Category Archives: Faculta de Arquitectura

Agujeros de gusano incrementan extracción de crudo pesado

 
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Oil pumps at sunset

01 de abril de 2015

Medellín, abr. 01 de 2015 – Agencia de Noticias UN- Estos pequeños canales que se producen cuando se desprenden los granos de arena en una perforación petrolífera incrementan la permeabilidad y potencian la producción de crudo.

Así lo concluyó Juan Sebastián Betancur en su trabajo de tesis de grado para obtener el título de ingeniero de petróleos de la U.N. Sede Medellín. En él, analizó los principales modelos matemáticos que se usan en diferentes lugares del mundo para cuantificar la cantidad de petróleo que puede fluir en una exploración cuando hay presencia de arena.

“El objetivo era escoger los mejores modelos que predicen dicho grado de permeabilidad en la formación de crudos pesados con producción masiva de arenas, con el fin de obtener todo el recurso posible”, amplía el joven.

Según Betancur, cuando se trata de formaciones de este tipo de petróleo, conocido también como crudo extra pesado, es decir, que no fluye con facilidad, se cree comúnmente que es necesario hacer un control de la arena para que no se reduzca la producción.

Al respecto, el ingeniero de petróleos determinó que todos esos modelos se acoplan perfectamente a las condiciones de muchos escenarios de explotación en diferentes latitudes, pero advierte que no se puede utilizar uno en particular para todas las operaciones que se realizan en la extracción de petróleo con arena.

Por eso, asegura que es fundamental desarrollar herramientas especializadas que faciliten la predicción del comportamiento de los agujeros de gusano para lograr una producción adecuada y satisfactoria.

Los agujeros de gusano son los pequeños canales que se generan cuando se desprenden los granos de arena, estos inducen al aumento en la permeabilidad (capacidad de flujo en la roca).

“Es decir, entre más agujeros se produzcan, más alta será la permeabilidad, y por ende mayor la producción de petróleo”, explica Betancur.

No obstante, el problema radica en que estos orificios son muy erráticos, por lo cual se han construido modelos matemáticos que tratan de predecir hacia dónde se van a generar, qué longitud van a tener y cómo van a incidir en la producción del pozo.

El crudo es extraído entonces a través de una técnica de levantamiento artificial por medio de bombas que hacen las veces de pistones que succionan todo el petróleo.

Una vez en la superficie, este petróleo -que está mezclado con agua y arena- se separa de forma más sencilla con equipos especializados, obteniéndose así óptimos rendimientos.

El proceso de arenamiento masivo se empezó a implementar recientemente en países como China, Canadá y Venezuela pues ofrece mayores tasas de producción y de petróleo extraído. Asimismo incrementa los factores de recobro, es decir, lo máximo que se puede obtener del yacimiento.

En el caso de Colombia son pocas las experiencias que se conocen con el uso de este método. En 2014, durante la “Conferencia de crudos pesados de Latinoamérica y el Caribe” realizada en Medellín, un ingeniero colombiano presentó un artículo explicando un hallazgo en el que encontraron que al remover rápidamente la arena del yacimiento se aumentaron las tasas de producción.

“Esto da luces de que aquí en Colombia se dan las condiciones para su implementación”, añade el ingeniero de petróleos. No obstante,  advierte que para que este método se masifique, se requieren más estudios e investigaciones que permitan conocer en profundidad los beneficios e inconvenientes que podría tener la remoción de tanta arena del subsuelo. Las perforaciones se realizan en profundidades de entre tres y cinco kilómetros.

Para el desarrollo de su trabajo de investigación, Juan Sebastián Betancur, contó con la asesoría de los profesores Alejandra Arbeláez y Guillermo Alzate.

La Facultad de Minas de la Universidad Nacional Sede Medellín, con la colaboración de Colciencias, adelanta desde hace unos años, una serie de investigaciones centradas en el desarrollo de procesos innovadores para la extracción de petróleo en el país.

Integración energética, reto de países latinoamericanos

 
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luz2

25 de marzo de 2015

Medellín, mar. 25 de 2015 – Agencia de Noticias UN- Los países latinos deben generar regulaciones internas y políticas energéticas fuertes, con el fin de atraer grandes inversiones en generación y distribución de energías limpias.

Así lo señaló Carlos Jaime Franco, profesor de la Facultad de Minas y uno  de los coordinadores del V Encuentro Latinoamericano de Economía de la Energía, que se realizó por primera vez en Colombia, específicamente en Medellín, con la coorganización de la Universidad Nacional de Colombia.

El docente manifestó que uno de los principales llamados es a que se hagan más redes eléctricas y que, además, “la política energética permita ese intercambio libremente de un país a otro, para aprovechar las complementariedades y fortalezas”.

Según las tasas de crecimiento, se estima que en el futuro esta sea una de las regiones de mayor incremento en la demanda de energía a nivel mundial.

Esta alta demanda, sin embargo, solo podrá enfrentarse si existe una unión concreta entre los países de la región y redes de colaboración que permitan consolidar un verdadero mercado latinoamericano, que a su vez facilite el ingreso de nuevas tecnologías.

“La integración nos haría menos vulnerables a posibles apagones y, además, propiciaría el complemento entre países que tienen regímenes de climas diferentes”, señaló el profesor Isaac Dyner Rezonzew, presidente de la conferencia y vicepresidente de la Asociación Latinoamericana de Economía de la Energía.

Por su parte, el profesor del Departamento de Ingeniería de la Organización de la Facultad de Minas, Sergio Botero Botero, advirtió que esto es algo muy complejo porque actualmente ni siquiera existe una integración entre países andinos como Chile y Argentina, en el caso del sur, debido a dificultades de carácter político y diplomático.

Uno de los conferencistas invitados, Víctor Hugo Ventura, jefe de la Unidad de Energía y Recursos Naturales de la “Comisión económica para América Latina y el Caribe” (Cepal) en México, dijo que ve en la región un largo proceso de aprendizaje en el que se conocen las ventajas y barreras, y en el cual se tiene claro que este es un tema multidimensional.

“No es fácil promover la integración, pero la cooperación, en cambio, sí ha dado beneficios concretos como un paso para construir confianza”, agregó.

Una de las principales reflexiones de expertos, académicos, Gobierno y sector empresarial respecto al desarrollo energético en la región fue la de la inclusión de energías renovables y la influencia del cambio climático.

Generan plasmas para recrear la ionósfera de Marte

 
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marte

17 de marzo de 2015

Gas o fluido formado por partículas eléctricas que poseen un equilibrio electromagnético, el plasma es el cuarto estado de la materia, con características distintas de sólidos, líquidos y gases.

Abundante en el Universo, se encuentra en los vientos solares, en las nebulosas y en la franja ionizada de las atmósferas planetarias, llamada ionósfera. También, puede producirse en el laboratorio al aplicar un campo eléctrico a un gas o por medio de láseres o microondas.

En el Instituto de Ciencias Físicas (ICF) de la UNAM, con sede en Cuernavaca, Morelos, Horacio Martínez Valencia encabeza un grupo científico que genera plasmas fríos en el laboratorio para conocer desde las características fundamentales de esos gases, hasta múltiples aplicaciones para modificar materiales, formar sustratos biodegradables y esterilizar productos de uso biomédico.

En dos modernos laboratorios, el doctor en física, sus colegas y alumnos de posgrado, cuentan con varias cámaras de descargas equipadas con sistemas de alto vacío y con ventanas de cuarzo para realizar diferentes diagnósticos de los plasmas fríos producidos.

“Los plasmas son fundamentales en la formación de galaxias, planetas y estrellas, pero también tienen múltiples aplicaciones en productos diversos como las pantallas de televisión, los tubos fluorescentes y plasmas a presión atmosférica”, comentó.

Espectroscopía, entre radiación y materia

La espectroscopía es una herramienta muy utilizada por los físicos y químicos para estudiar la interacción entre la radiación y la materia. Al descifrar ese nexo en un espectro, se conoce su composición precisa.

En sus investigaciones utilizan tres tipos de espectroscopía: la óptica, con la que indagan cómo están excitados los átomos y moléculas dentro del plasma; la de masas, para conocer qué elementos están involucrados en el gas; y la de infrarrojo, que informa cómo vibran y rotan las moléculas.

Los universitarios cuentan con dos laboratorios de espectroscopía donde observan las características de los plasmas fríos y sus aplicaciones. En un experimento de física básica simulan la composición de la ionósfera de Marte.

“En una cámara de descarga, diseñada y construida por nosotros, podemos analizar, por ejemplo, un plasma formado por mezclas de gases de dióxido de carbono, nitrógeno y argón, a una presión menor en dos órdenes de magnitud a la ambiental para esa simulación”, explicó Martínez Valencia.

“Con una sonda de Langmuir, también construida por nosotros, medimos la densidad de partículas negativas y su temperatura dentro del plasma, semejantes a las condiciones en ese planeta, según cotejamos con datos enviados por las sondas espaciales”, añadió.

Del choque entre las partículas de dióxido de carbono, nitrógeno y argón se desprenden muchos componentes químicos que dan lugar a la formación de ionosfera marciana.

“Hay investigadores teóricos que modelan las ionósferas, nosotros las podemos comparar con este experimento y decirles si falta algún ingrediente para que comprueben sus estimaciones”, dijo Martínez Valencia, quien ya desarrolló un análisis experimental sobre la atmósfera de Titán, una luna de Júpiter.

Mejoran celdas solares

Otra cámara de descarga se utiliza para generar plasmas de argón a fin de aplicarlas en la modificación superficial de películas delgadas, del orden de micras. En el interior de aquélla se coloca una laminita, que es una película delgada que usan los expertos en celdas solares para mejorar la eficiencia terminal de la radiación solar y convertirla en electricidad, detalló.

Para que la conversión de energía solar a eléctrica sea eficiente se requiere que toda la que llega a la celda se aproveche, pero en este proceso hay muchas pérdidas por calentamiento o porque parte de ella se refleja.

Al modificarla superficialmente con plasma, se logra que la película delgada absorba la energía más eficientemente. “Las propiedades ópticas de la película delgada son modificados a fin de reducir la reflexión y para que su resistencia eléctrica sea menor, haciendo más eficiente la conversión de energía solar”, abundó el investigador.

Otra aplicación de los plasmas se ensaya en el laboratorio para recubrir herramientas de carburo de tungsteno, un material que se usa en piezas de corte empleadas en tornos de control numérico.

Al recubrirlas con nitruro de titanio mediante el plasma, las piezas se hacen más duras y resistentes al desgaste, lo que les da una vida útil más larga en los procesos de producción.

El grupo de Martínez Valencia también analiza los asfaltenos y su descomposición. Estas sustancias del petróleo se depositan en las tuberías de las instalaciones petroleras y las tapan. A partir de su erosión con plasmas, el físico busca una alternativa para que no se adhieran a los conductos.

Otras aplicaciones interesantes modifican huesos de res para formar sustratos biodegradables útiles en prótesis y esterilizan materiales de uso biomédico, para evitar infecciones hospitalarias.

Créditos: dgcs/UNAM/113/15

Con estaño, se busca resolver enigma del núcleo atómico

 
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soldador

23 de febrero de 2015

Bogotá D. C., feb. 23 de 2015 – Agencia de Noticias UN- Una de las incógnitas que siempre han inquietado a los físicos es por qué la fuerza nuclear mantiene unidos a los protones y neutrones dentro del núcleo del átomo. Un experimento con estaño, busca la respuesta.

“Queremos coger todas las variedades de estaño, acelerarlas e impactarlas contra una lámina de carbono, para analizar si, dependiendo de la radiación emanada, se puede obtener información sobre la distribución de las corrientes de protones y neutrones”, explica Diego Torres, profesor asociado del Departamento de Física de la Universidad Nacional.

Además, se aprovechará esta experiencia para evaluar si se pueden formar nuevos núcleos y distribuir neutrones y protones dentro de este.

Además del profesor Torres, en la investigación se encuentran involucrados estudiantes de maestría y un futuro alumno de doctorado de la U.N., quienes trabajarán en conjunto con las universidades de Rutgers y de São Paulo.

Hay que recordar que el núcleo está formado por neutrones y protones, por lo cual dentro de la investigación también será importante conocer cómo esta unión de partículas determina la estabilidad del átomo.

Lo anterior se puede hacer a través de una propiedad conocida como ‘momentos magnéticos’, que señalan cómo se mueven los protones y neutrones dentro del núcleo.

El estaño es un elemento muy conocido, pues se utiliza para soldar artefactos electrónicos. Químicamente es un material muy bueno y abundante.

Para el experimento, se tomará el núcleo de este elemento, que tiene 50 protones, cantidad que hace que sea muy estable.

El profesor Torres recuerda que existen diez isótopos de estaño estable. Los isotopos son un conjunto de elementos que tienen la misma cantidad de protones, pero diferentes neutrones.

Entonces, por ejemplo, el estaño tiene 50 protones, pero uno de sus isótopos, el estaño 112, tiene 50 protones y 62 neutrones. “Químicamente son los mismos, la única diferencia es la abundancia isotópica”, expresa el científico, quien agrega que el más abundante es el estaño 120.

“La pregunta detrás de todo esto es cómo hacen los neutrones para acomodarse dentro de los estaños y cómo se distribuyen y giran dentro del mismo”, sostiene.

De esta manera, se quiere averiguar la forma en que los protones y los neutrones forman núcleos estables y su comportamiento dentro de la materia.

El experimento se realizará en abril en la Universidad de Berkeley, Estados Unidos.

Aunque se trata de una investigación básica, los estudiantes que participan en este trabajo van a salir altamente capacitados en instrumentación nuclear, útil en campos como la radioprotección en hospitales.

El 60% de ciudades latinoamericanas surgieron de la ocupación popular

 
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casa2

21 de febrero de 2015

Medellín, feb. 21 de 2015 – Agencia de Noticias UN- Según el arquitecto y urbanista Emilio Pradilla Cobos, la ocupación irregular del territorio y la autoconstrucción son resultado de un proceso de urbanización que se originó en la región, en los años 40 del siglo XX.

Durante su intervención en el II Seminario Internacional de Teoría Urbana, que se realiza en la U.N. Sede Medellín, Pradilla Cobos, profesor de la Universidad Autónoma Metropolitana de Xochimilco (México) y coordinador de la Red Latinoamericana de Teoría Urbana, aseguró que las llamadas poblaciones populares dieron origen a las ciudades latinoamericanas.

Colombia y México son un ejemplo del proceso de ocupación de la periferia de las metrópolis. Quienes nacieron en las áreas rurales y vivieron en primera persona el proceso de modernización del campo con la incursión de la tecnología, vieron en la migración hacia las ciudades una forma de supervivencia.

Una vez allí, quienes esperaban hallar empleo en las industrias, se encontraron con que estas tampoco requerían tanta mano de obra, por lo que se produjo un fenómeno típico de América Latina.

“Al ver que la economía formal no los integró, estos ciudadanos crearon grandes masas de población superflua al desarrollo económico, es decir, no requerida por las empresas, por lo que optaron por realizar actividades de supervivencia, como las ventas ambulantes o la delincuencia”, explicó Pradilla Cobos.

Al carecer de ingresos suficientes para adquirir una vivienda hasta en los programas públicos, muchas de estas familias tuvieron que optar por la ocupación irregular de territorio y la autoconstrucción. De esta manera, en condiciones poco dignas y de hacinamiento, han venido construyendo poco a poco su vivienda, de una forma “ilegal”, pues carecen de los ingresos del empleo formal.

El negocio inmobiliario

En su intervención, Emilio Pradilla Cobos, arquitecto de la Universidad Nacional, afirmó que la vivienda popular ha caído en manos del capital inmobiliario financiero, lo que ha producido, en muchas áreas urbanas, procesos de desalojo, no necesariamente a través de la expulsión violenta, sino de la compra de tierras para desarrollar proyectos de construcción.

Estas características tan particulares de la urbanización en la región confirman la idea de que muchos conceptos de los países hegemónicos en el tema urbano no son útiles para Latinoamérica y el Caribe, pues el desarrollo ha sido diferente. Por eso, “debemos construir una teoría propia que tenga en cuenta estas realidades”, resaltó Pradilla.

Además, expresó que el capital inmobiliario ha venido expandiéndose sin límites, situación que ha llevado a las ciudades a adquirir terrenos económicos, con el fin de construir viviendas para sectores de estratos bajos, como las denominadas viviendas de interés social, que generalmente se alzan en las periferias.

Frente a este tema del negocio inmobiliario, el profesor de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Nacional, Peter Brand, manifestó que hay una gran decepción general en Latinoamérica, respecto a los logros de la planeación y las fuerzas de los mercados.

“Esta región no ha podido manejar lo que ha traído la apertura del mercado y la iniciativa de la empresa privada como actor principal en la construcción de las ciudades, en un contexto de privatización y desregulación”, añadió.

El profesor advirtió que da la sensación de que las fuerzas del mercado están dominando el proceso de desarrollo urbano y que, además, siguen proliferando problemas como pobreza, desigualdad, segregación socioespacial, violencia, ilegalidad e inseguridad.