Estudio Experimental de la Reducción de Fricción en la Conducción de Fluidos usando Surfactantes

Resumen

Se realizó una investigación experimental con disoluciones agua-surfactante, con el fin de analizar la influencia del uso de estos aditivos en la reducción de fricción durante la conducción de líquidos en tuberías. Se probaron tres tipos de surfactantes: aniónico, catiónico y no-iónico. Se diseñó y construyó una instalación experimental con una zona de pruebas de tubería de acrílico con un diámetro interno de 19 mm y una longitud de 5,700 mm. Las concentraciones de los surfactantes en las disoluciones fueron de 150, 250, 500, 750 y 1,000 ppm, preparados de acuerdo con un programa experimental que tomó en cuenta la cantidad y tipo de aditivo agregado en diferentes flujos másicos de líquido. Las pérdidas de presión se compararon contra las que se obtienen cuando fluyen los mismos flujos de agua por la instalación. Los resultados experimentales que se obtuvieron muestran una reducción en la fricción hasta del 44.3 % a un Re = 6,851 (que corresponde a un Re=11,243 sin adición de surfactantes) y a una concentración de 250 ppm de cloruro de cetil trimetil de amonio, al que se le agregaron100 ppm de salicilato de sodio (NaSal) como estabilizador para la micro estructura del surfactante, que se aplica solo a surfactantes de tipo catiónico. Los resultados son prometedores pero quedan por estudiar algunos aspectos como la mejor forma de inyectar y recuperar los surfactantes, el mezclado más eficiente, los mecanismos que producen la reducción de fricción y el efecto de la temperatura entre otros.