Factores que Influyen en la Dosificación Optima de un Agente Reductor de Arrastre – DRA en un Ducto
Los agentes reductores de arrastre (DRA) requieren ajustes en su dosificación según múltiples factores operacionales y fisicoquímicos. Estos son los parámetros clave que influyen:
Propiedades del fluido transportado
- Viscosidad del producto transportado: Crudos pesados (por ejemplo 12°API) requieren mayores concentraciones de DRA para contrarrestar su alta resistencia al flujo.
- Composición química: Presencia de asfaltenos, resinas o sólidos suspendidos puede afectar la eficacia del DRA, necesitando dosis más altas.
- Temperatura: A menor temperatura, mayor viscosidad y por ende mayor requerimiento de aditivo (ej. 100,000 ppm en crudos fríos vs 500 ppm en condiciones normales).
- Presión: Cuál es la presión a la que se transporta el fluido dentro del ducto.
Características del flujo
- Regimen de flujo: La efectividad del DRA es máxima en flujo turbulento (Re > 4,000), siendo menos eficaz en régimen laminar.
- Velocidad del fluido: Mayores velocidades generan mayor turbulencia, potenciando la acción del DRA y permitiendo reducir dosis.
Parámetros de la tubería
- Materiales:Los oleoductos utilizan principalmente tuberías de acero al carbono, con especificaciones que siguen estándares como API 5L. Las tuberías pueden ser de caños con costura o caños sin costura. También se requiere conocer la antiguedad de la tubería.
- Diámetro y longitud: Tuberías de menor diámetro (<24″) y mayor longitud requieren dosificaciones más altas para mantener la reducción de presión. También es importante definir la longitud de la sección donde se realiza una prueba
- Rugosidad interna: Depósitos de parafinas o corrosión aumentan la fricción, necesitando incrementar la concentración de DRA.
- Residuos: Composición o caracterización de los residuos en el fondo de la tubería (6 o´clock)
Objetivos operacionales
- Reducción de presión requerida: Para alcanzar reducciones >50% se necesitan concentraciones de hasta 2,300 ppm.
- Aumento de caudal: Incrementos del 10-20% en capacidad de transporte suelen requerir 1,000-1,700 ppm de DRA.
Factores económicos
- Costo-beneficio: Se optimiza la concentración mediante análisis de VPN y TIR, donde dosis de 2,300 ppm mostraron mejor retorno financiero.
- Disponibilidad de insumos: La necesidad de solventes como tolueno para diluir ciertos DRAs afecta la dosificación efectiva. Ello obviamente no se requiere en nuestra solución sustentable DRAGALOETM.
Tipo de DRA utilizado
- Polímeros de alto peso molecular: Productos como el Extreme Power (30.1% sólidos) requieren dosis precisas de 20-50 ppm para lograr 61.4% de reducción.
- Formulaciones acuosas vs. oleosas: Las primeras suelen necesitar mayor concentración (ej. 100-200 ppm vs 50-100 ppm).
- Sistema de bombeo. Equipos disponibles para bombear e inyectar los agentes reductores de arrastre DRA.
Todos estos parámetros se interrelacionan dinámicamente, requiriendo modelos computacionales (ej. Aspen HYSYS) y pruebas de flujo para optimizar la dosificación en cada caso específico
Consideraciones Adicionales para la Dosificación del DRA en un Gasoducto
La dosificación de un agente reductor de arrastre -DRA- en un ducto que transporta gases o mezclas gaseosas varía según el tipo y composición del gas debido a varios factores:
- Composición y propiedades del gas: Gases con diferentes densidades, viscosidades y presiones parciales afectan la dinámica del flujo y la interacción con el agente reductor, por lo que la dosificación debe ajustarse para mantener la eficacia. Por ejemplo, mezclas con mayor proporción de gases pesados o con diferentes presiones parciales requieren calibraciones específicas.
- Tipo de mezcla gaseosa: En mezclas binarias o múltiples, la dosificación debe considerar la proporción y caudal de cada gas, ya que cada componente puede influir en la turbulencia y fricción del flujo. Los sistemas modernos usan mezcladores que regulan individualmente los caudales para optimizar la mezcla y la dosificación del agente.
- Presión y temperatura del gas: Cambios en estas variables alteran la densidad y viscosidad del gas, impactando la eficacia del agente reductor y por ende la dosis necesaria.
- Control y calibración del sistema de dosificación: Se emplean bombas dosificadoras ajustadas según el caudal y características del gas para mantener la concentración adecuada del aditivo, asegurando homogeneidad y eficiencia.
En resumen, la dosificación varía adaptándose a la composición, presión, temperatura y régimen de mezcla del gas en el ducto, requiriendo sistemas de dosificación y mezcla precisos y calibrados para cada tipo de gas o mezcla específica.
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