Estudio computacional de aditivos base glicerol como agentes viscosificantes para recobro mejorado

Abstract

Este trabajo presenta los resultados de un estudio basado en el método Green-Kubo de dinámica molecular, que examinó la viscosidad de sistemas agua-poliglicerol. Se exploraron variaciones en la cantidad de moléculas de poliglicerol, su estructura y grado de polimerización, utilizando polímeros lineales y ramificados, como los poligliceroles alpha-alfa y alpha-beta. Los hallazgos revelaron una relación directa entre la concentración de poliglicerol y la viscosidad de la solución, mostrando un aumento proporcional a medida que se incrementaba la concentración de polímero. Este fenómeno se atribuyó al fortalecimiento de las interacciones moleculares, incluyendo enlaces químicos, fuerzas de dispersión y fuerzas electrostáticas, que promovieron la formación de agregados o estructuras entrelazadas, incrementando la resistencia al flujo y, en consecuencia, la viscosidad de la solución. Además, se observó una disminución en los coeficientes de difusión a medida que los polímeros se volvían más complejos en términos de tamaño y estructura, especialmente en los casos de poligliceroles alpha-beta y polímeros ramificados. Estas observaciones indicaron un comportamiento no newtoniano en los sistemas estudiados, influenciado por el grado de polimerización y la conformación de las cadenas de poliglicerol. Se destacó la importancia de las interacciones entre los grupos funcionales del poliglicerol, como los grupos hidroxilo, y las moléculas de agua en estas propiedades. Estas interacciones, basadas en enlaces de hidrógeno y fuerzas de dispersión, contribuyeron a la atracción entre el poliglicerol y el agua. En conclusión, este estudio demostró que los polímeros basados en glicerol son alternativas efectivas como aditivos viscosificantes en soluciones acuosas, con un énfasis particular en los poligliceroles ramificados. Estos polímeros exhibieron un mayor poder viscosificante, posiblemente debido a un mayor volumen hidrodinámico observado durante las simulaciones. Estos resultados tienen implicaciones significativas en la industria del petróleo, especialmente en el campo del recobro mejorado, donde los polímeros de glicerol ramificados podrían aplicarse con éxito. Estas conclusiones respaldan la viabilidad y el potencial de los polímeros de glicerol en aplicaciones industriales relacionadas con el control y la modificación de la viscosidad de soluciones acuosas.