Ingeniería de Petróleos

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Desarrollo de un modelo multivariado predictivo de propiedades fisicoquímicas de crudos mejorados en procesos térmicos de recobro usando espectroscopia infrarroja FTIR-ATR y Quimiometría
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-24) Coneo Vergara, José Miguel; Carvajal Antolinez, Marcos Felipe; León Bermúdez, Adan Yovani; Sanabria Becerra, Julian Ernesto; Gonzales Silva, German; Molina Velasco, Daniel Ricardo
El presente estudio se centra en la estimación de la viscosidad en rangos inferiores y superiores a 1000 cP a temperaturas de 30 °C, 45 °C y 60 °C, el contenido de asfaltenos, así como parámetros de densidad y gravedad API en 65 crudos mejorados, empleando espectros obtenidos por FTIR ATR mediante el uso del equipo Nicolet Summit X. Los modelos generados presentaron valores de R² de calibración superiores a 0,98 y R² de validación mayores a 0,94. Los errores cuadráticos medios por sus siglas RMSE se mantuvieron bajos en relación con los rangos experimentales, evidenciando una alta capacidad predictiva. Para el caso de la viscosidad, se observó un mejor ajuste en muestras menores a 1000 cP, mientras que en rangos más elevados se mantuvo una correlación adecuada pese a una ligera dispersión. Los modelos de asfaltenos mostraron sensibilidad a las regiones espectrales asociadas a enlaces aromáticos, mientras que los de densidad y API reflejaron una estrecha relación con la absorción en zonas características de las cadenas hidrocarbonadas. Finalmente, la aplicación de PLS a partir de datos espectroscópicos constituye una estrategia eficaz y no destructiva para la estimación de la viscosidad en hidrocarburos. Los resultados obtenidos respaldan la viabilidad de implementar este enfoque en laboratorios y entornos industriales, optimizando el control de procesos y reduciendo tiempos de análisis en comparación con los métodos tradicionales.
DISEÑO OPERATIVO CON ENFOQUE EN SEGURIDAD DE PROCESOS Y EFICIENCIA AMBIENTAL PARA UN PILOTO DE INYECCION CICLICA DE VAPOR OPTIMIZADO MEDIANTE NANO PARTICULAS
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-18) NAYIVE ROMERO; Hugo Alejandro Garcia Duarte; EMILIANO ARIZA LEON; FERNANDO ENRIQUE CALVETE GONZALEZ
Esta tesis presenta el diseño de un manual de operaciones y eficiencia ambiental para un piloto de inyección cíclica de vapor (ICV) optimizado mediante nanopartículas funcionalizadas, como estrategia innovadora de recobro térmico para crudos pesados. El trabajo parte de la necesidad de mejorar la eficiencia del proceso ICV tradicional, mitigando pérdidas térmicas y optimizando la interacción fluido-roca mediante el uso de nanofluidos formulados con nafta, cosolvente y surfactante. La metodología integra criterios de selección técnica del pozo, compatibilidad de fluidos, simulación numérica y lineamientos de seguridad de procesos basados en análisis de riesgo HAZOP y What If, documentados para cada etapa crítica del piloto (preparación, inyección química, inyección térmica, remojo y producción). Los procedimientos fueron desarrollados a partir de información operativa suministrada por la empresa ejecutora y verificada mediante pruebas experimentales y modelado de yacimiento. Como resultado, se consolida un Procedimiento Operativo Estandarizado (POE) robusto que busca minimizar desviaciones operativas, asegurar la integridad del pozo y reducir impactos ambientales. El manual propuesto no solo sirve como guía técnica para la ejecución del piloto, sino que representa una herramienta replicable y adaptable a futuros desarrollos de EOR térmico con nanopartículas.
ANÁLISIS DE LA CADENA PRODUCTIVA PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA NUCLEAR Y SU COMPARACIÓN CON EL POTENCIAL ENERGÉTICO DE LOS HIDROCARBUROS
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-23) Agudelo Arroyabe, Ivan Andres; Celis Sanchez, Juan Jose; Vargas Silva, Diego Armando; Ariza Leon, Emiliano; Leon Bermudes, Adan Yovani
Esta tesis compara la cadena productiva de la energía nuclear y la contrasta con el potencial energético de los hidrocarburos, considerando variables como reservas, producción, demanda, costo, impacto ambiental y tecnologías que se requieren en cada energía. Así mismo se evaluó la influencia de variables como sostenibilidad energética, cambio climático, eficiencia energética y el impacto socioeconómico en el mundo. La energía nuclear genera entre 6 y 10 gCO2 eq/kWh, mientras que los hidrocarburos (petróleo y gas natural) producen 390 y 700 gCO2 eq/kWh; esto representa una reducción de más del 95% en emisiones al sustituir hidrocarburos por energía nuclear. No obstante, enfrenta desafíos asociados a la gestión de residuos radiactivos, los residuos nucleares equivalen a menos de 0.01 m3/MWh, aunque de alta peligrosidad, los hidrocarburos generan residuos sólidos, líquidos y gaseosos con volúmenes hasta 1000 veces mayores, especialmente lodos, CO2, NOx y SOx. En el caso de Colombia, el análisis muestra que, aunque los hidrocarburos seguirán desempeñando un papel protagónico en el corto y mediano plazo especialmente el gas natural como combustible de transición, la disminución de reservas y la necesidad de cumplir compromisos climáticos hacen necesaria la diversificación de la matriz energética del país. La energía nuclear constituye una opción viable con una vida útil promedio de 60 años, frente a 25-30 años en plantas con combustible de hidrocarburos. Se puede concluir que con un modelo energético mixto en el que ambas fuentes de energía coexistan y así se representar un camino más realista para la transición energética en Colombia.
Viabilidad Técnica y Financiera de Operaciones de Reacondicionamiento Propuestas para la Arena N del Campo Platanillo
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-13) Herrera Peña, Maria Andrea; Calvete González, Fernando Enrique, Ortega, Ignacio Gabriel; JAIMES GARCIA, DIANA CAROLINA, LEON BERMUDEZ, ADAN YOVANI
El Campo Platanillo, operado por GeoPark, busca estrategias para maximizar la extracción de petróleo y aumentar las reservas, activos clave para su sostenibilidad. Una de las principales alternativas es realizar workovers (reacondicionamiento de pozos), que pueden incrementar la producción y, en algunos casos, generar nuevas reservas. En este campo, las formaciones más relevantes son las arenas U y T; sin embargo, la Arena N muestra un potencial significativo de hidrocarburos que podría aprovecharse. Teniendo en cuenta este contexto, se propusieron reacondicionamientos en la Arena N del Campo Platanillo. El análisis técnico determinó que los pozos Platanillo-4, Platanillo-5, Platanillo-9 y Platanillo-18 presentan condiciones favorables de productividad, con caudales iniciales estimados entre 130 y 250 BOPD. Desde el punto de vista financiero, los resultados mostraron valores de VPN positivos entre 0,5 y 1,3 millones USD, tasas internas de retorno (TIR) superiores al 35 % y periodos de recuperación (payback) menores a dos años, lo que confirma la rentabilidad de las operaciones. En conclusión, los workovers propuestos en la Arena N son técnica y económicamente viables, representando una oportunidad para incrementar la producción y prolongar la vida útil del Campo Platanillo, fortaleciendo la posición de GeoPark como operador eficiente y sostenible en la región del Putumayo.
SIMULACIÓN DE PROCESOS DE UNA PLANTA DE REFRIGERACIÓN DE GAS NATURAL CON PROPANO PARA EL CONTROL DE PUNTO DE ROCÍO DE HIDROCARBUROS
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-23) Sierra Leal, Laura Juliana; Fonseca Ramírez, Víctor Manuel; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Santos Santos, Nicolas; Gonzalez Silva, German
El gas natural debe cumplir con ciertos parámetros de calidad para poder ser transportado y comercializado, y uno de los más importantes es el punto de rocío de hidrocarburos. En este trabajo se evaluó el desempeño de una planta de refrigeración con propano mediante la construcción de un modelo de simulación en estado estable, desarrollado en Aspen HYSYS, con el fin de analizar cómo diferentes configuraciones de ciclo influyen en la eficiencia global del sistema. Se compararon dos esquemas principales: el ciclo simple de expansión directa y el ciclo con economizador, incorporando un tanque flash como estrategia de optimización. El modelo se construyó a partir de balances de masa y energía, definiendo condiciones representativas de operación industrial, y posteriormente se validó con datos reportados en la literatura. Los resultados mostraron que la incorporación del economizador reduce el consumo de energía y mejora la eficiencia térmica del proceso, consolidándose como una alternativa más confiable y eficiente que el ciclo simple para el control del punto de rocío de hidrocarburos. En conjunto, este estudio evidencia la utilidad de la simulación de procesos como herramienta para analizar y proponer mejoras en sistemas de refrigeración con propano en la industria del gas natural.
Flujo de trabajo para diseñar la ventana de estabilidad durante la perforación de pozos, estimando presiones óptimas de inyección de CO2
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-18) Peñaranda González, Stefany Gabriela; Vargas Silva, Diego Armando; Calderón Carrillo, Zuly Himelda; Calvete González, Fernando Enrique; Carreño Velasco, Wilson Raul
La inyección de CO2 en el subsuelo se ha convertido en una alternativa para disminuir los gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera, para la aplicación de esta tecnología se hace importante conocer las presiones de poro para tener un óptimo desempeño en la operación sin causar fugas o posibles fracturas. De esta forma, en esta investigación se presenta un flujo de trabajo para el cálculo de las presiones máximas y mínimas que soporta una formación de un caso de estudio para generar la ventana de estabilidad, esto se realiza partiendo de una búsqueda investigativa la cual incluye las correlaciones para dichos cálculos y las propiedades de la roca en pozos con fines de inyección de CO2, se estiman las propiedades petrofísicas y geomecánicas de la formación del caso de estudio, se determina la ventana de estabilidad y se define el comportamiento del CO2 bajo diferentes condiciones de presión y temperatura. Con este trabajo se obtiene un flujo de trabajo para la determinación de la ventana de estabilidad de un pozo con fines de inyección de CO2 mediante el uso de Excel para realizar los cálculos, dicho libro de Excel quedará a disposición de la Escuela para futuras investigaciones o mejoras.
Desarrollo de aplicativo móvil para la resolución de escenarios de fenómenos de transporte de hidrocarburos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Carreño Porras, Julián Andrés; Carreño Velasco, Wilson Raul; Gonzalez Silva, German; Leon Bermudez, Adan Yovani
Este proyecto desarrolló una aplicación móvil para calcular pérdidas de carga en tuberías de transporte de hidrocarburos, integrando modelos matemáticos validados (Zigrang-Sylvester, Colebrook-White) y tecnologías modernas (Kotlin, Android Studio). La herramienta demostró precisión (±1% error) en flujos turbulentos (Re ≥ 4000), con tiempos de cálculo <0,5 ms y consumo de memoria <15 MB. La validación contra FLPac®,LFlow®, FLUIDFLOW® y normas API/ASME mostró un MAPE de 0,73%, confirmando su aplicabilidad en diseño de redes. Los resultados mostraron que en las limitaciones se incluyen la exclusión de fluidos no newtonianos y transición (*2000 < Re < 4000*). Recomendaciones: integrar modelos reológicos, correcciones por temperatura (μ = f(T)) y IoT para monitoreo en tiempo real.
Estado del arte sobre las diversas tecnologías para el almacenamiento y utilización de dióxido de carbono (CO2) en el marco de la sostenibilidad ambiental.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Quintero Alvarez Jaider David; Argumedo Palis Maria Paulina; Santos Santos Nicolas; Herrera Otero Edwar Hernando; Gambus Ordaz Maika Kareb
La presente tesis realiza una evaluación conceptual integrada de las tecnologías actuales para el almacenamiento y utilización del dióxido de carbono (CO₂), enmarcadas en la sostenibilidad ambiental. A partir del contexto del cambio climático, se analizan los principales métodos para mitigar las emisiones de CO₂, abordando tanto la captura como el almacenamiento geológico, oceánico y en yacimientos agotados, así como su transformación mediante carbonatación mineral. Se identifican los criterios técnicos, geomecánicas y ambientales para seleccionar sitios de almacenamiento seguros, destacando riesgos como fugas, acidificación oceánica y alteración de acuíferos. Igualmente, se estudian tecnologías emergentes que permiten el uso del CO₂ como insumo para procesos industriales, incluyendo la producción de metanol, urea y policarbonatos, con enfoques basados en economía circular y sostenibilidad. El trabajo también incluye un análisis comparativo de políticas públicas entre países desarrollados y Colombia, proponiendo lineamientos para fortalecer la regulación nacional. Se reconoce que, si bien existen retos técnicos, económicos y sociales, el aprovechamiento del CO₂ ofrece oportunidades significativas en sectores como el energético y el industrial, contribuyendo al cumplimiento de metas climáticas. La tesis concluye que una implementación estratégica de estas tecnologías, acompañada de políticas claras, educación ambiental y desarrollo tecnológico, puede posicionar al CO₂ no como residuo, sino como recurso útil para un desarrollo bajo en carbono.
Análisis de ciclo de vida comparativo entre los diferentes métodos de producción de hidrógeno: Implicaciones para la sostenibilidad energética.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-12) Niño Florez, Nicolas; Gómez Delgado, Jimena Lizeth; Ariza León, Emiliano; Vanegas Angarita, Oscar
Este trabajo de grado aborda el reto global del aumento en la demanda de energía y la necesidad de eliminar el carbono de los sistemas para combatir contra el cambio climático, considerando al hidrógeno como un elemento energético fundamental para una economía con bajo contenido de carbono. El propósito fundamental es llevar a cabo un análisis comparativo del ciclo de vida de los diversos procesos de producción de hidrógeno (proveniente de fuentes renovables y no renovables) y sus repercusiones para la sostenibilidad energética, considerando tanto las dimensiones económicas como las ambientales. La metodología utilizada fue una investigación cualitativa, descriptiva y comparativa, fundamentada en un análisis sistemático de la bibliografía científica, utilizando bases de datos como ScienceDirect y Google Scholar. La tesis categoriza al hidrógeno según su color (verde, rosa, blanco, azul, turquesa, amarillo, gris, marrón y negro), lo que indica su origen y el grado de emisiones de 𝐶𝑂2. Los resultados más importantes muestran que, aunque la demanda mundial de hidrógeno está en aumento, la producción actual se basa mayormente en combustibles fósiles (hidrógeno gris y negro), los cuales son muy contaminantes pero competitivos desde el punto de vista económico. Por otro lado, los métodos de producción de hidrógeno limpio (verde, rosa o turquesa), a pesar de tener emisiones mucho más bajas, tienen costos más altos y una menor madurez tecnológica. Aunque la implementación efectiva aún es lenta, se destaca el aumento de las inversiones en proyectos de hidrógeno limpio. El estudio hace énfasis en la necesidad de superar las barreras económicas y tecnológicas para que el hidrógeno llegue a ser un elemento esencial en un futuro energético sustentable.
Evaluación experimental de la rigidez y estabilidad en geles formados con agentes entrecruzadores compuestos para procesos de control de agua.
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-07) Parra Rolong, Luis Fernando; Villamizar Antolinez, Juan José; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Sandoval Martinez, Maria Isabel; Salgado Carabli, Valeria; Leon Bermudez, Adán Yovani; Gonzales Silvia, German
La producción excesiva de agua en pozos petroleros representa un problema técnico y económico que afecta la eficiencia de los procesos de producción y compromete la sostenibilidad de las operaciones. En este contexto, los geles poliméricos se han consolidado como una alternativa eficaz dentro de los métodos químicos de control de agua, debido a su capacidad para formar redes tridimensionales que reducen selectivamente la permeabilidad al agua sin obstaculizar de manera significativa el flujo de hidrocarburos. Ahora, el gel polimérico convencional, que normalmente se formula con un único agente entrecruzador, presenta una estabilidad térmica insuficiente según autores, por tanto, la implementación de entrecruzadores compuestos en el sistema gelificante confiere mayor estabilidad térmica y estructural, este tipo de entrecruzamiento es permitido por la poliacrilamida al contener moléculas pertenecientes al grupo de carboxilo y amida. Durante esta investigación se prepararon diferentes formulaciones bajo condiciones controladas de laboratorio y se sometieron a pruebas de botella, reología, compatibilidad y estabilidad. Los resultados más sobresalientes demostraron ser las formulaciones con 2000 y 4000 ppm de polímero, alcanzando tiempos de gelificación superiores a 8 horas y códigos finales mayores o iguales a “F”, lo que garantiza un equilibrio entre tiempos de gelificación e integridad estructural. En particular, la formulación 4000 ppm, 80:1, 6000 ppm presentó el mejor comportamiento reológico, con módulo de almacenamiento G’ = 14.6 y módulo de pérdida G’’ = 2.8, evidenciando una red tridimensional sólida y estable dentro de la región lineal viscoelástica (RLV = 380 %). Adicionalmente, las pruebas de compatibilidad y estabilidad confirmaron que los sistemas no presentaron sinéresis ni separación de fases, manteniendo su rigidez y estabilidad térmica. En conclusión, los geles poliméricos con entrecruzadores compuestos representan una alternativa robusta y técnicamente viable para procesos de control de agua en yacimientos.
Estudio de prefactibilidad para plantear un estándar técnico que permita la determinación del contenido de agua por medio del método ASTM D4928 en el Laboratorio de Fluidos de la Escuela de Ingeniería de Petróleos UIS
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-11) solano Rivera, Leidy Rocio; Pineda Gómez, Cesar Augusto; Torres López, Mario; Arenas Rueda, Félix
El presente estudio de prefactibilidad está orientado a la implementación del método de prueba para determinar el contenido de agua en petróleos crudos mediante titulación coulométrica Karl Fischer ASTM D4928 en el laboratorio de fluidos, con el fin de dimensionar los diferentes recursos económicos, físicos y normativos necesarios para su posible desarrollo e integración al portafolio de servicios de la Escuela de Ingeniería de Petróleos de la Universidad Industrial de Santander. Se presentan las características más importantes del estándar ASTM D4928 y los requisitos establecidos para su implementación, junto a ello, se describen los demás métodos estandarizados que se usan en la industria petrolera para la determinación del contenido de agua. Se identifican los posibles competidores y clientes potenciales mediante un análisis de mercado, a partir de esto se establece un rango de precios viables para ofertar el servicio. Posteriormente se elabora un análisis técnico que permite seleccionar las opciones más adecuadas de equipos e insumos de acuerdo con las ofertadas recibidas de diferentes proveedores nacionales e internacionales. Acto seguido se realiza un análisis financiero enfocado en estimar los costos totales del proyecto y posibles utilidades, se plantean tres escenarios para el retorno de inversión mediante indicadores de evaluación financiera. Finalmente, se describen los requisitos necesarios para implementar un SGC con base en la norma NTC ISO/IEC 17025:2017 para pruebas de laboratorio, así como los aspectos clave para obtener la acreditación ante ONAC.
Propuesta de perforación de un pozo conceptual en el área geotérmica de Paipa mediante analogías con casos de estudios similares
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Quevedo Solano, Paula Andrea; Florez Figueroa, Nicolas Santiago; Ariza León, Emiliano; Muñoz Salinas, Libardo Armando; Carreño Velasco, Wilson Raúl; Vargas Silva, Diego Armando; Calvete Gonzales, Fernando Enrique
El área geotérmica de Paipa es uno de los prospectos más importantes para el desarrollo de energía geotérmica en Colombia, ya que presenta condiciones de alta entalpía, con manifestaciones hidrotermales de más de 150 °F. Según el Servicio Geológico Colombiano, se cuenta con un modelo conceptual que describe la temperatura esperada del reservorio, la secuencia sedimentaria, la fuente de calor, las isotermas y demás rasgos geológicos que respaldan su potencial. Con base en una revisión comparativa, se identificaron como campos análogos Menengai (Kenia) y Cerro Prieto (México), cuya experiencia operativa permite anticipar desafíos y soluciones técnicas aplicables en Paipa. A partir de ello, se plantea la perforación de un pozo exploratorio vertical, dividido en cuatro secciones (26”, 17 ½”, 12 ¼” y 8 ½”), con el diseño correspondiente de sarta, BHA, programa de brocas, fluidos de perforación, plan de revestimiento y tiempos preliminares de perforación. Los resultados muestran que Paipa cuenta con un potencial geotérmico viable, siempre que se implemente un plan de perforación cuidadosamente diseñado. Esto representa una oportunidad estratégica para diversificar la matriz energética del país y avanzar en la transición hacia fuentes renovables y sostenibles.
Estimación del Factor de Eficiencia de Captura de CO2 en un Acuífero Salino Conceptual mediante la Simulación Numérica
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Ascanio Cáceres, Yorly Yineth; Chaparro Méndez, Yenifer; Nicolas Santos Santos; Andrés Felipe Ortiz Meneses; Maika Karen Gambus Ordaz; Jimena Lizeth Gomez Delgado
Descripción: El almacenamiento geológico de dióxido de carbono (CO₂) en formaciones salinas profundas, se plantea como una alternativa clave para mitigar los efectos del cambio climático, mitigar su emisión a la atmósfera aprovechando las propiedades físicas y químicas del subsuelo para mantenerlo aislado por cientos de años. En este proyecto de grado, se desarrolló un modelo conceptual de un acuífero salino con el fin de estimar el factor de eficiencia de captura asociado a los distintos mecanismos de almacenamiento. Para ello, se implementaron simulaciones numéricas dinámicas en tres escenarios principales. Posteriormente, se realizó una simulación integrada en la cual se incorporaron de manera conjunta los mecanismos de entrampamiento estructural, residual, solubilidad y mineralización. Los resultados evidenciaron que, tras la inyección de 10,950,000 toneladas de CO₂ durante un periodo de 30 años y una simulación extendida a 200 años, el modelo conceptual logró capturar aproximadamente 2,170,990 de toneladas de CO₂ correspondientes a un factor de eficiencia global cercano al 20%. Este valor se encuentra dentro de los rangos reportados en la literatura internacional para acuíferos salinos con características similares, lo que valida la consistencia del modelo desarrollado. Asimismo, se identificó que el mecanismo estructural constituye el mecanismo predominante, complementado por la solubilidad en el agua de formación, la mineralización y el entrampamiento residual. En conclusión, los resultados de la simulación permiten comprender la dinámica del CO₂ en medios salinos profundos y constituyen una base técnica relevante para la evaluación de proyectos de captura y almacenamiento geológico de dióxido de carbono.
Síntesis de carbón activado a partir de cáscara de nuez de palma africana para la remoción de dodecilbencenosulfonato de sodio (SDBS) en aguas de producción de un campo de petróleo colombiano
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Morales Becerra, Sindy Carolina; Prada Velasquez, Andrea Carolina; León bermúdez, Adan Yovani; García Vergara, Sandra Judith; Castellanos Amador, Sergio Fernando; Santos Santos, Nicolas; Ariza León, Emiliano
En el presente trabajo se desarrolló una investigación orientada a la síntesis y caracterización de carbón activado a partir de cáscara de nuez de palma africana para la remoción del surfactante aniónico dodecilbencenosulfonato de sodio (SDBS) en aguas de producción del sector petrolero, abordando una problemática ambiental relevante en la industria de los hidrocarburos en Colombia. Se plantea el aprovechamiento de un residuo agroindustrial abundante como materia prima económica y sostenible para producir carbones activados con alta área superficial y estructura porosa, mediante procesos de impregnación con ácido fosfórico y pirólisis controlado, seguido de la caracterización textural del material mediante análisis BET Posteriormente, se evaluó la eficiencia de adsorción del material sintetizado en soluciones salinas contaminadas con SDBS, empleando espectroscopía UV-Vis y modelos de isotermas de adsorción (Langmuir, Freundlich y Temkin) para describir el comportamiento del sistema. Los resultados evidenciaron que las condiciones de activación a 400 °C, 60 minutos y una relación de impregnación de 1,8% permiten obtener carbones activados con mayor desarrollo textural y capacidad de adsorción. El ajuste experimental mostró que la isoterma de Langmuir presentó el mejor coeficiente de determinación (R² = 0,967), confirmando un proceso de adsorción en monocapa con sitios activos homogéneos. Estos hallazgos no solo confirman la viabilidad técnica del cuesco de palma africana como precursor para la producción de carbones activados de alto desempeño, sino que también lo posicionan como una alternativa eficaz y ambientalmente sostenible para la remoción de surfactantes aniónicos como el SDBS, favoreciendo procesos de reúso y mitigación de impactos ambientales.
Evaluación del Potencial uso del Agua Residual asociada a la Producción de Hidrocarburos en actividades de Riego en la Cuenca sedimentaria de los Llanos Orientales de Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-06) Joya Salazar, María Alejandra; Padilla Cortés, Juan Esteban; Sáchica Ávila, Jorge Andrés; León Bermudez, Adán Yovani; Daza Brochero, Kathy Margarita
El manejo del agua de producción asociada a la industria de los hidrocarburos representa un desafío ambiental y operativo, especialmente en regiones donde la relación agua petróleo supera el 90%. En Colombia, este recurso se ha gestionado principalmente mediante reinyección o vertimiento, prácticas que implican altos costos energéticos y restricciones ambientales. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar la viabilidad técnica, normativa y económica del reúso del agua de producción para riego agrícola en la cuenca de los Llanos Orientales de Colombia, considerando los parámetros regulatorios vigentes y los requerimientos del sector agrícola. Se realizó una revisión de experiencias nacionales e internacionales (Agrosavia–Ecopetrol en Apiay y Castilla, SAARA en el Meta y Chevron–San Ardo en California), así como un análisis del marco normativo y una evaluación económica basada en los indicadores Valor Presente Neto (VPN), Tasa Interna de Retorno (TIR) y Relación Beneficio–Costo (B/C). Los resultados evidencian que el reúso de agua de producción tratada es ambientalmente seguro, al no observarse acumulación significativa de metales pesados ni hidrocarburos en el suelo, y técnicamente viable para cultivos como palma de aceite, caña de azúcar, pasto elefante y especies forestales. Desde el punto de vista económico, los proyectos analizados presentan una TIR superior al 12% y una relación B/C mayor a 1, lo que confirma su rentabilidad. En conclusión, el reúso agrícola de agua de producción se consolida como una alternativa sostenible para reducir el déficit hídrico, fortalecer la economía circular y articular el sector de los hidrocarburos con el agroindustrial en la región de los Llanos Orientales.
TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO VERDE POR MEDIO DE LIQUIDOS ORGÁNICOS TRANSPORTADORES DE HIDRÓGENO (LOHC)
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-06) Garzón Bayona, Maverick Sebastián; Marín Ruiz, María Camila; Cabarcas Simancas, Manuel Enrique; Leon Bermudez, Adan Yovani; Vanegas Angarita, Oscar
El hidrógeno verde se consolida como un pilar esencial en la transición hacia un modelo energético sostenible y libre de carbono. No obstante, su implementación enfrenta limitaciones derivadas de la baja densidad y alta inflamabilidad del gas, lo que dificulta su transporte y almacenamiento. Frente a ello, los Líquidos Orgánicos Portadores de Hidrógeno (LOHC) se presentan como una alternativa tecnológica viable al permitir manipular el hidrógeno de manera segura, estable y reutilizable. El estudio comparó los sistemas LOHC con las tecnologías de compresión y licuefacción tradicionales, analizando eficiencia, costos, infraestructura y viabilidad. Los LOHC mostraron eficiencias entre 69 % y 88 % según la recuperación térmica, superiores a las de los métodos convencionales que presentan mayores pérdidas energéticas. Además, el CAPEX para un sistema LOHC de 500 t/d es entre 25 % y 30 % menor que el de licuefacción criogénica, con menores riesgos operativos. Se determinó que la principal limitación de los LOHC reside en el costo de los catalizadores (Ru, Pd, Pt) y en la necesidad de optimizar los procesos de deshidrogenación para reducir el consumo térmico. No obstante, su capacidad de integrarse en la infraestructura actual de combustibles líquidos y su alta seguridad operacional los posicionan como una opción estratégica para el transporte de hidrógeno a mediana y larga distancia.
Determinación de la corrosividad de un agua de efluente procedente del desplazamiento de crudo con surfactante en contacto con acero API N-80Q
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-08) Higuera Sierra Oscar David; León Bermúdez Adan Yovani; Peña Ballesteros Darío Yesid; Garcia Navas Edison Odilio; Santos Santos Nicolas
La corrosión en la industria de hidrocarburos representa un desafío crítico debido al deterioro de los materiales, altos costos asociados a los diferentes procesos y riesgos operacionales. En este trabajo se evaluó la corrosividad de aguas de efluentes obtenidos en el desplazamiento de crudo con surfactante (SDBS) sobre acero API N-80Q, material ampliamente usado en tuberías de producción. Se construyó una celda electroquímica capaz de simular condiciones de superficie y yacimiento, en la cual se realizaron ensayos electroquímicos, polarización anódica y extrapolación de Tafel. Posteriormente, los cupones metálicos fueron analizados mediante SEM-EDS y DRX para identificar los mecanismos de daño. Los experimentos se realizaron bajo un diseño factorial 2^3, considerando tipo de agua (producción y sintética), temperatura (25°C y 65°C) y concentración de surfactante (0 y 1000 ppm). Los resultados electroquímicos demostraron mediante un análisis estadístico que la interacción entre la temperatura-tipo de agua y el efecto de la temperatura son las variables más significativas en la velocidad de corrosión. El análisis morfológico evidenció la formación de óxidos y picaduras asociadas a la presencia de cloruros, sulfatos y dureza reducida, lo que favorece la corrosión localizada. Los resultados destacan la necesidad de evaluar la interacción entre surfactantes, condiciones operativas y composición del efluente para anticipar el desempeño de los materiales. Además, la celda diseñada se presenta como una herramienta confiable para estudios en condiciones de yacimiento.
Predicción del comportamiento reológico de un gel polimérico basado en poliacrilamida parcialmente hidrolizada y entrecruzador orgánico en un medio poroso
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-06) Aguilar Rubial, Brayan Farid; SANDOVAL MARTINEZ, MARIA ISABEL; CEBALLOS PAYARES, JUAN DIEGO; QUINTERO ANTOLINEZ, SONIA ALEJANDRA; MERCADO OJEDA, RONALD ALFONSO; LEON BERMUDEZ, ADAN YOVANI
La inyección de geles poliméricos constituye uno de los métodos más efectivos para el control de la producción de agua en un yacimiento. Considerando la complejidad del medio poroso y la importancia del comportamiento reológico de estas soluciones, la presente investigación tuvo como objetivo evaluar la respuesta reológica de estos sistemas en el medio poroso. En primer lugar, a partir de una matriz experimental robusta se seleccionó la formulación gelificante con el comportamiento más favorable bajo las condiciones del campo de estudio. Esta formulación estuvo compuesta por polímeros de Poliacrilamida parcialmente hidrolizada (5000 ppm de alto peso molecular y 5000 ppm de bajo peso molecular), Polietilenimina como agente entrecruzador orgánico (relación 4:1 respecto al polímero) y Cloruro de Potasio como retardante (relación 1:1 respecto al polímero). Se obtuvo un tiempo de gelificación de 10 horas y un código F de rigidez en la escala de Sydanks después de 24 horas. Posteriormente, el comportamiento reológico de la formulación gelificante y su solución polimérica constituyente se evaluó mediante reología rotacional utilizando una geometría cono – plato, evidenciando en ambos casos un comportamiento reofluidizante. Finalmente, se llevaron a cabo pruebas de desplazamiento para evaluar la respuesta de las formulaciones en el medio poroso, donde se aplicó el modelo de Canella et al. (1988) para estimar la tasa de cizallamiento aparente en función de la reología de los fluidos, la tasa de inyección, las propiedades petrofísicas del medio y un factor de ajuste (C) que correlaciona los datos obtenidos en el reómetro con los del medio poroso. Los resultados obtenidos del factor C fueron para la solución polimérica 3.9 y el gel 0.3, lo que evidencian una diferencia en su comportamiento de flujo dentro del medio poroso. En la solución polimérica, un valor de C elevado, indica mayor facilidad de flujo, atribuida a la orientación de las cadenas en la dirección del flujo. Y en consecuencia una viscosidad estable (37.09 mPa*s). Por el contrario, la estructura del gel es más rígida y su capacidad de bloqueo, indican un valor de C inferior, refleja mayor resistencia de flujo, con incrementos de viscosidad hasta 128.9 mPa*s con el aumento de la tasa de cizallamiento.
Evaluación del comportamiento del vapor con nafta y catalizadores para el mejoramiento de un crudo pesado colombiano
(Universidad Industrial de Santander, 2025-09-03) Rubiano Cortés, William Leonardo; González Siza, Yireth Luis Daniel; León Bermúdez, Adán Yovani; Salas Chía, Luis Miguel; León Naranjo, Paola Andrea; Muñoz Navarro, Samuel Fernando; Sandoval Martínez, María Isabel
La aplicación de Acuatermólisis Catalítica con nafta como solvente para el mejoramiento de las propiedades y reducción de la viscosidad, no ha sido suficientemente investigada en el contexto del crudo pesado colombiano. Por lo tanto, en el presente trabajo se evaluó el comportamiento del vapor saturado con nafta y catalizadores para el mejoramiento de un crudo pesado colombiano, mediante pruebas de interacción fluido-fluido en condiciones estáticas en un reactor Batch a escala laboratorio. Se usaron dos catalizadores liposolubles: naftenato de hierro NFe (100 ppm de hierro) y naftenato de níquel NNi (100 ppm de níquel). Las condiciones de temperatura y presión (270 C, 450 psi) y el tiempo de reacción (48 horas) fueron seleccionadas según una revisión de estudios previos. Seguido a esto se caracterizó el crudo mediante pruebas de viscosidad, densidad, y Espectroscopía de infrarrojo FTIR (técnica analítica). Se encontró que la adición de nafta (3%) en las pruebas con vapor saturado, vapor saturado con naftenato de hierro y vapor saturado con naftenato de níquel logra reducciones de viscosidad alrededor de 49.3, 60.4 y 43.5 %. Estos resultados confirman que la combinación de vapor, nafta y catalizadores liposolubles con hierro son una alternativa viable para mejorar las propiedades fisicoquímicas del crudo. La variación de los valores de los parámetros moleculares promedio de aromaticidad, oxidación y sulfuración, obtenidos por espectroscopia de infrarrojo FTIR-ATR confirmaron que los crudos mejorados presentan variaciones en sus grupos funcionales, lo cual es posible indicar que los crudos mejorados presentan diferente composición química debido a las reacciones que conforman el proceso. Para comparar el cambio en las propiedades del crudo pesado se realizó un análisis estadístico de varianza ANOVA y se desarrollaron modelos multivariados por mínimos cuadrados parciales, PLS. Los parámetros estadísticos y el diagrama de Pareto lograron evidenciar que la nafta es la principal variable, seguida de la naturaleza del catalizador para mejorar las propiedades fisicoquímicas de los crudos obtenidos después de las pruebas de reacción. Así mismo, se determinó que existe interacción entre las variables nafta y catalizador. Los modelos por mínimos cuadrados parciales PLS mostraron coeficientes de correlación R2 superiores a 0.95, lo cual permite corroborar que en cada prueba se obtienen crudos con diferentes propiedades fisicoquímicas que están asociadas a la variante composición química.
Evaluación de las condiciones técnicas y socioambientales utilizadas en el abandono de pozos en algunos campos maduros del valle medio del magdalena santandereano
(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-28) Gualdron Centeno , Juan Camilo; Gonzalez Palacio , Andres Felipe; Vanegas Angarita , Oscar; Daza Brochero , Kathy Margarita; Diaz Consuegra , Harving
El cierre adecuado de los pozos petroleros abandonados en los últimos años ha cobrado una importancia totalmente fundamental para la sostenibilidad medioambiental y para la salud de las personas en el entorno socioambiental. Por lo que se evalúan las condiciones técnicas y socioambientales del abandono de pozos en el Valle Medio del Magdalena Santandereano, que se contrasta con la Resolución 40622 de 2023 del Ministerio de Minas y Energía de Colombia. En una inspección realizada por nuestro equipo donde se encontró que no se implementó de forma correcta la normatividad en algunos pozos, lo que generó los impactos ambientales y sociales en el entorno y la población, como la contaminación del suelo y el agua, y se concluye que es importante mejorar los procedimientos operativos y la vigilancia del cumplimiento para reducir los riesgos ambientales y la salud de los colectivos.

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