Doctorado en Ingeniería Química

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Browsing Doctorado en Ingeniería Química by browse.metadata.evaluator "Ariza León, Emiliano"

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    Effect of the Incorporation of Silica Nanoparticles on the Stability and Rheological Behavior of Xanthan Gum Formulations for Use in Enhanced Oil Recovery
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-12-07) Buitrago Rincón, Dayan Lizeth; Pedraza Avella, Julio Andrés; Mercado Ojeda, Ronald Alfonso; Lemaitre, Cécile; Sadtler, Véronique; Marchal, Philippe; Castellani, Romain; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Hoyos Palacio, Lina Marcela; López Contreras, Yuly Fernanda; Ariza León, Emiliano
    Con el aumento de la demanda global de energía y los desafíos que enfrenta la producción convencional de petróleo, la búsqueda de métodos efectivos de Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR, por sus siglas en inglés) se intensifica. Este estudio explora el potencial de las nanopartículas de sílice hidrofílicas (Np-SiO2) para mejorar la viscosidad y la estabilidad reológica de soluciones de Goma de Xantana (XG), presentando una alternativa prometedora para aplicaciones en EOR. La investigación está diseñada para explorar la influencia de las Np-SiO2 en las soluciones de XG, centrándose en tres aspectos clave: el impacto en la viscosidad, el comportamiento reológico bajo tensiones externas y fuerzas iónicas (Na+ y Cl-), y la caracterización fisicoquímica de XG y las nanopartículas de sílice. La metodología abarca un análisis detallado de las propiedades y la naturaleza tanto de XG como de las Np-SiO2, el establecimiento de un proceso estandarizado para la formulación de nanofluidos, y la evaluación de la estabilidad y macroestructura de los nanofluidos mediante viscosimetría capilar, medidas de potencial Z y microscopía confocal. El estudio también monitorizará la evolución de la viscosidad con el tiempo. Además, se llevarán a cabo pruebas de coreflooding para comparar nanofluidos de XG con soluciones de poliacrilamida hidrolizada (HPAM), centrándose en las interacciones roca-fluido y la tensión interfacial. A través de este enfoque integral, la investigación tiene como objetivo proporcionar conocimientos valiosos sobre las posibles aplicaciones de las Np-SiO2 para mejorar el rendimiento y la estabilidad de las soluciones de XG, especialmente en el contexto de procesos de EOR.
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    Evaluación de la influencia de partículas en suspensión en el comportamiento de derrames de crudo en agua dulce
    (Universidad Industrial de Santander, 2025-06-06) Ibarra Mojica, Diana Marcela; Kafarov, Viatcheslav Victorovich; Mejía Ospino, Enrique; Carelli Fontes, Roberto Fioravanti; Castillo Monroy, Édgar Fernando; Ariza León, Emiliano; Mercado Ojeda, Ronald; Chaves Guerrero, Arlex
    Los derrames de hidrocarburos en agua son un problema ambiental, social y económico de alcance mundial. Aunque los cuerpos de agua dulce también se ven afectados, han sido menos estudiados que los ambientes marinos. Comprender su comportamiento es clave para mitigar sus impactos, y para ello se usan modelos predictivos. Sin embargo, la influencia de los sedimentos suele excluirse por falta de datos para su validación. Este trabajo evaluó, a escala de laboratorio, el efecto de los sedimentos en la distribución de la masa y las especies de hidrocarburos tras un derrame en agua dulce, utilizando crudo liviano y pesado. Se realizaron ensayos con diferentes tiempos de mezcla y tamaños de partícula, midiendo el crudo flotante, disperso y sedimentado mediante espectroscopía UV-Vis. Además, se caracterizó la composición química mediante FTIR, PCA y FT-ICR-MS, con el fin de identificar diferencias en la columna de agua. A partir de los resultados, se desarrollaron ecuaciones de balance de masa que integran el efecto de los sedimentos en modelos predictivos. Los resultados evidencian que la presencia de sedimentos modifica significativamente la distribución y composición del crudo, dependiendo del tipo de petróleo, el tamaño de las partículas y el tiempo de mezcla. La metodología experimental utilizada, si bien simplificada, permite realizar un balance generalizado del sistema y aporta herramientas útiles para acelerar la validación e incorporación del efecto de los sedimentos en modelos predictivos aplicables a derrames en agua dulce.
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    Modelamiento numérico para predecir el comportamiento del fluido de perforación base agua en rocas productoras y no productoras. Aplicación a un campo colombiano
    (Universidad Industrial de Santander, 2025-05-14) Vargas Silva, Diego Armando; Calderón Carrillo, Zuly; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Mateus Tarazona, Darwin Clemente; Rubio Rubio, Nelly; Ariza León, Emiliano; Sanabria, José David; Quintero Peña, Yair Andrés; Chaves Guerrero, Arlex
    Durante la perforación de pozos, ya sea con fines de explotación de hidrocarburos o de energía geotérmica, se presentan tiempos no productivos. Una de las principales causas son las pérdidas de fluido de perforación a través de fracturas naturales, el filtrado de fluido en formaciones permeables, transferencia de masa por advección, dispersión y crecimiento de la torta de fluido por depositación de partículas, lo que genera costos significativos a la industria, estimados en cientos de millones de dólares anuales. El objetivo de esta investigación es predecir el comportamiento de los fluidos de perforación base agua en roca productora y no productora y su relación con las pérdidas de fluido a través de fracturas y filtrado en zonas permeables, para un campo colombiano, mediante modelamiento numérico. Este modelo permite determinar diversos factores como los cambios en la concentración y velocidad de filtrado, velocidad de fluido a través de las fracturas naturales, reducción de permeabilidad y crecimiento de la torta de fluido. Además, proporciona una visión detallada del comportamiento del fluido de perforación según las propiedades petrofísicas, reológicas y operaciones. La investigación permitió plantear diferentes escenarios de pérdidas de fluido de perforación, lo que favorecerá el desarrollo e implementación de formulaciones de fluido más eficientes, disminuyendo así los problemas en campo