Interacción con microondas de las nanopartículas magnéticas y óxido de grafeno magnético y sus aplicaciones como susceptor en el calentamiento electromagnético de crudo pesado

Manuel Roa Ardila, Iván Gómez, Enrique Mejia, Rodrigo Correa
2020 Investigación e Innovación en Ingenierías  
Objetivo: Proponer y evaluar una tecnología que mejore la movilidad de crudos pesados, mediante la adición de nanopartículas magnéticas y la aplicación de campos electromagnéticos externos. Metodología: Se caracterizaron individualmente el crudo pesado, las nanopartículas de magnetita y el grafeno magnético. Se evaluó el comportamiento magneto-reológico del crudo pesado y de sus mezclas con nanopartículas y grafeno magnético en un rango de composiciones en el rango 0.5 %wt a 10 %wt.
more » ... 10 %wt. Posteriormente, estas mezclas se sometieron a radiación electromagnética en el rango de las microondas, para diferentes composiciones y tiempos de radiación. Estos tratamientos se realizaron en una cavidad electromagnética y en una guía de onda cilíndrica, con potencias entre 0.8 kW y 1 kW. Resultados: El crudo original no respondió al tratamiento con radiación electromagnética, siendo transparente a éste. Sin embargo, con la adición de nanopartículas magnéticas, tanto de magnetita como de grafeno magnético, la mezcla interactuó fuertemente con el campo electromagnético. A mayor concentración de estas partículas, mayor fue el incremento de la temperatura de la mezcla. Para experimentos en la cavidad electromagnética, se evidenció un incremento desde la temperatura inicial de 22 °C hasta el rango 58.2 °C – 60 °C para el caso de la magnetita a una concentración de 0.5 % wt en 60 s. Para experimentos utilizando como aplicador la guía de onda cilíndrica y para las mismas condiciones experimentales anteriores, se alcanzaron temperaturas por encima de los 90 °C. Utilizando el grafeno magnético y la misma cavidad electromagnética se alcanzaron temperaturas en el rango de 81.9 °C-96.5 °C. Conclusiones: Ambos materiales incrementan notablemente el calentamiento del crudo pesado (disminuyendo su viscosidad), cuando se someten a radiación electromagnética en el rango de las microondas, y podrían considerarse candidatos para mejorar los procesos de extracción y transporte de crudo.
doi:10.17081/invinno.8.2.3770 fatcat:vy5pqbjmtffwdblxlk5ib5hnji