de, a nivel experimental, estudiar los procesos de separación vistos en las asignaturas procesos de separación I y II.

En el laboratorio, se cuenta con equipos para estudiar los procesos de destilación (bach y continua), secado, tanque agitado, filtración, absorción, evaporación, extracción liquido-liquido, extracción sólido/liquido, saponificación.

Imagen: Filtro Prensa

 Las prácticas se llevan a cabo en grupos de tres personas y se realizan prácticas  que llamamos fijas,  donde semanalmente se rotan los estudiantes y practicas especiales donde cada grupo se le asigna un equipo a estudiar.

Además, prestamos apoyo a otros estudiantes, tanto de Ingeniería química como de otras carreras en la realización de mini proyectos y tesis de grados. Actualmente se encuentran trabajando en el laboratorio 6 estudiantes en mini proyecto, dos en tesis de pre-grado, dos en tesis de postgrado y uno en tesis doctoral.

Imagen: Estudiantes trabajando en un tanque Agitado. 

Extensión:

 Las actividades de extensión comprenden todas aquellas actividades que se llevan acabo dentro del laboratorio y que no están dirigidas al área docente, es decir, la ejecución de servicios que presta el laboratorio a la industria, a través de Funindes.

Contamos con un área donde se encuentran los equipos para la equipos para análisis fisco-química, entre ellos:   Viscosímetros, picnómetros, medidores de tensión superficial, cromatógrafo de gases.

 

Ubicación

Edificio de Mecánica de los Fluídos de la USB. Valle de Sartenejas, Municipio Baruta.