Surfactantes

El uso de surfactantes en proyectos de recuperación terciaria

¿Que es un surfactante?

Surfactantes, también conocidos como agentes tensioactivos, son agentes de humectación que bajan la tensión superficial de un líquido, permiten una mas fácil dispersión y bajan la tensión interfacial entre dos líquidos.



Etimología

La palabra surfactante proviene del término en ingles surfactant,(surface-active-agent) agente de superficie o tensioactivo.Los surfactantes son usualmente compuestos orgánicos amfifílicos, o que contienen grupos no polares hidrófobos o lipofílicos, solubles en hidrocarburos y grupos polares hidrofílicos (cabezas) solubles en agua. Por ello son solubles en solventes orgánicos y en agua.



Operación y efectos

Los surfactantes reducen la tensiónsuperficial del agua adsorbiéndose a la interfase líquido-gas.

Ellos también reducen la tensión interfacial entre el crudo y el agua por adsorción en la fase líquido-líquido. Todas las aplicaciones y usos de los surfactantes provienen de dos propiedades fundamentales de estas sustancias:



• La capacidad de adsorberse a las interfases, la adsorción: es un fenómeno espontáneo

impulsado por ladisminución de energía libre del surfactante al ubicarse en la interfase y satisfacer total o parcialmente su doble afinidad polar - no polar.



• Su tendencia a asociarse para formar estructuras organizadas, asociación: fenómeno impulsado por efectos hidrófobos cuando se añade más surfactante a una solución acuosa.



La micela

Las terminaciones lipofílicas de las moléculas desurfactante se disuelven en el crudo, mientras que las terminaciones hidrofílicas cargadas permanecen en el exterior, rodeando el resto de la micela hidrofóbica. Muchos surfactantes pueden también ingresar a una solución como micelas. La concentración a la cual el surfactante comienza a formar micelas se conoce como concentración micelar crítica. Esta, puede detectarse mediante diferentes métodos, ya quediversas propiedades presentan en esta zona una discontinuidad en su variación.



Los métodos más empleados se basan sobre la variación de la tensión superficial (todos los tipos

de surfactante) y de la conductividad electrolítica de las soluciones (sólo surfactantes iónicos) Cuando las micelas se forman en el agua, sus colas forman un núcleo que puede encapsular una gota de crudo.

Cuandose forman en la fase orgánica, la micela se conoce como micela inversa. En este caso las cabezas forman el núcleo y las colas mantienen un contacto favorable con el crudo.



Solubilización

Las soluciones micelares poseen una propiedad muy importante, llamada capacidad de solubilización. Pueden solubilizar sustancias no polares (aceites, hidrocarburos) o anfífilas (alcoholes). A partir dela concentración micelar crítica, la solubilización aumenta considerablemente, ya que el hidrocarburo penetra dentro del corazón de las micelas .

En ciertos casos la solubilización puede ser considerable y se observan sistemas llamados microemulsiones.



Clasificación

Un surfactante puede ser clasificado por la presencia de grupos formalmente cargados en sus cabezas o grupos polares. Unsurfactante no iónico no tiene grupos con carga en sus cabezas. La cabeza de un surfactante iónico lleva una carga neta. Si la carga es negativa, el surfactante es aniónico; si la carga es positiva entonces será catiónico. Si un surfactante tiene una cabeza con dos grupos de cargas opuestas, se lo conoce como amfotérico.

Algunos surfactantes comunmente encontrados son:



Aniónicos:Basados en aniones sulfato, sulfonato o carboxilato.

Dodecil sulfato de sodio (SDS)

Lauril sulfato de amonio y otras sales de alquilsulfato

Lauril eter sulfato de sodio (SLES)

Alquil benceno sulfonato

Jabones y sales de acidos grasos



Catiónicos:

Basados en cationes de amonio cuaternario

Bromuro de cetil trimetil amonio (CTAB)

Bromuro de hexadecil trimetil amonio y...