MXPA97002505A

MXPA97002505A - Geles de alginato

Info

Publication number: MXPA97002505A
Application number: MXPA/A/1997/002505A
Authority: MX
Inventors: Ortega David; Georgesanderson; Sifferman Thomas
Original assignee: Monsanto Company
Priority date: 1994-10-05
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1997-12-01

Abstract

La invención es un gel que comprende agua, iones sodio, iones calcio y aproximadamente 0.3 y 4%de alginato, la relación de iones sodio a iones calcio estáentre aproximadamente 15:1 a aproximadamente 45:1;en una modalidad preferida de la invención, el alginato comprendeácido manurónico yácido guiurónico en una relación en peso de entre aproximadamente 2:1 y 0.35:1.

Description

GELES DE ñLGINñTQ ANTECEDENTES DE Lñ INVENCIÓN Durante muchos años se ha usado alginaro corno un agente gel í icador en budines, rellenos de frutas, geles para postres y alimentos que forman estructura, como un aglutinante en alimentos congelados, jarabes de relleno para pastelería y escarchados, co o un ernulsi f"? cador en aderezos para ensalada y salsas con sabor carne, y como un estabilizador en cervezas, jugos de fruta, cubiertas, salsas y jugos de carne. Es muy sabido que los alginatos reaccionan con cationes polivalentes, incluyendo inc, aluminio, cobre y calcio para formar geles o precipitados. También se sabe que la viscosidad de las soluciones de alginato de sodio se altera por la adición de sales monovalentes, pero que dichas sales no inducen la gelí fi aci n. Sorprendentemente, se ha encontrado que las soluciones de algmato de hecho forman geles de cuajado por difusión, después de la adición de ciertos tipos de agua, tales co o agua de mar, teniendo altas concentraciones de iones de sodio.

BREVE DESCRIPCIÓN DE Lfi INVENCIÓN La invención es un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3% y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1. a aproximadamente 45:1. En una modalidad preferida de la invención, el alginato comprende ácido rnanurónico y ácido gulurónico en una relación en peso de entre alrededor de 2:1 y 0.35:1. Los gel.es de la presente invención se forman a partir-de soluciones de alginato añadidas al agua teniendo concentraciones altas de iones de sodio. Las soluciones forman geles de cuajado por difusión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE Lñ INVENCIÓN La invención es un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1 y la cantidad de alginato es entre alrededor de 0.3% y 4%, preferiblemente alrededor de 0.7 y 2%. En una modalidad preferida de la invención, el alginato comprende ácido manurónico y ácido gulurónico en una relación en peso de entre alrededor de 2:1 y 0.35:1. La invención es un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador y alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, la cantidad de agente secuestrador es entre alrededor de 0.01% y 1.5%, pre eri lemente 0.05 y 0.6%, y la cantidad de algmato es entre alrededor de 0.3% y 4%, preferiblemente alrededor de ,.7 y ?%. Fn una modalidad preferida de la invención, el lginato comprende acido rnanuromco y acido gulurónico en una relación p p io de entre alrededor de 7:1 y 0.35:1. La invención es un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador-, goma elificadora y alginato, en donde la relación de iones de sodio iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 aproximadamente 45:1, la cantidad de goma gelificadora es entre aLrededor de 0.05 y 4%, preferiblemente 0.2 y 1%, la cantidad de agente secuestrador es entre alrededor de 0.01% y L.5%, referiblemente 0.05 y 0.6%, y la cantidad de algmato es entre alrededor de 0.3% y 4%, preferiblemente alrededor de 0.7 y 2%. En una modalidad preferida de la invención, el al gi nato comprende ácido rnanurónico y ácido gulurónico en una relación en peso de entre alrededor de 2:1 y 0.35:1. La invención es un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador, goma gelificadora, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, la cantidad de goma gelificadora es entre alrededor de 0.05 y 4%, preferiblemente 0.2 y 1% y la cantidad de agente secuestrador es entre alrededor de 0.01% y 1.5%, preferiblemente 0.05 y Q.6%. La invención también es un procedimiento para preparar un gei que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 1.5:1 a aproximadamente 45:1, comprendiendo: a) formar una solución de entre aproximadamente 0.3 y 4% de alginato; t>) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje. La invención también comprende un procedimiento para preparar un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador, y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, comprendiendo: a) formar una solución de entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre aproximadamente 0.3 y 4% de alginato de sodio; t>) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje. La invención también comprende un procedimiento para preparar un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, entre alrededor de 0.05 y 4% de goma gelificadora, entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador, y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, comprendiendo: a) formar una solución de entre aproximadamente 0.3 y 4% de alginato de sodio, entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre alrededor de 0.05 y 4% de goma gelificadora; b) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproxirnadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje. La invención también comprende un procedimiento para preparar un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre alrededor de 0.05 y 4% de goma gelificadora, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, comprendiendo: a) formar una solución de entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre alrededor de 0.05 y 4% de goma gelificadora; b) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje. La presente invención provee un método para bloquear ol flujo de agua de una formaci n productora de petr leo en una formación productora de petróleo que comprende introducir en la formaci n un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invenci n también proveo un método para remover residuos de la formación en una tubería de petróleo que comprende introducir en la tubería un gel que comprende <\gua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% tie algmato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 aproximadamente 45rl. La presente invención también provee un método para aislar petróleo a alta temperatura dentro de una tubería ubicada en un ambiente a baja temperatura comprendiendo substancialmente envolver la tubería con un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para solidificar un agujero de desechos formado durante las operaciones de perforación y producción que comprende añadir al agujero un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.

La presente invención también provee un método para reducir la lixiviación química de los agujeros de desecho que comprende forrar el agujero de desecho con un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor- de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para reducir la pérdida de fluido en una formación, desde un fluido, tal corno un lodo de perforación, que comprende formar una película, comprendiendo un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, alrededor de la matriz que contiene el fluido. La presente invención también provee un método para inhibir el agotamiento de humedad del cemento vaciado comprendiendo cubrir el cemento vaciado con un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alrededor de 0.3 y 4% de alginato, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a a roximadamente 45:1. La presente invención provee un método para bloquear el flujo de agua de una formación productora de petróleo en una formación productora de petróleo que comprende introducir en la formación una solución de alrededor de 0.3 y 4% de al inato, dicha solución forma un gel después de introducirla a la formación y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para remover residuos de la formación en una tubería de petróleo que comprende introducir en la tubería una solución de alrededor de 0.3 y 4% de al ina o, dicha solución forma un gel después de introducir-la a la tubería y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relaci n de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para aislar petróleo a alta temperatura dentro de una tubería ubicada en un ambiente a baja temperatura comprendiendo substancialmente envolver la tubería con una solución de alrededor de 0.3 y 4% de alginato, dicha solución forma un gel después de envolver la tubería y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para solidificar un agujero de desechos formado durante las operaciones de perforación y producción que comprende añadir al agujero una solución de alrededor de 0.3 y 4% de alginato, dicha solución forma un gel después de añadirla al agujero y poner-la en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para reducir la lixiviaci n química de los agujeros de desecho que comprende forrar el agujero de desecho con una solución de alrededor de 0.3 y 4% de algmato, dicha solución forma un gel después de forrar el agujero de desecho y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para reducir- la pérdida de fluido en una formación, desde un fluido, tal como un lodo de perforación, que comprende formar una película con una solución de alrededor de 0.3 y 4% de alginato, alrededor de la matriz que contiene flULdo, poniendo en contacto la matriz con la solución y poniendo la solución en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor- de 15:1 a aproximadamente 45:1. La presente invención también provee un método para inhibir el agotamiento de humedad del cemento vaciado comprendiendo cubrir el cemento vaciado con una solución de alrededor de 0.3 y 4% de algi ato, dicha solución forma un gel después de cubrir el cemento vaciado y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. Para todos los métodos descritos anteriormente en donde la soluci n se aplica antes de la formaci n del gel, dicha gelificación ocurre cuando la solución reside en un estado substancialmente no fluido, estático. También se pueden practicar los métodos antes descritos usando geles que comprenden tanto alginato corno goma gelificadora o con geles que comprenden gomas gel i ficadoras como el único agente formador de gel. Ei agua que tiene una relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor- de 15:1 a aproxi adamente 45:1 típicamente se encuentra disponible en los suministros de agua salada natural tal como el agua de mar. Para los propósitos de la presente invención, es adecuada el agua de mar o el agua que tiene una relación de iones de sodio: cal cío de entr-e alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1. La goma gelificadora es un heteropolisacando prepar-ado mediante fermentación de Pseudomonas elodea cepa OTCC 31461. La goma gelificadora está disponible de Kelco División de Merck a Co. Inc., San Diego, Cñ, bajo diversos nombres, mcluyendo Kelcogel, Keicogel PC y Kelcogel F. Los procedimientos para preparar la goma gelificadora incluyen aquellos descritos en las Patentes de E.U.fi. 4,326,052 y 4,326,053. Es útil para una variedad de aplicaciones formadoras de gel, texturizadoras, estabilizadoras y formadoras de película, par icularmente como un agente gelificador en alimentos, productos para el cuidado personal y aplicaciones industriales. La goma gelificadora es un agente gel i icador y text?pzador que forma geles en la presencia de iones. ñ diferencia de otros gelificadores, la goma gelificadora es capaz de formar geles con todos los iones que se le presenten, incluyendo iones de hidrogeno. e pueden preparar convenientemente los geles dejando enfriar las solucione*: callentes que contienen iones. Un método menos común, pero útil en ocasiones es preparar geles dejando que los iones se difundan en la solución. Este método se emplea, por ejemplo, en la formación de películas y revestimientos, es decir, mezclas pasteleras y revestimientos comestibles relacionados. En estos revestimientos es de valor particular la capacidad gelificadora para formar geles con iones de sodio. Por lo tanto, se puede usar cloruro de sodio como el suministro de iones gelificadores con lo que los alimentos resultantes conservan un sabor aceptable, no siendo, en ocasiones, el caso con otros iones tales como calcio que pueden impartir un sabor-amargo. Como resultado de estas propiedades, Las soluciones de goma gelificadora, cuando se añaden al agua de mar con alto contenido de iones de sodio, forman geles después de la difusión en las soluciones de loe diversos iones presentes en el agua de mar. Se puede utilizar ventajosamente esta propiedad en una diversidad de aplicaciones incluyendo, pero sin limitarse a las aplicaciones anterio mente» descritas. Las formas comerciales e goma geli icadora, un polímero aniónico, se producen como sales mixtas. fiunque la goma está predominantemente en la forma de sal de potasio, usualmente hay suficientes iones divalentes,, v.g., calcio y magnesio, para hacer que el producto sea insoluble en agua fría. La solubilidad además empeora si el agua en la cual se va a disolver o hidratar la goma también contiene iones. Esto es de esperarse pues, si los iones son capaces de promover la asociación entre cadenas (gelificación), también evitarán la disociación entre cadenas (disolución). La solubilidad de la goma gelificadora en agua fría por lo general se puede lograr simplemente mediante la remoción de los iones divalentes en el agua por medio del uso de un agente secuestrador. Los iones divalentes son mucho más eficientes para hacer gel.es que los iones monovalentes por lo que la remoción de los primeros con un agente secuestrador usualmente da por resultado un medio acuoso en el que la goma es soluble. El agente secuestrador no sólo remueve los iones divalentes del agua, sino que además remueve los iones divalentes de la goma gelificadora, convirtiéndola a la forma de ion monovalente soluble en agua fría. Los agentes secuestradores típicos que se pueden emplear incluyen una variedad de fosfatos inorgánicos tales como hexametafosfato de sodio, pirofosfato de tetrasodio, ortofosfato de disodio y tp pol i fo fa o de sodio. También se puede usar ci+rato de sodio. La hidrólisis cida mode r-a da ha mostrado la presencia de tres clases de segmentos de polímero en el ácido algimco de diversas algas marinas cafes. Un segmento consiste esencialmente de unidades de acido D-manurómco. Un segundo segmento consiste esencialmente de unidades de acido l_-gulurónico. El tercer segmento consiste de residuos de acido D-rnanuronico y ácido L-guluronico alternos. Las proporciones de loe tres segmentos de polímero en las muestras de ácido algínico de diferentes suministros han sido determinadas usando hidrólisis acida parcial para separar el ácido algínico en segmentos homopolimepcos y alternos. La proporción de segmentos de acido poli anurónico y ácido poliguluronico se ha determinado mediante espectrometría de p.rn.r. El Cuadro 1 muestra las proporciones de acido anuronico y acido g?luronico en las muestras de ácido alginico derivadas de varias algas marinas cafes.

CUADRO I Composición del Acido tlanurónico y el Acido Gulurónico del Acido Algínico obtenido de Algas Marinas Cafés Comerciales Especie Contenido de Contenido de ácido ácido rnanurónico (%) gulurónico (%) Hacrocystis pyrifera 61 39 ñscophy11um nodosurn 65 35 Laminaria digitata 59 41 Laminaria hyperborea (estípite) 31 69 Ecklonia cava y Eisenia bicyclis 62 38 El ácido poligulurónico es una molécula en forma de cinta pandeada en la cual el ácido gulurónico está en la conformación 1C y está enlazado diaxialrnente. La conformación en forma de cinta pandeada es estabilizada por una ligadura de hidrógeno intramolecular entre el grupo hidroxilo sobre carbono 2 y el átomo de oxígeno del grupo carboxilo en las unidades adyacentes. Las ligaduras entre cadenas son más complicadas que en el caso del ácido poli anurónico y comprenden moléculas de agua. Una molécula de agua está en una posición tal que funciona dos veces co o un donador de ligadura de hidrógeno y dos veces co o un aceptor, las ligaduras de hidrógeno que se forman así estando en la escala de 2.7A-2.90. De acuerdo con las mediciones de densidad y por la conservación de simetría, se requieren cuatro moléculas de agua en la celda unitaria. Una de las propiedades rnas importante y útiles de los algmatos es su capacidad para formar geles mediante la reacción con sales de calcio. Estos geles, que se asemejan a loe solidos en cuanto a conservar su forma y resistir el esfuerzo, consisten de casi 100% de agua (normalmente 99 a 99.5% de agua y 0.5% a 1.0% de algina o). Un gel, en la terminología de los coloLdes clasica, se define corno un sistema que debe sus características y propiedades a ?n red entrelazada de cadenas de polímero que se forma en el punto de gel. Se han efectuado múltiples investigaciones para elucidar la naturaleza de los entrelazamientos y para determinar la estructura de los geles de algi ato. Con base en los datos de la difracción de fibras, cálculos de construcción de modelos y otros estudios se ha dernos-t rado que la forma tanto de los segmentos de ácido polimanurónico como de los segmentos de ácido poligulurónico del ácido algínico es la forma de cinta y extendida. Con base en estos datos y en las propiedades de los geles, se ha sugerido que la asociación cooperativa de los segmentos de ácido poligulurónico está involucrada en la formación de La red entrelazada de las cadenas de polímero. La actual estructura pr-opuesta de un gel de algmato en donde los iones de calcio están ligados entre los segmentos asociados de las cadenas de polímero con frecuencia se designa como un "modelo de caja de huevos" . Los estudios de dicroisrno circular han mostrado que los iones de calcio reaccionan de preferencia con los segmentos de ácido poligulurónico. Es posible que los segmentos alternantes y polimanurónicos no desempeñen un papel directo en la gelificación con calcio salvo para unir los segmentos asociados y así proveer una red tridimensional de cadenas dentro del gel. La naturaleza de la interacción entre los segmentos de poliguluronato y los iones de calcio se ha refinado usando tanto las geometrías de coordinación de los compuestos modelo conocidas y los requerimientos para la asociación cooperativa. En esta interacción los segmentos de poliguluronato se asocian en agregados con intersticios en los que se ajustan los iones de calcio, el modelo de caja de huevos. Se puede usar esta información para predecir las características de gelificación observadas de los alginatos de diversos suministros. Por ejemplo, el alginato de Laminaria hyperbore , con alto porcentaje de segmentos de poliguluronato, forma geles frágiles, rígidos que tienden a sufrir sinéresis o pérdida de agua ligada. En contraste, el alginato de Macrocystis pyrifera o ñscophyllum nodosum forma geles elásticos que pueden ser deformados y que tienen una tendencia marcadamente reducida hacia la sinéresis. Los alginatos adecuados para la presente invención incluyen, pero no se limitan a alginatos de sodio, alginatos de potasio y alginatos de amonio. Existe una variedad de alginatos comercialrnente disponibles de Kelco, una División de Merck 8¡ Co., Inc. (San Diego, CR). Estos alginatos varían según el. suministros de algas, el contenido de ácido rnanurónico y ácido gulurónico, el peso molecular, la forma y el tamaño de malla de la partícula. Los alginatos comercialmente disponibles de Kelco incluyen KELTONE H , MONUTEL DMB, KELGIN MV y KELGIN F. Loe cationes polivalentes reaccionarán con los polímeros algínicos y en ocasiones se entrelazarán con los mismos. Debido a que el contenido de iones polivalentes en la solución aumenta, ocurrirá espesamiento, gelificación y finalmente precipitación. Al igual que otras propiedades de las soluciones algínicas, la relación de ácido manurónico/gulurónico, la cantidad de sales monovalentes en la solución, la temperatura de la solución, el grado de polimerización y el mismo ion polivalente variarán las propiedades del alginato reaccionado. El catión polivalente más usado para cambiar la reología, la viscosidad y las características de gel de las soluciones alginicas es el calcio. También se puede usar el calcio como el ion precipitador para la formación de filamentos y películas insolubles. Se puede hacer que la reacción de calcio sea visible inyectando una corriente de solución de alginato de sodio a 1% (opcionalmente alginato de potasio o alginato de amonio) en una IR solución de cloruro de calcio al 10%. Casi instantáneamente, se formara el algi ato de calcio sobre la superficie de l a corriente de algmato de sodio y conservara la for-ma que tenía cuando fue inyectado en la solución de cloruro de calcio. I icialrnen e, el centro sera algmato de sodio sin reacción, pero después de un periodo el calcio soluble se difundirá en el centro y formará una estructura de algmato de calcio completa. La reacción entre los iones de calcio y la molécula algi nica es: 2NaAlg + Ca++ ===== Cafllg2 + ?Na A medida que se añaden los iones de calcio al sistema, la reacción continua hacia la derecha hasta que el alginato se precipita como algi ato de calcio. Las características físicas del sistema de alginato de sodio (o potasio o amonio) -calcio varían con la cantidad de calcio disponible. I icialmente, serán evidentes los aumentos de viscosidad junto con características de flujo as cortas. La adición adicional de iones de calcio da por resultado la formación de gel y finalmente la precipitación. La variedad de suministros de algas marinas produce algmatos con diferentes estructuras de bloque de ácido manurómeo a acido gulurónico. Cada algmato i lene su propia reactividad al calcio y propiedades de gelacion características. Por lo general, se hace referencia a los algmatos como "alto contenido M" o "alto co^enido G" , dependiendo de las proporciones de ácido anurónico o de ácido gulurónico que contienen. Como se muestra en el Cuadro 1, Laminaria hyperborea provee un alginato de alto contenido G. En términos generales, los alginatoe de alto contenido G producen gel.es quebradizos, fuertes que eon estables al. calor, mientras que los alginatos de alto contenido M producen geles más elásticos más débiles que tienen menos estabilidad al calor, pero más estabilidad al congelamiento/derretimiento. La resistencia del gel final, sin embargo, se puede ajustar mediante la manipulación de la química del gel y, en algunas situaciones producto, los alginatos de alto contenido G y alto contenido M son intercarnbi.ab1es . Estequioné ricamente, se requiere calcio a 7.2% con base en el peso del alginato de sodio para la substitución completa. Los geles se forman con alrededor de 30% de esta cantidad y las soluciones fluibles espesadas con menos de 15%. Al hacer geles, el método de adición del ion de calcio a la solución algínica ejerce una gran influencia en las propiedades del gel final. La adición demasiado rápida de calcio da por resultado gelificación manchada, estructura del gel discontinua o precipitación. Se pueden formular combinaciones alginato y una sal de calcio que se disuelve lentamente para controlar el régimen de la formación. Los agentes secuestradores tales como pirofosfato de tetrasodio y hexameta fosfato de sodio también controlan la liberación de iones de calcio y alteran la textura del gel final. Para formar un gel en agua fría, se pueden usar alginato de sodio, fosfato de dicalcio anhidro, citrato de sodio y ácido adípico. Cuando se añade al agua, el citrato de sodio se disuelve rápidamente y secuestra el. calcio libre en el. agua, permitiendo así que se disuelva el alginato de sodio. El ácido adípico se disuelve lentamente y reacciona con el fosfato de dícalcio anhidro para liberar iones de calcio, que forman el gel con alginato de sodio. Los agentes secuestradores corno pirofosfato de tetrasodio u otros pirofosfatos se pueden substituir por citrato. Otros suministros de calcio (carbonato de calcio o sulfato de calcio) pueden reemplazar el fosfato de dicalcio anhidro. Cualquier ácido alimenticio que se disuelva lentamente es efectivo, pero el ácido adípico tiene la ventaja de ser no higroscópico y de contribuir a un sabor ácido a ?n pH superior que algunos otros ácidos utilizados en alimentos. Es necesario el control del pH para evitar la gelificación o la precipitación prematura. Conforme desciende el pH, se suprime la ionización de los grupos carboxilo, con una pérdida de solubilidad; la gelificación ocurre inicialmente, seguida de la precipitación si el pH desciende lo suficiente. A un pH de alr-ededor de 3.5, un gel de alginato es una mezcla de un gel de calcio y de ácido. La diseminación del uso industrial y en alimentos de los alginatos por lo general se basa en su capacidad para reaccionar con iones de calcio para funcionar ventajosamente corno espesadores, formadores de película y agentes gel lficadores y estructuradoros. fll igual que con la goma gelíficadora, ya que los iones de calcio son capaces de producir geles, estos iones, si se encuentran presentes en cantidades suficientemente altas, pueden inhibir la hidratación del alginato. Por lo tanto es una practica aceptada usar-ai gi natos en combinación con agentes secuestradores para ayudar a la hidratacion en situaciones en las que el agua tiene que ser "suavizada" con el fin de que ocurra la hidrat ción. En cont ras-e con la goma gel íficador , los alginatos no forman geles con los iones de sodio. Por lo tanto, cuando se añaden soluciones de alginato a las soluciones de iones de sodio (es decir, solución salada), no producen geles por difusión, sino que se dispersan en el medio acuoso después de la agitación. El agua de mar contiene un alto nivel de iones de sodio y por lo tanto no debe esperarse que por la adición de soluciones de alginato al agua de mar se forme un gel. Se ha encontrado sorprendentemente que las soluciones de al gi nato de hecho forman geles de cuajado por difusión después de la adición de agua que tiene altas concentraciones de iones de sodio, como el agua de mar. En consecuencia, se pueden usar los algí natos corno alternativa a las soluciones de goma gelificadora en las aplicaciones previamente mencionadas. Sin limitarse por la teoría, se cree que La composición iónica del agua de mar es tal que existen suficientes iones multivalentes presentes, de manera notable calcio, para inducir 00 la formación de gel y mantener el alginato en el estado de yel a pesar de la presencia de los iones sodio y otros iones no ¡lelificadores que pueden, dependiendo de las proporciones relativas de los iones uí t ivalentes (formadores de gel) y no gelifi cadoree (disolventes de gel), hacer que el gel se desintegre. Como ya se indicó, la utilizaci n de la invención bajo condiciones practicas con frecuencia puede requerir el uso 'le agentes secuestradores para permitir La hidratacion de los polímeros de algmato y goma gelí fica a en agua fría. Ademas, la resistencia del gel requerida, que depende prim riamente de La concen ración de polímero, puede variar. Por lo tanto es concebible considerar las situaciones que requieren el uso de niveles relativamente bajos de algmato combinado con niveles relativamente altos de agente secuestrador. En estos casos, el agente secuestrador, durante el inicio de La difusión de iones en la solución, preferiblemente ligará los iones divalentes formadores de gel, brindando la posibilidad de la dispersión del alg nato en el medio acuoso circundante antes de que ocurra la gelí ficacion. Con la goma gelificadora, prescindiendo de las concentraciones relativas de goma y agente secuestrador, la dispersión del polímero antes de la gelificación no puede suceder debido a la gelación y ocurrirá instantáneamente el atrapado del polímero a través de la interacción con los iones de sodio y otros iones monovalentes, que no son ligados por el agente secuestrador.

En consecuencia, una modalidad particularmente preferida de la invención es el uso de soluciones, comprendiendo tanto alginato como goma geli icadora. Dicha combinación no sólo elimina el desperdicio de alginato por la difusión, sino que además provee texturas de gel alternativas y , en algunos casos, un costo reducido. Todos los gel.es de alginato se forman mediante reacción química. Generalmente no son térmicamente reversibles y consisten de polímeros de alginato altamente hidratados. Por medio de una selección adecuada del agente geli icador, se pueden controlar la estructura del gel y la rigidez. Los geles suaves tienden a fluir y a asumir la forma de su contenedor. En los geles algínicos, la pérdida de agua hacia la atmósfera, que causa encogimiento, ocurre muy lentamente. Loe geles de alginato de la presente invención y los geles de alginato de la invención que incluyen goma gelificadora son adecuados para una amplia gama de aplicaciones del campo del petróleo y otras aplicaciones, incluyendo control de perfil (cierre de agua) en donde se usa el gel para bloquear el flujo de producción no deseada de agua o, preferiblemente, p>ara reducir la permeabilidad al flujo de agua sin afectar en gran medida el flujo de la producción de petróleo. Los geles de circulación perdida deben controlar las cantidades mayores de fluidos que se pierden a la formación durante las aplicaciones de perforación. El uso de "tapones" de gel tiene aplicaciones en los 7 separadores de cemento usados entre fluidos o en tuberías do limpieza en donde Los "tacos limpiadores" de gel remueven los residuos en las líneas. La estructura gelificada también es ventajosa para la reducción de convección cuando se usa para aislar aplicaciones de fluido de obturador incluyendo la protección de permafrost en Alaska. Existen diversos usos ambientales. Uno es solidificar los agujeros de desechos que ocurren durante las operaciones de perforación y/o producción. Esto puede incluir la solidificación de material radioactivo que se encuentra en la naturaleza y perforaciones en nar abierto. El otro uso es hacer forros de agujeros que detienen o reducen la fuga de materiales químicos hacia el suelo «leba o de los agujeros, especialmente el suelo marino. Los geles de algmato que opcional ente incluyen goma geli icadora son útiles como agentes de pérdida de fluido (corno películas), fluidos de lastre para barcos, agentes de reducción de fricción para disminuir la caída de presión o aumentar el régimen de flujo, cubiertas retenedoras de humedad para locaciones (especialmente en laderas), auxiliares de estabilización de arena (pozos de agua, piloteados de construcción, etc.), estabilizadores de espumación con xantano, y corno barrera de humedad para el cemento.

EJEMPLO 1 Alginatos en Agua de mar Reconstituida Se preparó una solución de KELTONE HV a 1%, alginato de sodio de grado premium, dispersando cuidadosamente 3g del polvo en 300g de agua desionizada usando agitación vigoroza. Se vertió una cantidad alícuota de 50g aproximadamente de la solución como una corriente delgada en agua de mar simulada que se preparó de conformidad con el método D-114.1.-52 de A.S.T.M. disolviendo 39.26g de sal marina (la "sal marina" es cornercialmente disponible de Lake Products Company, Inc. (Maryland Heights, MO)) en 1 litro de agua desionizada. Se observó la formación instantánea de "gusanos de gel". Este ejemplo muestra la capacidad de las soluciones de alginato, preparadas sin calor, para formar geles mediante difusión de iones cuando se añade agua de mar.

EJEMPLO 2 Goma Gelificadora en Agua de mar Reconstituida Se preparó una solución de goma gelificadora KELCOGEL disolviendo una mezcla de 1.5g de goma gelificadora y citrato de sodio al 0.45% en 300g de agua desionizada usando agitación vigorosa. Se vació una alícuota de aproximadamente 50g de la solución como una fina corriente en el agua de mar simulada que se preparó disolviendo 39.26g de sal marina en 1 litro de agua desionizada. Se observó la formación instantánea de "gusanos de gel". Este ejemplo muestra la capacidad de las soluciones de goma gelificadora preparadas sin calor, para formar geles mediante difusión de iones cuando se añade agua de mar.

EJEMPLO 3 Alginatos en Agua de mar Reconstituida Como se describió en el Ejemplo 1, se prepararon soluciones al 1% de los siguientes alginatos KELTONE HV, MANUGEL DMB (un alginato gelificador premium con un alto contenido de monómero de ácido gulurónico), KELGIN MV y KELGIN F (viscosidad media, alginatos de sodio refinado). Cada solución se vació en agua de mar reconstituida, corno se describió en el Ejemplo 1. En todos los casos se formaron geles. El gel MANUGEL DMB pareció ser ligeramente rnás fuerte que los otros geles. EJEMPLO 4 ñlginatos en Agua de mar Auténtica Como se describió en el Ejemplo 1, se prepararon soluciones al 1% de los siguientes alginatos KELTONE HV, MANUGEL DMB (un alginato gelificador premium con un alto contenido de rnonómero de ácido gulurónico), KELGIN MV y KELGIN F (viscosidad media, alginatos de sodio refinado). Cada solución se vació, de acuerdo con el procedimiento que se describió en el Ejemplo 1, en agua de mar auténtica de muestras recogidas en el mar de Ocean Beach, CA.. En todos los casos se formaron geles. Este ejemplo y el. Ejemplo 3 muestran que la formación de gel no se restringe a alginatos especí icos.

EJEMPLO 5 Alginatos en Solución de Cloruro de Calcio al 1% Corno se describió en el Ejemplo 1, se prepararon soluciones al 1% de los siguientes alginatos KELTONE HV, MANUGEL DMB (un alginato gelif.icador premium con un alto contenido de monómero de ácido gulurónico), KELGIN MV y KELGIN F (viscosidad media, alginatos de sodio refinado). Cada solución se vació, de acuerdo con el procedimiento que se describió en el Ejemplo 1, en solución de cloruro de calcio al 1%. En todos los casos se formaron geles más fuertes que aquellos obtenidos en agua de mar. El gel MANUGEL DMB aparentemente fue ligeramente más fuerte que loe otros geles.

EJEMPLO 6 Alginatos en Solución de Cloruro de Sodio al 1% Corno se describió en el Ejemplo 1, se prepararon soluciones al 1% de los siguientes alginatos KELTONE HV, MANUGEL DMB (un alginato gelificador premium con un alto contenido de monómero de ácido gulurónico), KELGIN MV y KELGIN F (viscosidad media, alginatos de sodio refinado). Cada solución se vació, de acuerdo con el procedimiento que se describió en el Ejemplo 1, en solución de cloruro de sodio al 1%. No se formaron geles y las soluciones se dispersaron en el medio acuoso bajo agitación moderada.

EJEMPLO 7 Alginatos en Agua de mar Reconstituida El agua de la llave de San Diego tiene un valor de dureza típicamente de alrededor de 180 ppm, expresado corno carbonato de calcio. La idratación completa de loe alginatos y la goma gelificadora en el agua de la llave de San Diego, como resultado, requiere el uso de el agente secuestrador. Se preparó una solución al .1% de KELGIN MV en agua de la llave de San Diego mediante la dispersión del producto usando agitación vigorosa y se añadió hexametafosfato de sodio a 0.10% corno agente secuestrador. La solución formó un gel cuando se añadió a agua de mar reconstituida. Se aisló el gel sobre un tamiz después de 16 horas aproximadamente y se encontró que es suave y esponjoso. El líquido sobrenadante del cual se removió el gel se analizó usando la prueba de fenol/ácido sulfúrico para carbohidrato soluble. No se detectó una cantidad significativa de carbohidrato, indicando que el polímero fue retenido esencialmente por completo dentro de la red de gel y no hubo lixiviación en el líquido circundante. El experimento muestra que la gelificación puede ocurrir aun cuando se requiere agente secuestrador para efectuar- la hidratación, y el cuajado por difusión en la forma anteriormente descrita es extremadamente eficiente (esenci lmente siendo utilizado todo polímero).

EJEMPLO 8 Goma Gelificadora en Agua de Mar reconstituida Se preparó una solución al 1% de goma gelificadora KELCOGEL en agua de la llave de San Diego mediante la dispersión del producto usando agitación vigorosa y se añadió hexamei afosfato de sodio a 0.10% como agente secuestrador. La solución formó un gel cuando se añadió a agua de mar reconstituida. El gel fue firme y quebradizo. El líquido sobrenadante del cual se removió el gel se analizó usando la prueba de fenol/ácido sulfúrico para carbohidrato soluble. No se detectó una cantidad significativa de carbohidrato, indicando que el polímero fue retenido esencialmente por completo dentro de la red de gel y no hubo lixiviación en el líquido circundante. El experimento muestra que la gelificación puede ocurrir aún cuando se requiere agente secuestrador para efectuar la hidratación, y el cuajado por difusión en la forma anteriormente descrita es extremadamente eficiente (esencialmente siendo utilizado todo polímero).

EJEMPLO 9 Alginatos en Combinación con Goma Gelificadora en Agua de Mar Reconstituida Be preparó una solución conteniendo KELCOGEL a 0.3%, KELGIN MV a 1.0% y hexamet fosfato de sodio a 0.12% on agua de 0 la llave de San Diego mediante la dispersión del producto usando agitación vigorosa. La solución formó un gel cuando se añadió a agua de mar reconstituida. El gel fue rnás fuerte y coherente y de textura diferente a la de los otros geles. El líquido sobrenadante del cual se removió el gel se 5 analizó usando la prueba de fenol/ácido sulfúrico para carbohidrato soluble. No se detectó una cantidad significativa de carbohidrato, indicando que el polímero fue retenido esencialmente por completo dentro de la red de gel y no hubo lixiviación en el líquido circundante. 0 El experimento muestra que la gelificación puede ocurrir aún cuando se requiere agente secuestrador para efectuar la hidratación, las combinaciones de alginato y goma gelificadora proveen geles fuertes y el cuajado por difusión descrito anteriormente es extremadamente eficiente (esencialmente siendo 5 utilizado todo polímero).

EJEMPLO 10 Análisis de Agua de Mar Se analizaron para composición iónica mediante absorción atómica una muestra del agua de mar reconstituida usada en el Ejemplo 1, 2, 3, 7, 8 y 9 y una muestra del agua de mar auténtica usada en el Ejemplo 4. Los resultados fueron co o sigue: reconsti tuida rea1 Ca: 273.7 ppm Ca: 298.9 pprn K: 452.9 pp>m K: 439.8 pprn Mg: 828.6 pprn Mg: 856.4 ppm Na: 9605.1 ppm Na: 9523.2 ppm Se preparó una solución que contiene calcio, potasio, magnesio y sodio en las proporciones aproximadas que se encuentran en el agua de mar reconstituida (y por lo tanto también en el agua de mar auténtica ya que su composición es similar a la del agua de mar reconstituida) añadiendo las cantidades adecuadas de los cloruros de cada uno de estos cationes al agua. Se añadieron soluciones al uno p>orciento de alginatos de sodio KELTONE HV y KELGIN MV, preparadas en agua desionizada como ya se describió, como una corriente fina a esta solución salada, y, nuevamente se formaron "gusanos gelificados" . Este ejemplo muestra que la composición iónica de agua de mar es, fortuitamente, tal que, a pesar del contenido rel tivamente alto de iones no gelificadores, notablemente sodio, hay suficiente calcio presente para que esté a punto de ocurrir gelificación de alginato.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio y alginato caracterizado porque la relación de iones de sodio a iones de calcio es en re alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1 y en donde la cantidad de alginato es entre apr"ox irnadanente 0.3% y a1 redeclor de 4% .

2. Un gel, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la cantidad de alginato es entre alrededor de 0.7% y 2%.

3. Un gel, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el alginato comprende ácido rnanurónico y ácido gulurónico en una relación en peso de entre alrededor de 2:1 y 0.35:1.

4. Un gel, de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el gel es una red entrelazada de segmentos de ácido polugulurónico

5. Un gel, de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque los iones de calcio están ligados entre los segmentos asociados.

6. Un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador y alginato caracterizado porque la relación de iones de sodio a iones de calcio es entre alr-ededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, la cantidad de agente secuestrador es entre alrededor de 0.01 y 1.5% y la cantidad de algi ato es entre aproximadamente 0.3% y alrededor do 4%.

7. Un gel de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado ademas porque comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador y alginato en donde l a relación de iones de sodio a iones de calcio es entre al rededor-de 15:1 a aproximadamente 45:1, la cantidad de agente secuestrador- es entre alrededor de 0.05 y 0.6% y la cantidad de al gi nato es entre aproximadamente 0.7% y al rededor de 2%.

8. Un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador, goma gelificadora y algmato caracterizado porque la relación de iones de sodio a iones de calcio es entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, la cantidad de algmato es entre aproximadamente 0.3% y alrededor de 4%, la cantidad de goma gel ificadora es entre aproximadamente 0.05% y alrededor de 4% y la cantidad de agente secuestrador es en re alrededor de 0.01 y 1.5%.

9. Un gel de conformidad con la reivindicación 8, carac erizado además porque la cantidad de alginato comprende entre aproximadamente 0.7% y alrededor de 2%, la cantidad de goma gelificadora es entre aproximadamente 0.2% y alrededor de 1% y la cantidad de agente secuestrador es entre alrededor- de 0.05 y 0.6%.

10. Un gel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el alginato comprende ácido imanurónico y ácido gulurónico en una relación en peso de entre alrededor de 2:1 y 0.35:1.

11. Un gel que comprende agua, iones de sodio, iones de calcio, un agente secuestrador y goma gelificadora caracterizado porque la relación de iones de sodio a iones de calcio es entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1, la cantidad de goma gelificadora es entre aproximadamente 0.05% y alrededor de 4% y la cantidad de agente secuestrador es entre alrededor de 0.0.1 y .1.5%.

12. Un procedimiento par-a preparar un gel , de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende: a) formar una solución de entre aproximadamente 0.3 y 4% de alginato; b) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje.

13. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el gel se cuaja mediante difusión de iones.

14. Un procedimiento para preparar un gel de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende: a) formar una solución de entre alrededor- de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre aproximadamente 0.3 y 4% de alginato de sodio; b) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje.

15. Un procedimiento para preparar un gel de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque comprende: a) formar una solución de entre aproximadamente 0.3 y 4% de alginato de sodio, entre al rededor-de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre alrededor de 0.05 y 4% de goma geli icadora; b) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor- de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje.

16. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1.5, caracterizado además porque comprende cuajar el gel por medio de difusión de iones.

17. Un procedimiento para preparar un gel de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque comprende: a) formar- una solución de entre alrededor de 0.01 y 1.5% de agente secuestrador y entre alrededor de 0.05 y 4% de goma gelificadora; b) vaciar la solución de (a) en agua teniendo una relación de iones de sodio a iones de calcio de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1; y c) dejar que el gel se cuaje.

18. Un método para bloquear el flujo de agua de una formación productora de petróleo en una formación productora de petróleo, caracterizado porque comprende introducir en la formación un gel de conformidad con la reivindicación 1.

19. Un método para remover residuos de la formación en una tubería de petróleo, caracterizado porque comprende introducir en la tubería un gel de conformidad con la reivindicación 1.

20. Un método para aislar petróleo a alta temperatura dentro de una tubería ubicada en un ambiente a baja temperatura, caracterizado porque comprende substancialmente envolver la tubería con un gel de conformidad con la reivindicación 1.

21. Un método para solidificar un agujero de desechos formado durante las operaciones de perforación y producción de petróleo, caracterizado por-que comprende añadir al agujero un gel de conformidad con la reivindicación 1.

22. Un método para reducir la lixiviación química de los agujeros de desecho caracterizado porque comprende forrar el agujero de desecho con un gel de conformidad con la reivindicación 1.

23. Un método para reducir la pérdida de fluido en una formación, desde un fluido, tal como un lodo de perforación, caracterizado porque comprende formar una película comprendiendo un gel de conformidad con la reivindicación 1.

24. Un método p>ara inhibir el agotamiento de humedad del cemento vaciado comprendiendo cubrir el cemento vaciado con un gel de conformidad con la reivindicación 1.

25. Un método para bloquear el flujo de agua de una formación productora de petróleo en una formación productora de petróleo que comprende introducir en la formación una solución de aiginato, en donde la cantidad de alginato es de alrededor de 0.3 y 4%, dicha solución forma un gel de conformidad con la reivindicación 1, después de introducirla a la formación y poner-la en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.

26. Un método par-a remover residuos de la formación en una tubería de petr leo que comprende introducir en la tubería una solución de alginato, en donde la cantidad de alginato es de alrededor de 0.3 y 4%, dicha solución for-ma un gel de conformidad con la reivindicación 1, después de introducirla a la tubería y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.

27. Un método par-a aislar petróleo a alta temperatura dentro de una tubería ubicada en un ambiente a baja temperatura comprendiendo substancial mente envolver la tubería con una solución de alginato, en donde la cantidad de algmato es de alrededor de 0.3 y 4%, dicha solución forma un ge! de conformidad con la reivindicación 1, después de envolver- la tubería y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.

28. Un método p>ara solidi ficar un agujero de desechos formado durante las operaciones ié perforación y producción que comprende añadir al agujero una solución de alginato, en donde la cantidad de alginato es de alrededor de 0.3 y 4%, dicha solución forma un gel de conformidad con la reivindicación 1, después de añadirla al agujero y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.

29. Un método para reducir La lixiviación química de los agujeros de desecho que comprende forrar el agujero de desecho con una solución de alginato,, en donde la cantidad de alginato es de alrededor de 0.3 y 4%, dicha solución forma un gel de conformidad con la reivindicación 1, después de forrar el agujero de desecho y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.

30. Un método para inhibir el agotamiento de humedad del cemento vaciado comprendiendo cubrir el cemento vaciado con una solución de alginato, en donde la cantidad de alginato es de alrededor de 0.3 y 4%, dicha solución forma un gel de conformidad con la reivindicación 1, después de cubrir el cemento vaciado y ponerla en contacto con agua que contiene iones de sodio, iones de calcio, en donde la relación de iones de sodio a iones de calcio es de entre alrededor de 15:1 a aproximadamente 45:1.