PT714978E

PT714978E - Gel de um meio apolar sua utilizacao para a preparacao de fluidos de furacao a base de aguac

Info

Publication number: PT714978E
Application number: PT95402574T
Authority: PT
Inventors: Laurent Frouin; Mikel Morvan; Daniel Aubert; Marie-Madeleine Vincent
Original assignee: Rhodia Chimie Sa
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 2001-08-30
Also published as: DK0714978T3; ATE199933T1; CA2163926C; JPH08253691A; DE69520407T2; AU679650B2; EP0714978B1; NO954800L; JP2710100B2; US5858928A; NO319012B1; EP0714978A1; KR100189387B1; FI955711A; MY113895A; ES2157308T3; TW419519B; DE69520407D1; NO954800D0; GR3035854T3

Description

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Descrição “Gel de um meio apoiar, sua utilização para a preparação de fluidos de furação à base de água” A presente invenção tem por objecto um gel em meio apelar, pouco sensível à temperatura, que pode ser utilizado tal qual em detergência para o desengorduramento de têxteis, como veículo de matérias sólidas que sedimentam em meio apoiar não gelificado, em cosmética, ou após diluição em meio aquoso, como agente de limpeza industrial de superfícies duras, e em especial para a formulação de fluidos de furação à base de água. O documento US-A-5 034 139 descreve um gel que compreende um meio apoiar, um polímero absorvedor de água, um agente tensio-activo, um agente à base de fósforo susceptível de gelificar os hidrocarbonetos, sendo o referido agente o produto da reacção de um éster fosfato com um sal de alumínio básico. Nesse documento, a gelificação do meio apoiar é obtida unicamente pela associação de sais de alumínio e de ésteres de fosfatos. Os sais de alumínio têm por efeito “reticular” os ésteres de fosfato formando um polímero aniónico. O documento EP-A-1-0 083 957 descreve geles orgânicos que utilizam igualmente o produto que resulta da reacção entre um éster fosfato e um sal alcalino de alumínio.

Os documentos FR-A-2 516 533 e US-A-4 422 947 descrevem a utilização de hidrocolóides para espessar meios aquosos quando da preparação de fluidos de furação.

De acordo com a invenção, trata-se de um gel caracterizado pelo facto de conter: pelo menos um meio apoiar (MApo), 2 - pelo menos um agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), solúvel ou dispersável no referido meio apoiar, - pelo menos um agente de neutralização (AN) do referido agente tensio--activo “multicatenar”, presente em uma quantidade que corresponde a 2 a 30 vezes, de preferência 4 a 20 vezes a quantidade estequiometricamente necessária para a neutralização do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), •.rã- - . ·,;ν·. · - entre 0,2 e 5, de preferência entre 0,3 e 3 moléculas de água por molécula de agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), sendo a água introduzida pelo menos em parte por intermédio do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) e/ou por intermédio do referido agente dc neutralização (AN), eventualmente pelo menos um agente emulsionante susceptível de emulsionar o referido gel em água ou num meio aquoso, e eventualmente pelo menos uma caiga sólida solúvel ou insolúvel no meio apoiar (MApo). \

Entende-se por “meio apoiar” (MApo) qualquer constituinte líquido à temperatura de preparação do referido gel, que, situado no espaço de solubilidade de HANSEN (Handbook of solubility parameters and other cohesion parameters -Allan F. M. BARTON, CRC Press Inc. 1983-), apresenta os parâmetros seguintes: . δΡ de interaeções Keesom inferior a 10 (J/cm3)l/2 δΗ de ligações de hidrogénio inferior a 10 (J/cm3)1/2 ôD de interaeções London superiora 15 (J/cm3)1/2

J A título de exemplo de meio apoiar (MApo), pode-se citar: . os triglicéridos de ácidos gordos saturados ou insaturados com pelo menos 12 átomos de carbono e de preferência entre 14 e 20 átomos de carbono; pode tratar--se de triglicéridos de síntese ou de preferência naturais, tais como óleos vegetais do tipo óleo de colza, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de manteiga, óleo de sementes de algodão, óleo de linhaça, óleo de noz de côco, azeite, óleo de palma, óleo de graínhas de uvas, óleo de peixe, óleo rícino, óleo de copra, . as fracções petrolíferas aromáticas, . os compostos terpénicos (D-limoneno, L-limoneno), . as misturas de diésteres succinato/adipato/glutarato de dimetilo, dipropilo, diisobutilo, dibutilo, . os hidrocarbonetos alifáticos que contêm pelo menos 6 átomos de carbono (isooctano, querosene, gasolina, combustível diesel, óleos minerais, óleos lubrificantes), . os solventes aromáticos (anisol, tolueno), . os solventes clorados (tricloro-l,l,l-etano), . os óleos essenciais.

Entende-se por tensio-activo “multicatenar” (ATMC), qualquer tensio-activo líquido constituído por pelo menos duas cadeias hidrófobas ligadas por intermédio de uma cabeça hidrófila, encontrando-se o referido tensio-activo sob forma ácida. A título de exemplo, pode-se citar os tensio-activos àbase de: diésteres fosfatos de álcoois alcoxilados, que apresentam 2 e 20, de preferência entre 4 e 10 motivos oxialquileno, de preferência oxietileno, e para os quais os álcoois são escolhidos de entre os álcoois alifáticos saturados ou insaturados de cadeia linear ou ramificada em C6-C30, de preferência em C6-C2o, diésteres fosfatos de alquilfenóis alcoxilados, que apresentam entre 2 e 20, de preferência entre 4 e 10 motivos oxialquileno, de preferência oxietileno, e para os quais os alquilfenóis são escolhidos de entre aqueles cujo radical alquilo é em C6-C30, de preferência em C6-C20.

Os agentes de neutralização (AN) do referido agente tensio-activo “multicatemar” (ATMC), são de preferência líquidos e não solúveis no referido meio de suspensão apoiar. ·.;>.;

De entre aqueles pode-se mencionar as aminas primárias, secundárias ou terciárias, as alcanolaminas. A título de exemplos, pode-se citar a trietanolamina, o aminometilpropanol, a cocoamino, a butilamina.

Como exemplo de agente susceptível de emulsionar o referido gel da invenção em água ou num meio aquoso, pode-se citar os triestirilfenóis etoxilados, os sulfatos ou fosfatos de tiiestiiilfeiióis etoxilados e/ou propoxilados, os ácidos ou os álcoois gordos etoxilados e/ou propoxilados, os copolímeros sequenciados etoxilados/propoxilados, o dodecilbenzeno-sulfonato de sódio.

As cargas sólidas eventualmente presentes, podem também ser tanto cargas inertes como cargas quimicamente activas. A título de exemplo, pode-se citar em especial: - cargas do tipo sílica, carbonato de cálcio, pigmentos, hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos, tais como: . os polissacáridos obtidos por fermentação bacteriana (a goma de xantano, os polissucinoglicanos, o ramsano, o welano, o gelano), . os galactomananos (gomas guar e os seus derivados, caruba, tara), . os carragenanos, . os alginatos, . os derivados semi-sintéticos da celulose tais como as carboximetilceluloses, . as metilceluloses, as hidroxipropilceluloses, as hidroxietilceluloses, os poliacrilatos de metais alcalinos, . os álcoois polivinílicos, . os polietileno-glicóis, . as polivinilpirrolidonas, sozinhos ou em associação entre si, - agentes anti-espuma, tais como os estearato de alumínio, a sílica hidrófoba, a etileno-bis-estearamida, - matérias activas como compostos fitossanitários, - compostos básicos solúveis em água tais como metassilicatos de sódio, aigilas, - agentes anti-UV tais como o óxido de titânio, o óxido de zinco.

As características viscoelásticas do gel são função simultaneamente da razão molar agente de neutralização (AN)/tensio-activo “multicatenar” (ATMC), e das quantidades relativas do meio apoiar (MApo) e de tensio-activo “multicatenar” (ATMC).

As quantidades de tensio-activo “multicatenar” (ATMC) são geralmente de 0,5 a 10%, de preferência de 1 a 6% em relação ao peso do referido gel.

Os geles que constituem o objecto da invenção têm a vantagem de apresentarem características viscoelásticas que podem ir desde os geles “flexíveis” 6 (ou “fracos”) até às dos geles “duros” (ou “fortes”).

Um gel é um sistema viscoelástico, que pode ser caracterizado por um módulo de conservação G’ (que traduz o carácter sólido do gel) e um módulo de perda G” (que traduz o carácter viscoso) em função da velocidade angular de deformação.

Entende-se por gel “duro” (ou “forte”) qualquer gel cujo módulo de conservação G’ apresenta um patamar numa gama de velocidade angular compreendida geralmente entre 10'1 e 100 radianos/s; nesta gama de* velocidade angular, G’ c pelo menos 4 vezes superior a G”.

Um gel “duro” (ou “forte”) pode ser obtido favoravelmente por meio de uma quantidade de tensio-activo “multicatenar” (ATMC) compreendida entre 5 e 10% em peso em relação ao peso do referido gel, com uma razão molar agente de neutralização (AN)/tensio-activo “multicatenar” (ATMC) compreendida entre 5 e 10 vezes a razão estequiométrica de neutralização, e uma quantidade de água compreendida entre 0,05 e 0,5% em peso em relação ao peso do referido gel.

Entende-se por gel “flexível” (ou “fraco”) qualquer gel cujo módulo de conservação G’ apresenta um patamar numa gama de velocidade angular inferior a 1 radiano/s, e permanece nesse patamar superior ao módulo de perda G”.

Condições favoráveis à obtenção de um gel “flexível” (ou “fraco”) correspondem à presença de uma quantidade de tensio-activo “multicatenar” (ATMC) compreendida entre 1 e 3% em peso em relação ao peso do referido gel, com uma razão molar agente de neutralização (AN)/ tensio-activo “multicatenar” (ATMC) compreendida entre 5 e 10 vezes a razão estequiométrica de neutralização, e de uma quantidade de água compreendida entre 0,01 e 0,1% em peso em relação 7 ao peso do referido gel.

Os geles que constituem o objecto da invenção, podem ter múltiplas aplicações, consoante a natureza do meio apoiar (MApo) e a natureza das cargas eventuais.

Os referidos geles podem ser utilizados tais quais, por exemplo: - em detergência, para o desengorduramento de têxteis por aplicação do referido gel que contém um solvente activo das gorduras como meio apoiar, sobre a superfície a tratar v'~‘ - como veículo de colocação em suspensão de cargas que sedimentam naturalmente em meio apoiar não gelificado, em especial como veículo de agentes anti-espuma - em cosmética para a preparação de cremes e geles solares que contêm agentes anti-UV, ou para a preparação de cremes de tratamento cuja fase contínua é um óleo.

Os geles de acordo com a invenção podem ser igualmente utilizados após diluição em meio aquoso como agentes de limpeza industrial de superfícies duras.

Geles de acordo com a invenção particularmente interessantes são aqueles que contêm pelo menos uma carga sólida escolhida de entre os hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos, do tipo dos mencionados anteriormente. A invenção diz igualmente respeito a um gel (gel Gl) específico particularmente utilizável, após diluição em água, para a formulação de fluidos de fúração à base de água e que compreendem: - 100-(a+b+c+d) partes em peso de pelo menos um meio apoiar (MApo), - uma quantidade (a) compreendida entre 0,5 e 6, de preferência entre 1 e 4 8 & partes em peso de pelo menos um agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), solúvel ou dispersável no referido meio apoiar, - uma quantidade (b) de pelo menos de um agente de neutralização (AN) do referido agente tensio-activo “multicatenar”, que corresponde a 2 a 30 vezes, de preferência 4 a 20 vezes a quantidade estequiometricamente necessária para a neutralização do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), - uma quantidade (c) de água que corresponde a 0,2 a 5, de preferência 0,3 a 3 moléculas de água por molécula de agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), sendo a água introduzida pelo menos em parte por intermédio do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) e/ou por intermédio do referido agente de neutralização (AN), - e uma quantidade (d) compreendida entre 10 a 50, de preferência entre 20 e 40 partes em peso de pelo menos um hidrocolóide susceptível de espessar os meios aquosos.

Os hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos podem ser escolhidos de entre a lista definida anteriormente e em particular de entre a goma xantano, os polissuccinoglicanos, o ramsano, o welano, o gelano.

De acordo com um modo preferido da invenção, no gel (gel Gl), o hidrocolóide susceptível de espessar os meios aquosos é uma mistura (M) que contém: - pelo menos um polissacárido hidrocolóide obtido por fermentação bacteriana (PSB), estável na presença de iões Ca2+ a um pH superior a 10, e que 9

apresenta um índice de pseudoplasticidade inferior ou igual a 0,5 para uma concentração de 0,1% em peso em água destilada - e pelo menos um polímero hidrocolóide de origem natural (PN), estável na presença de cimento e de iões Ca2+ para um pH superior a 10, e que apresenta um índice de pseudoplasticidade superior ou igual a 0,6 para uma concentração de 0,3% em peso em água destilada segundo uma razão ponderai PN/PSB da ordem de 20/80 a 95/5, de preferência da ordem de 50/50 a 90/10. O termo “estável” na presença de cimento ou de iões Ca2+ para um pH superior a 10, significa que a viscosidade de uma solução aquosa de hidrocolóide não é afectada pela presença de cimento ou pela presença de iões Ca2+ para um pH superior a 10. Por exemplo, pode-se considerar como estável, um hidrocolóide, que, em solução aquosa a 0,3% em peso, apresenta uma viscosidade, para um gradiente de velocidade dado, que não varia mais de + 20%, de preferência mais de +10% do seu valor inicial, quando se lhe adiciona 1 % em peso em relação ao peso da referida solução, de um cimento de tipo Portland CP A 55® (comercializado por Les Ciments Français). O índice de pseudoplasticidade mencionado é calculado por intermédio do modelo de OSTWALD, aplicado à curva de reologia em escoamento obtida por intermédio de um aparelho LOW SHEAR comercializado por CONTRAVES.

Esse índice é deduzido da equação seguinte:

Log η = Log K + (n-1) Log γ

na qual o símbolo η representa a viscosidade em mPa.s, o símbolo K representa o índice de consistência, o símbolo n representa o índice de pseudoplasticidade e o símbolo γ representa o gradiente de corte em s*1.

De entre os polissacáridos hidrocolóides obtidos por fermentação bacteriana (PSB), que podem encontrar-se presentes na mistura (M), pode-se mencionar: - os succinoglicanos cujo motivo de base contém glicose, galactose e um resto succinilo; clcs encontram-se descritos nos pedidos dc patente de invenção europeia EP-A-351 303 e 40 445, assim como em Carbohydrate Research, 73 (1979) pp. 159-168, de Clarence A. Knutson; podem ser obtidos mediante fermentação microbiana de um meio que comporia uma fonte de carbono, por meio de um microrganismo que pertence ao género Arthrobacter, tal como Arthrobacter stabilis, em particular a estirpe Arthrobacter stabitís NRRL-B-1973, ao género Agrobacterium, tais como Agrobacterium tumefaciens, Agrobactertum radiobaeler ou Agrobacterium rhizogenes, ao género Rhizobium, em particular Rhizobium meliloti e Rhizobium trifoli, ao género Alcaligenes tal como Alcaligenes faecalis, em particular a variedade de mixogénes ou ao género Pseudomonas, em particular as estirpes Pseudomonas sp. NCIB 11264 e NCIB 11592; entre esses succinoglicanos, pode-se muito particularmente citar as gomas reozano, descritas no pedido de patente de invenção europeia EP-A-351 303, e obtidas por fermentação de uma fonte carbonada por meio da estirpe Agrobacterium tumefaciens 1-736 depositada na Collection Nationale de Culture des Microorganismes (CNCM); - as gomas de ramsano cujo motivo de base contém glicose e ramnose; elas podem ser obtidas por fermentação microbiana de um meio que comporta uma fonte de carbono, por meio de um microrganismo que pertence ao género Alcaligenes, de preferência a estirpe Alcaligenes ATCC 31961 ou ao género Pseudomonas, em 11

particular as estirpes Pseudomonas paucimobilis, mais preferencialmente a estirpe 1-886 depositada na CNCM e a estirpe DSM 4429; estes polissacáridos encontram--se descritos nos pedidos de patente de invenção europeia EP-A-77 680 e 339 445; - as gomas welano cujo motivo de base contém glicose, ácido glucurónico, ramnose e manose; elas encontram-se descritas em Jansson PE, Lindberg B et Wildmalm G (1985) Carbohydrate Research 139, 217-223; elas podem ser obtidas mediante fermentação microbiana de um meio que comporta uma fonte de carbono, por meio de um microrganismo que pertence ao género Alcaligenes, de preferência a -estirpe Alcaligeries ATCC 31555.

De entre os polímeros hidrocolóides de origem natural (PN), pode-se mencionar: - os derivados semi-sintéticos da celulose tais como as hidroximetilceluloscs, hidroxietilceluloses, hidroximetilpropilceluloses, hidroxipropilceluloses, carboximetilceluloses; - os derivados alcoxilados da goma guar (denominados hidroxialquilguaies), que contêm por molécula entre 0,01 e 5, de preferência entre 0,05 e 0,5 motivo(s) oxialquileno, de preferência oxietileno e/ou oxipropileno; podem ser obtidos mediante reacção de guar natural com um óxido de alquileno (óxido de etileno e/ou de propileno). O gel (gel Gl) de acordo com a presente invenção pode compreender muito particularmente como hidrocolóide uma mistura (M) que contém: - um polissacárido succinoglicano, - um hidroxialquilguar que contém entre 0,01 e 5, de preferência entre 0,05 a 0,5 motivo(s) de oxietileno e/ou oxipropileno, 12

segundo uma razão ponderai hidroxialquilguar/succinoglicano compreendida entre 20/80 e 95/5, de preferência entre 50/50 e 90/10.

Pode preparar-se a mistura (M) mediante mistura a seco de pós de polissacárido hidrocolóide obtido mediante fermentação bacteriana (PSB) e de polímero hidrocolóide de origem natural (PN), por qualquer método conhecido do técnico da especialidade. A invenção diz igualmente respeito ao processo de preparação do gel segundo a invenção que consiste em misturar os seusi.diferentes constituintes, sendo o agente de neutralização (AN) e o tensio-activo “multicatenar” (ATMC) introduzidos, cada um, separadamente, no meio apoiar (MApo), sendo o agente de neutralização (AN) introduzido de preferência após o tensio-activo “multicatenar” (ATMC).

Um modo preferido de realização consiste em introduzir sob agitação mecânica o tensio-activo “multicatenar” (ATMC) no meio apoiar (MApo) levado a uma temperatura compreendida entre 15 e 50°C, gcralmcnte compreendida entre 25 e 35°C, e depois o agente emulsionante eventual, o agente de neutralização (AN) e as cargas eventuais.

Quando o gel apresenta a composição do gel Gl, ele pode ser preparado mediante introdução sob agitação mecânica no meio apoiar (MApo), do agente tensio-activo “multicatenar” (ATMC), depois o agente de neutralização (AN), e, fmalmente, o hidrocolóide. A presente invenção tem igualmente por objecto um processo para gelificar um meio apoiar (MApo), sendo o referido processo caracterizado pelo facto de se introduzir no referido meio apoiar: 13

- pelo menos um agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), solúvel ou dispersável no referido meio apoiar - pelo menos um agente de neutralização (AN) do referido agente tensio--activo “multicatenar”, presente em quantidade que corresponde a 2 a 30 vezes, de preferência 4 a 20 vezes a quantidade estequiometricamente necessária para a neutralização do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) - entre 0,2 e 5, de preferência entre 0,3 e 3 moléculas de água por molécula de agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), sendo a água introduzida, pelo menos em parte, por intermédio do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) e/ou por intermédio do referido agente de neutralização (AN) - eventualmente pelo menos um agente emulsionante susceptível de emulsionar o gel obtido em água ou num meio aquoso - e eventualmente pelo menos uma carga sólida solúvel ou insolúvel no meio apoiar (MApo). A natureza e as quantidades respectivas dos diferentes constituintes em função da utilização desejada do gel a obter, assim como as condições operatórias, foram já mencionadas anteriormente. A invenção refere-se ainda à utilização do gel (gel Gl) para a preparação de um fluido de furação à base de água e em particular para a preparação de um fluido de furação à base de água para a fabricação de paredes moldadas. O processo de preparação de tais fluidos de furação consiste em diluir em água o gel (gel Gl).

De uma maneira geral, para esse processo de preparação, dilui-se quantidades de gel e de água de tal modo que o fluido de furação final compreende entre 0,01 e 3 parte(s) em peso de hidrocolóide susceptível de espessar os meios aquosos, introduzido por intermédio do gel, por 100 partes de água. De preferência, o fluido de furação compreende entre 0,05 e 1,5 parte em peso de hidrocolóide por 100 partes de água. A utilização do gel (gel Gl) de acordo com a invenção para a preparação de fluidos de furação à base de água apresenta várias vantagens.

Para já, os fluidos de furação obtido3 só compreendem água e pequenas quantidades do gel (gel Gl). O facto de se utilizarem pequenas quantidades do gel (gel Gl) permite, após a utilização, pôr o fluido de furação que comporta os entulhos de terreno em descarga não classificada. Com efeito, como o gel (gel Gl) c rapidamente biodegradável, a armazenagem dos entulhos não requer qualquer condição particular.

Em seguida, os fluidos de furação obtidos apresentam uma retenção de água importante, que evita as infiltrações de água no terreno no decurso da furação de tuna trincheira, em especial no caso da construção de paredes moldadas. Os fluidos de furação utilizados apresentam, em geral, um filtrado a 30 min (V3o) de no máximo 30 ml, de preferência de no máximo 25 ml, ainda mais preferencialmente de no máximo 20 ml, sendo o método de medição do filtrado o que é dado nos exemplos.

Os fluidos obtidos apresentam igualmente propriedades reológicas adaptadas à sua utilização para a fabricação de paredes moldadas. Eles têm em particular um comportamento pseudo-plástico tal que é possível bombeá-los facilmente sem que 15 y<f

Z'^'IS seja necessário utilizar meios de agitação muito cortantes.

De uma maneira geral, os fluidos de furação obtidos a partir do gel (gel Gl) de acordo com a invenção, apresentam uma viscosidade plástica FANN (Vp) compreendida entre 5 e 15 mPa.s, de preferência compreendida entre 5 e 10 mPa.s. Apresentam igualmente uma viscosidade MARSH (Vm) compreendida entre 30 e 140 s, de preferência compreendida entre 30 e 100, ainda mais preferencialmente compreendida entre 35 e 50 s. Apresentam também um yield value (YV) compreendido'entre 2 e 10 Pa. Essas diferentes viscosidades são medidas segundo os ensaios descritos nos exemplos.

Finalmente, os fluidos de furação obtidos a partir do gel (gel Gl) conservam as suas propriedades após colocação em contacto com os entulhos do terreno e os iões Ca2+ do betão. Assim, após separação dos entulhos do fluido de furação, é possível reciclar uma parte importante desse fluido. Isto constitui uma vantagem importante em relação aos fluidos conhecidos da técnica anterior, em geral à base de bentonite que não são recicláveis: eles perdem, com efeito, as suas propriedades reológicas após colocação em contacto com os iões solúveis que podem encontrar-se presentes no terreno ou com os iões Ca2+ do betão. A invenção diz fmalmente respeito à utilização do gel (gel Gl) em associação com um agente tensio-activo (TA) como sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma, para a perfuração de túneis por meio de uma tuneladora. A invenção refere-se igualmente, por consequência, a um sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma que compreende o gel (gel Gl) de acordo com a invenção e um agente tensio-activo (TA). 16

O agente tensio-activo (TA) pode ser escolhido de entre qualquer tipo de agente tensio-activo solúvel em água e compatível com os hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos que fazem parte do gel (gel Gl). Esses agentes tensio-activos devem permitir formar uma espuma e ser química e termicamente estáveis nas condições de armazenagem. Pode tratar-se de um agente tensio-activo catiónico, aniónico, iónico ou anfotérico. O agente tensio-activo (TA) do sistema precursor de espuma .pode, em particular, ser escolhido de entre: . os alquilsulfatos de fórmula geral ROSO3M, na qual o símbolo R representa um radical alquilo ou hidroxialquilo em C5-Ç24, de preferência em C10-Ç4& o símbolo M representa um átomo de hidrogénio ou um catião alcalino (sódio, potássio, lítio), amónio substituído ou não substituído (metil-, dimetil-, trimetil-, tetrametilamónio, dimetilpiperidínio) ou derivado de uma alcanolamina (monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, monoisopropanolamina); as betainas, as alquilbetaínas, as alquildimelilbelaínas, as alquilamidobetaídas, as alquiltrimetilsulfobetaínas; . as misturas de alquilamidobetaínas e de alquilsulfossuccinatos de sódio em que o radical alquilo é em Q-Cjls; . os alquilétersulfatos de fórmula geral R0(CH2CHRi0)nS03M na qual o símbolo n representa um número compreendido entre 0,5 e 30, de preferência compreendido entre 0,5 e 10, e na qual o símbolo Ri representa um grupo alquilo em C4-Cj8, de preferência em C12-Ç15 e que apresenta em média entre 0,5 e 30 motivos, de preferência entre 0,5 e 10 motivos de oxietileno e/ou oxipropileno, o símbolo M representa um átomo de hidrogénio ou um catião alcalino (sódio, potássio, lítio), amónio substituído ou não substituído (metil-, dimetil-, trimetil-, tetrametilamónio, dimetilpiperidínio) ou derivado de uma alcanolamina (monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, monoisopropanolamina); . os alfa olefinas sulfonatos; . os alquilpoliglicosidos de fórmula geral R(OCH2CH2)n(G)m, na qual o símbolo R representa um radical hidrocarbonado, de cadeia linear ou ramificada, saturado ou insaturado em Cg-C24, o símbolo G representa um açúcar redutor em C5-Cé tais como a galactose, a glicose ou a fnitose, o símbolo n representa um número compreendido entre 0 e 20 c o símbolo m representa um número compreendido entre 1 e 10; . os alquilanfomonoacetatos, os alquilanfodiacetatos, tais como em particular o cocoanfoacetato de sódio comercializado sob as denominações MIRAPON EXCEL® e MIRANOL ULTRA® por RHÔNE-POULENC.

As quantidades respectivas de agente tensio-activo (TA) e de gel do sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma podem ser muito variáveis em função da aplicação do sistema precursor. O teor de tensio-activo (TA) pode assim encontrar-se compreendido entre 1 e 2000% em peso em relação ao peso do gel (gel

Gl). O sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma de acordo com a invenção pode compreender além disso pelo menos uma carga sólida diferente dos hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos tal como: . a sílica natural (areia, diatomáceas) ou sintética (de precipitação), . o carbonato de cálcio, o carbonato de magnésio, . os óxidos metálicos tais como o óxido de ferro (hematite, magnetite), . os pigmentos naturais (ocre) ou sintéticos, . agentes reguladores de espuma tais como o estearato de alumínio, a sílica hidrófoba, a etileno-bis-estearamida, . a cal natural, extinta, hidróica, . o gesso (anidrite, semi-hidrato), . matérias activas como compostos fitossanitários, . compostos básicos solúveis em água tais como metassilicatos de sódio, polissilicatos, argilas (caulino, esmectite, ilite), talco, mica.

Essas cargas sólidas podem representar no máximo 50% em peso do sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma, de preferência no máximo 20%, ainda mais preferencialmente no máximo 15%. O tamanho das partículas cncontra-se cm geral compreendido entre 0,1 pm c 1 mm, de preferência entre 0,2 μπι e 200 pm.

Essas cargas podem ser introduzidas no todo ou em parte no sistema precursor por intermédio do gel (gel Gl). Com efeito, o gel que entra na composição do precursor pode compreender cargas sólidas.

De uma maneira geral, quando se introduz uma pequena taxa de cargas sólidas no sistema precursor, as referidas cargas são totalmente introduzidas por intermédio do gel (gel Gl).

As cargas sólidas podem ser igualmente introduzidas separadamente do gel (gel Gl). A invenção diz igualmente respeito a um processo de preparação de um fluido de furação sob a forma de espuma que consiste em diluir em água o sistema precursor definido antes e em agitar. Essa agitação é gerada classicamente por 19

introdução de um gás comprimido tal como o ar ou o azoto no sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma diluída em água. O sistema precursor é diluído em água de maneira tal que a quantidade final em água do agente tensio-activo (TA) do sistema precursor se encontra em geral compreendida entre 0,05 e 25% em peso em relação à água, de preferência entre 0,05 e 15%, ainda mais preferencialmente entre 0,2 e 1,5%.

De preferência, a espuma é criada de tal modo que o coeficiente de expansão K, medido à pressão atmosférica, se encontra compreendido entre 5-e 10, sendo o coeficiente K determinado pela relação seguinte:

Va na qual o símbolo Vm representa o volume da espuma após a activação do sistema precursor em solução e o símbolo Va representa o volume do sistema precursor em solução antes da activação. A espuma pode ser criada de maneira clássica num gerador de espuma. Por exemplo, quando da utilização da espuma para a furação de túneis por intermédio de uma tuneladora, essa espuma pode ser injectada por meios adaptados, à frente do disco de corte e/ou na câmara de confmamento onde ela se mistura com os entulhos. A invenção diz igualmente respeito à utilização do fluido de furação sob a forma de espuma obtida por intermédio do sistema precursor para a escavação de túneis, por exemplo por intermédio de uma tuneladora, em especial por meio de um escudo de escavação, tal como um escudo de pressão de terra. A composição do sistema precursor do fluido de furação sob a forma de espuma (em particular as quantidades respectivas do agente tensio-activo (TA) e do 20

gel) varia em função da natureza do terreno no qual o túnel é escavado. O técnico da especialidade sabe adaptar as quantidades de agente tensio-activo (TA) e de gel em função do terreno a escavar. O fluido de fúração sob a forma de espuma obtido por intermédio do sistema precursor apresenta diversas vantagens nessa utilização.

Permite diminuir de maneira importante os atritos do disco de corte sobre a frente de corte.

Apresenta uma boa estabilidade embora seja submetida a pressões superiores à pressão atmosférica c às contracçõcs dc corte que reinam na face dianteira do cilindro de corte, na câmara de confinamento e ao nível do parafuso sem fim da tuneladora.

Este fluido sob a forma de espuma é igualmente facilmente bombávcl devido a essas propriedades plásticas.

Permite, fmalmente, melhorar a fluidez dos entulhos à base de argila.

Os exemplos seguintes ilustram a invenção sem todavia lhe limitar o alcance. EXEMPLOS

Protocolo geral de preparação do gel

Colocou-se o meio apoiar (MApo) num contentor de 1 litro.

Introduz-se aí o agente “multicatenar” (ATMC) à temperatura ambiente, sob agitação por meio de uma pá desfloculadora Rayneri® comercializada por Rayneri, que roda a 400 rotações/minuto; agita-se ainda durante 5 minutos.

Introduz-se em seguida o agente de neutralização (AN) e agita-se durante 5 minutos.

Adiciona-se finalmente o hidrocolóide eventual. 21

Após agitação durante 5 minutos, deixa-se o meio em repouso durante aproximadamente 2 horas.

Exemplo 1 - Gel (Gl-1) para fluido de furação à base de água Prepara-se de acordo com o modo operatório definido anteriormente, o gel (Gl-1) seguinte:

Quadro 1

Ingredientes Partes em peso % em peso Óleo de colza 335 67 LUBRHOPHOS LL550®* 10 2· · Aminometil-propanol 5 1 RHQDOPUL 23®1 150 30 * tensio-activo “multicatenar” à base de diéster fosfato etoxilado em C8-Ci4, que apresenta 5,5 motivos oxietileno, contendo água em quantidade inferior a 2% em peso, comercializado por Rhône-Poulenc 1 goma xantano comercializada por Rhône-Poulenc O gel (Gl-1) obtido é um gel “flexível”. A curva dada na figura 1 representa a variação de um módulo de conservação G’ e de um módulo de deformação G” em função da velocidade angular de deformação expressa em radiano/s.

Esse gel (Gl-1) é em seguida disperso em água, segundo uma quantidade que permite obter um meio diluído que apresenta uma concentração em goma xantano de 0,5% em peso. A figura 2 mostra que a variação de viscosidade dinâmica do meio obtido em função do gradiente de velocidade, medida por intermédio do Rheomat 115® comercializado por Contraves, é praticamente semelhante à de uma solução de goma Xantano a 0,5% em água. A dispersão obtida é pois bombável.

Exemplo 2 - Gel (Gl-2) para composição cosmética

Prepara-se de acordo com o modo operatório definido anteriormente, o gel (Gl-2) seguinte:

Quadro 2

Ingredientes Partes em peso % em peso azeite 442,5 88,5 RHODAFAC®* 30 6 Aminometil-propanol 27,5 5,5 * tensio-activo “multicatenar” à base de uma mistura de mono e dilauriléster fosfatos etoxilados que contêm água em uma quantidade inferior a 2% em peso, comercializado por Khône-Poulenc O gel obtido é “duro”.

Exemplo 3 comparativo

Prepara-se de acordo com o modo operatório definido antes, a composição seguinte:

Quadro 3

Ingredientes % em peso óleo de colza 87 ácido dodecilbenzeno-sulfónico 5 aminometil-propanol 8 A utilização na composição do ácido dodecilbenzeno-sulfónico que é um tensio-activo não multicatenar não permite obter um gel em meio apoiar. A composição permanece fluida.

Exemplo 4 - propriedades reológicas de um fluido de furação preparado a partir de um gel (Glr3) de acordo com a invenção que compreende hidrocolóides sob a forma de uma mistura (M). 23

Preparação de uma mistura (M)

Mistura-se, segundo uma razão ponderai de 80/20, uma mistura de hidroxipropilguar que contém 0,4 motivo oxipropileno por molécula (JAGUAR HP8® DE RHONE-POULENC) que apresenta um índice de pseudoplasticidade em solução a 0,3% em peso em água com dureza 22HT (324 mg/1 de CaCl2, 2 H20) de 0,94 e de RHEOZAN® (de RHONE-POULENC) que apresenta um índice de pseudoplasticidade em solução 0,1% em peso em água de dureza 22HT (324 mg/1 de CaCl2, 2 H20) de 0,36.

Preparou-se um gel (Gl-3) tal como no exemplo 1 mas substituindo o RHODOPOL 23® pela mistura (M).

Dispersou-se o gel (Gl-3) em água, segundo uma quantidade que permite obter um meio diluído que apresenta uma concentração em mistura (M) de 1% em peso. Estudou-se as propriedades do fluido de fiiração obtido para diferentes valores do pH de 4,5, 9,6 e 13 e na presença ou não de cimento de taxas de concentração de 1 ou 5% em peso.

Adicionou-se o gel (Gl-3) e o cimento em água 22HT sob agitação por intermédio de um agitador IKA a 1500 rotações/minuto.

As medições para diferentes valores do pH permitem traduzir o comportamento do fluido de furação em contacto com terrenos mais ou menos ácidos. Faz-se o ajustamento do pH imediatamente após a dispersão do gel (Gl -3) em água, e depois deixa-se a solução em repouso durante 1 hora antes da adição eventual de cimento (Portland CPA 55).

Faz-se o ajustamento dos valores do pH com ácido acético a 10% para o pH de 4,5 e com soda a 10% para o pH de 13. O pH igual a 9,6 corresponde ao pH natural do gel (Gl-3) que compreende a mistura (M).

Medidas realizadas

Para soluções com concentrações diferentes, mede-se os valores de viscosidade plástica (Vp), de. yield value (YV) e de viscosidade Marsh (VM) a Oh, 2h ou 24h após preparação dos diferentes fluidos. Realiza-se as medições de acordo com os ensaios seguintes. a. Ensaio para a viscosidade plástica (Vp) e o yield value (Yv): - prepara-se 400 g de um fluido à base de água por diluição do gel (Gl-3) em água: hidrata-se o gel em água 22HT.por meio de um agitador IKA, rodando a pá desfloculadora com uma velocidade de 400 rpm quando da introdução do gel e depois a 800 rpm durante 15 minutos, e depois - mede-se a viscosidade da solução por meio de um viscosímetro FANN a 300 e 600 rpm. - deduz-se: . a viscosidade plástica. Vp — Lsoirlooo em MPa.s, e . o yield value YV = L60o/2-Vp em Pa. b. Ensaio para a viscosidade Marsh (VM): - prepara-se 1000 g de um fluido à base de água por diluição do gel (Gl-3) em água: hidrata-se a mistura (M) em água 22HT por meio de um agitador IKA, rodando a pá desfloculadora com uma velocidade de 800 ipm quando da introdução do gel e depois durante 15 minutos, - por meio de um viscosímetro MARSH, mede-se o tempo de escoamento em segundos de 946 cc de solução.

Os resultados encontram-se reunidos no quadro 3. 25

Quadro 3

Formulação pH inicial do Idade Vp YV VM gel (Gl-3) Gl-3 9,6 2h 7 5 44 24h 7 5 46 Gl-3 4,5 2h 7 5 47 24h 7 5 47 Gl-3 13 2h 6 3 40 24h 6 3,5 40 Gl-3 9,6 Oh 7 4 42 Cimento 1% 24h 7 4 42 Gl-3 4,5 Oh 8 4 42 Cimento 1% 24h 7 3,5 43 Gl-3 13 Oh 6 1,5 37 Cimento 1% 24h 5 2 42 Gl-3 9,6 Oh 7 4 38 Cimento 5% 24h 6 3 30 Gl-3 4,5 Oh 8 4 40 Cimento 5% 24h 6 4,5 32 Gl-3 13 Oh 7 3,5 40 Cimento 5% 24h 6 4 38

Constata-se que os valores da viscosidade plástica (Vp), da viscosidade Marsh (VM) e do Yield Value (YV) são pouco afectados pela presença do cimento para concentrações de 1 ou 5% em peso.

Mediu-se igualmente o valor dos fíltratos a fim de avaliar a capacidade do fluido para reter a água. Para isso, filtra-se os fluidos após contaminação com cimento com um filtro prensa de baixa temperatura (modelo 12 BL 2 Fann) e mede--se o volume de filtrado para t = 1 min, 4 min, 7 mui 30 s e 30 min, respectivamente V1? V4, V7,3 e V30.

Os resultados encontram-se reunidos no quadro 4.

Qua. 4 26

Quadro 4

Formulação pH inicial do gel (Gl-3) Idade VI V4 V7,3 V30 Gl-3 4,5 2h 7,5 10 11,5 18 Gl-3 9,6 Oh 4 7 8,5 15 Cimento 1% 24h 6 8,1 9,8 16,4 Gl-3 4,5 Oh 4 7 8,2 14,8 Cimento 1% . 24h . 4,6 6,9 8,5 16 Gl-3 13 Oh 2,4 4 5,6 12,4 Cimento 1% 24h 1 1,6 ••4,4 11,8 Gl-3 9,6 Oh 6 12 15 24 Cimento 5% 24h 3 4,8 6,2 14 Gl-3 4,5 Oh 5 11 14,6 24,8 Cimento 5% 24h 5 7 8,8 17 Gl-3 13 Oh 5 8,5 11 19,8 Cimento 5% 24h 13 26 31 42

Observa-se que os valores de filtrado permanecem fracos mesmo na presença de cimento. O fluido de furação conserva a sua propriedade de retenção de água após utilização.

Exemplo 5 comparativo - bentonite

Realiza-se fluidos de furação à base de bentonite e submete-se aos mesmos ensaios do exemplo 3. Os resultados encontram-se reunidos nos quadros 5 e 6. O pH natural do fluido de furação à base de bentonite é de 10,7.

Qua. 5 27

Quadro 5

Formulação pH inicial do fluido de furação Idade Vp YV VM Bentonite 10,7 2h 7 5 41 Bentonite 4,5 2h 5 0 33 Bentonite 13 2h -5 54 gel Bentonite 10,7 Oh 7 24 58 Cimento 1% 24h gel gel gel Bentonite 4,5 0h 7 7 36 Cimento 1% 24h 8 6,5 gel Bentonite 13 Oh 11 6,5 38 Cimento 1% . 24h .14 9 ....gel Bentonite 10,7 Oh 17 15 45 Cimento 5% ' 24h gel gel gel Bentonite Cimento 5% .4,5 Oh 7 .5,5 . .36 Bentonite Cimento 5% 13 Oh 25 15 240

Observa-se que a bentonite contaminada com o cimento gelifica ao cabo de 24h. Esse gel não é bombável e já não pode ser utilizado como fluido de furação para a fabricação de paredes moldadas.

Quadro 6

Formulação PH Idade VI V4 V7,3 V30 Bentonite 4,5 2h 3 7 9 17 Bentonite 10,7 Oh 16 33,5 46,8 99,8 ciméntò 1% 24h gél gél gél §el - Bentonite 4,5 Oh 29,5 59,2 85,4 gel cimento 1% 24h 38 76 106 gel Bentonite 13 0h 11 24 30,2 79,7 cimento 1% 24h 24 49 67 gel Bentonite 10,7 Oh 26,3 52,4 74 -gel cimento 5% 24h gel gel gel gel Bentonite cimento 5% 4,5 0h 40 81 114 gél Bentonite cimento 5% 13 Oh 17 34 47 102 2+

Constata-se que Jogo que a bentonite se encontra na presença de iões Ca , os 28

valores dos filtrados elevam-se consideravelmente: a bentonite que apresentava boas propriedades de retenção de água na ausência de cimento (V30 < 20 ml) deixa de assegurar essa função após uma primeira utilização na.presença de cimento.

Exemplo 6 : sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma, utilização em meio de areia-gravilha

Introduz-se em água: . o gel (Gl-1) do exemplo 1 à razão de 1% em peso em relação ao peso de agua, . c Rhodapcx AB-20 dc Rhônc-Poulcnc como agente tcnsio-activo (TA) à razão de 0,5% em. peso em relação ao. peso de água. O Rhodapex AB-20 é um alquilétersulfato de amónio.

Depois agita-se essa mistura com um agitador com pás e deixa-se a composição obtida em.repouso durante alguns minutos.

Injecta-se em seguida a composição num gerador de espuma e mistura-se com um terreno de areia-gravilha saturado com 15% em água. Introduz-se a composição à razão de 2% em peso em relação ao peso do terreno e da água do referido terreno. A tim de controlar a fluidez do terreno misturado com a espuma, realiza-se uma medição com o cone de Abrams do terreno: esta é de 15 cm. Essa medida traduz o comportamento plástico do terreno que contém o agente espumante. Constata-se, por outro lado, .que o meio não sedimenta.

Esse terreno é pois facilmente bombável e evacuável contrariamente a um terreno arenoso sem adição de espuma que apresenta uma sedimentação rápida e nenhum comportamento plástico.

Constata-se igualmente que o terreno não adere aos aços : a espuma permite, por consequência, diminuir os atritos com a roda dentada.

Exemplo 7 : sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma, utilização em meio arenoso

Introduz-se em água: . o gel (Gl-1) do exemplo 1 à razão de 1% em peso em relação ao peso de água, . e Rhodapex AB-20 como agente tensio-activo (TA) à razão de 0,8% em peso em relação ao peso de água, depois agita-se essa mistura com um agitador de pás e deixa-se a composição obtida em repouso durante alguns minutos.

Injecta-se em seguida a composição num gerador de espuma e mistura-se com um terreno arenoso, que apresenta uma forte descontinuidade granular compreendida entre 0,1 e 0,3 mm e um teor de água de 16%. Introduz-se a composição à razão de 3% em peso em relação ao peso do terreno e da água do referido terreno. A fím de controlar a fluidez do terreno misturado com a espuma, realiza-se uma medição com o cone de Abrams do terreno: esta é de 15 cm. Essa medida traduz o comportamento plástico do terreno que contém o agente espumante. Constata-se, por outro lado, que o meio não sedimenta.

Esse terreno é, por consequência, facilmente bombável e evacuável ao contrário de um terreno arenoso sem adição de espuma que apresenta uma sedimentação rápida e nenhum comportamento plástico.

Observa-se igualmente que o terreno não adere aos. aços: a espuma permite, portanto, diminuir os atritos com a roda dentada. 30 r

Exemplo 8 : sistema precursor de fluido de furação sob a forma de espuma, utilização em meio argiloso

Introduz-se em água: . o gel (Gl-1) à razão de 0,1% em peso em relação ao peso de água, . e Rhodapex AB-20 à razão de 1,5% em peso em relação ao peso de água, depois agita-se essa mistura com um agitador de pás e deixa-se a composição obtida em repouso durante alguns minutos.

Injectà-se em seguida a composição num gerador de espuma e misturasse com um terreno lamacento, que apresenta um teor de argila compreendido entre 15 e 18% e um teor de água de 15%. Introduz-se a composição à razão de 10% em peso em relação ao peso do terreno. A fim de controlai a fluidez do terreno misturado com a espuma, rcaliza-se uma medição com o cone de Abrams do terreno: esta é de 15 cm. Essa medida traduz o comportamento plástico do terreno que contém a espuma. Constata-se, por outro lado, que o meio não sedimenta.

Esse terreno é pois facilmente bombável e evacuável ao contrário de um terreno arenoso sem adição de espuma que apresenta uma sedimentação rápida e nenhum comportamento plástico.

Constata-se igualmente que o terreno não adere aos aços: a espuma permite, por consequência, diminuir os atritos com a roda dentada.

Lisboa, 29 de Maio de 2001 jJ! O Agente Oficio! da Propriedade industrial

Claims

1 -7<r t? Reivindicações 1. Gel de um meio apoiar, caracterizado pelo facto de conter: - pelo menos um meio apoiar (MApo), - pelo menos um agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), solúvel ou dispersável no referido meio apoiar, pelo menos um agente de neutralização (AN) do referido agente tensio--activo “multicatenar”, presente em uma quantidade que corresponde a 2 a 30 vezes, de preferência 4 a 20 vezes, a quantidade estequiometricamente necessária para a neutralização do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), - entre 0,2 e 5, de.preferência entre 0,3 e 3 moléculas de água por molécula dc agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), sendo a água introduzida, pelo menos em parte por intermédio do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) e/ou por intermédio do referido agente de neutralização (AN), - eventualmente pelo menos um agente emulsionante susceptível de emulsionar o referido.gel em água ou num meio aquoso, - e eventualmente pelo menos uma carga sólida solúvel ou insolúvel no meio apoiar (MApo).

2. Gel de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se escolher o meio apoiar (MApo) de entre os triglicéridos de ácidos gordos saturados ou insaturados com pelo menos 12 átomos de carbono e de preferência entre 14 e 20 átomos de carbono, as fraçções. petrolíferas aromáticas, os compostos terpénicos, as misturas de diésteres succinato/adipato/glutarato de dimetilo, dipropilo, diisobutilo, 2 dibutilo, os hidrocarbonetos alifáticos que contêm, pelo menos 6 átomos de carbono, os solventes aromáticos, os solventes clorados e os óleos essenciais.

3. Gel de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de o agente de neutralização (AN) do referido tensio-activo “multicatenar” (ATMC), ser líquido e não solúvel no referido meio de suspensão apoiar.

4 Gel de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de se escolher o agente tensio-activo “multicatenar” (ATMÇ) de entre os tensio-activos à base de: ; diésteres fosfatos de álcoois alcoxilados, que apresentam 2 a 20, de preferência entre 4 e 10 motivos oxialquileno, de preferência oxietileno, e para os quais os álcoois são escolhidos de entre os álcoois alifáticos saturados ou insaturados de cadeia linear ou ramificada cm C6-ÇjU, dç preferência cm C^-Çjy, ou diésteres fosfatos de alquilfenóis etoxilados, que apresentam entre 2 e 20, de preferência entre 4 e 10 motivos oxialquileno, de. preferência oxietileno, e para os quais os alquilfenóis são escolhidos de entre aqueles cujo radical alquilo é em C6-C3o, de preferência em C6-Ç2o·

5. Gel de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de se escolher o agente de neutralização (AN) de entre as aminas. primárias, secundárias ou terciárias e as alcanolaminas.

6. Gel de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de se escolher o agente de neutralização (AN) de entre a trietanolamina, o aminometilpropanol, a cocoamina, a butilamma.

7. Gel de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de se escolher o agente susceptível de emulsionar o referido 3

gel em água ou no meio aquoso, de entre os triestirilfenóis etoxilados, os sulfatos ou fosfatos de triestirilfenóis etoxilados e/ou propoxilados, os ácidos ou os álcoois gordos etoxilados e/ou propoxilados, os copolímeros sequenciados etoxilados/propoxilados, o dodecilbenzeno-sulfonato de sódio.

8. Gel de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo facto de se escolher as cargas sólidas de entre a sílica, o carbonato de cálcio, os pigmentos, os hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos, os agentes anti-espuma, os compostos fítossanitários, os metassilicatos de sódio, as argilas, o óxido de titànio, o óxido de zinco.

9. Gel de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de escolher os hidrocolóides susceptíveis de espessar os meios aquosos de entre: . os polissacáridos obtidos por fermentação bacteriana, . os galactomananos, . os carragenanos, . os alginalos, . os derivados semi-sintéticos da celulose, . os poliacrilatos de metais alcalinos, . os álcoois polivinílicos, . os polietileno-glicóis, . as polivinilpirrolidonas, sozinhos ou em associação entre si.

10. Gel de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a quantidade de agente tensio-activo líquido “multicatenar” (ATMC) se encontrar compreendida entre 0,5 e 10%, de preferência 4

entre 1 e 6%, em peso em relação ao referido gel.

11. Gel de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de ser “flexível” (ou “fraco”), e por a quantidade de tensio--activo “multicatenar” (ATMC) se encontrar compreendida entre 1 e 3% em peso em relação ao peso do referido gel, com uma razão molar agente de neutralização (AN)/tensio-activo “multicatenar” (ATMC) de 5 a 10 vezes a razão estequiométrica de neutralização, e por a quantidade de água se encontrar compreendida entre 0,01 e 0,1 % em peso em relação ao peso do referido gel.

12. Gel de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo facto de ser “duro” (ou “forte”), por a quantidade de tensio-activo “multicatenar” (ATMC) se encontrar compreendida entre 5 e 10% em. peso em relação ao peso do referido gel, com uma razão molar agente de neutralização (AN)/tensio-activo “multicatenar” (ATMC) compreendida entre 5 e 10 vezes a razão estequiométrica de neutralização, e por a quantidade de água se encontrar compreendida entre 0,05 e 0,5% ern.peso em relação ao peso do referido gel.

13. Gel (gel Gl) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de compreender: - 100-(a+b+c+d) partes em peso de pelo menos um meio apoiar (MApo), - uma quantidade (a) compreendida entre 0,5 e 6, de preferência entre 1 e 4 partes em peso de pelo menos um agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob a forma ácida (ATMC), solúvel ou dispersável no referido meio apoiar, - uma quantidade (b) de pelo menos de um agente de neutralização (AN) do referido agente tensio-activo “multicatenar”, que corresponde a 2 a 30 vezes, de preferência 4 a 20 vezes, a quantidade estequiometricamente necessária para a

neutralização do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), - uma quantidade (c) de água que corresponde a 0,2 a 5, de preferência 0,3 a 3, moléculas de água. por molécula de agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), sendo a água introduzida pelo menos em parte por intermédio do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) e/ou .por intermédio do referido agente de neutralização (AN), - e uma quantidade (d) compreendida entre 10 e 50, de preferência entre 20 e 40 partes, em peso de uma carga constituída por pelo menos um hidrocolóide susceptível de espessar os meios aquosos.

14. Gel (gel Gl) dc acordo com a reivindicação 13, caractcrizado. pelo facto de o hidrocolóide susceptível de espessar os meios aquosos ser escolhido de entre a goma xantano, os polissuccinoglicanos, o ramsano, o welano, o gelano.

15. Gel (gel Gl) de acordo com a reivindicação 13, caiacterizado pelo facto de o hidrocolóide susceptível de espessar os meios aquosos ser uma mistura (M) que contém: - pelo menos um polissacárido hidrocolóide obtido por fermentação bacteriapa (ESB),. estável na presença de iões Ca2+ a um pH. superior a. 10, e que apresenta um índice de pseudoplasticidade inferior ou igual a 0,5. para uma concentração de 0,1% em peso em água destilada, - e pelo menos um polímero hidrocolóide de origem natural (PN), estável na presença de cimento e de iões Ca2+ para um pH superior a 10, e .que apresenta um índice de pseudoplasticidade superior ou igual a 0,6 para uma concentração de 0,3% em peso em água destilada segundo uma razão ponderai PN/PSB de 20/80 a 95/5, de preferência de 50/50 a 90/10.

16. Gel (gel Gl) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de o polissacárido hidrocolóide obtido por fermentação bacteriana (PSB) ser um polissuccinoglicano, uma goma ramsano, uma goma welano.

17. Gel (gel Gl) de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo facto de o polímero hidrocolóide de origem natural (PN) ser um derivado semi- -sintético da celulose, um derivado alcoxilado da goma guar contendo, por molécula, entre 0,01 e 5, de preferência entre 0,05 e 0,5, motivo(s) oxialquileno.

18. Gel (gel Gl) de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo facto dc o polímero hidrocolóide de origem natural (PN) ser uma hidroximetilcelulose, uma hidroxietilcelulose, uma hidroximetilpropilcelulose, uma hidroxipropilcelulose, uma carboximetilcelulose, um hidroxialquilguar, contendo, por molécula, entre 0,01 e 5, de preferência entre 0,05 e 0,5 molivo(s) oxielileuo e/ou oxipropileno.

19. Gel de acordo com uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo facto de a mistura (M) conter : - um polissacárido succinoglicano - e um hidroxialquilguar que contém entre 0,01 e 5, de preferência entre 0,05 e 0,5 motivo(s) oxietileno e/ou oxipropileno segundo uma razão ponderai hidroxialquilguar/succinoglicano compreendida entre 20/80 e 95/5, de preferência entre 50/50 e 90/10.

20. Processo para gelificar um meio apoiar (MApo), caracterizado pelo 7

facto de se introduzir no referido meio apoiar: - pelo menos um agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), solúvel ou dispersável no referido meio apoiar, - pelo menos um agente de neutralização (AN) do referido agente tensio--activo “multicatenar”,.presente em quantidade que corresponde a 2 a 30 vezes, de preferência 4 a 20 vezes, a quantidade estequiometricamente necessária para a neutralização do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida (ATMC) - entre 0,2 e 5, de preferência entre 0,3 e 3 moléculas de água por molécula de agente tensio-activo líquido “multicatenar” sob forma ácida (ATMC), sendo a água introduzida, pelo menos em parte, por intermédio do referido agente tensio-activo “multicatenar” sob forma ácida. (ATMC) c/ou por intermédio do referido agente de neutralização (AN), - eventualmente pelo menos um agente emulsionante susceptível de emulsionai' o gel obtido em água ou num meio aquoso, - e eventualmente pelo menos uma carga sólida solúvel ou insolúvel no meio apoiar (MApo).

21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo facto de consistir em introduzir sob agitação mecânica o tensio-activo “multicatenar” (ATMC) no meio apoiar (MApo), e depois o agente emulsionante eventual, o agente de neutralização (AN) e as cargas eventuais.

22. Processo de acordo com a reivindicação 20 ou 21, caracterizado pelo facto de se escolher os diferentes compostos utilizados de entre aqueles que entram na composição do gel que constitui o objecto de uma qualquer das reivindicações 2 a 8 / · 9 e 14 a 19.

23. Processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo facto de se utilizar diferentes compostos segundo quantidades que correspondem às quantidades respectivas dos constituintes do gel que constitui o objecto de uma. qualquer das reivindicações 13 a 16.

24. Utilização do gel definido de acordo com uma qualquer das reivindicações 13 a 19.para a preparação de um fluido de furação à base de água.

25. Utilização de acordo com a reivindicação anterior para a preparação de um fluido dc furação à base dc água.para a fabricação dc. paredes moldadas.

26. Processo de preparação de um fluido de furação à base de água, caracterizadp pelo facto de se diluir em água o gel (gel Gl) definido segundo uma das reivindicações 13 a 19 de tal modo que o fluido compreende 0,01 a 3 parte(s) em peso de hidrocolóide susçeptível de espessar os meios aquosos, introduzido por intermédio do gel (gel Gl), de preferência entre 0,05 e 1,5 parte em peso, para 100 partes de água.

27. Utilização do gel (gel Gl) definido segundo uma das reivindicações 13 a 19 em associação comum agente tensio-activo (TA) como sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma.

28. Sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma, caracterizado pelo facto de compreender o gel (gel Gl) definido segundo uma das reivindicações 13 a 19 de um agente tensio-activo (TA).

29. Sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo facto de se escolher o agente tensio-activo (TA) de entre: . os alquilsulfatos de fórmula geral ROSO3M, na. qual o símbolo R representa um radical alquilo ou hidroxialquilo em C5-C24, de preferência em Cio-Ci8, o símbolo M representa um átomo de hidrogénio ou um catião alcalino (sódio, potássio, lítio), amónio substituído ou não substituído (metil-, dimetil-, trimetil-, tetrametilamónio, dimetilpiperidínio) ou derivado de uma alcanolamina (monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, monoisopropanolamina); as betaínas, as alquilbetaínas, as alquildimetilbetainas, as alquilamidobetaídas, as alquiltrimetilsulfobetaínas; . as misturas de alquilamidobetainas e de alquilsulfossuccinatos de sódio em que o radical alquilo é em C4-C18; . os alquilétersulfatos de fórmula geral RO(CH2CHRiO)nSOjM na qual o símbolo n representa um número compreendido entre 0,5 c 30, de .preferência compreendido entre 0,5 e 10, e na qual o símbolo Ri representa um grupo alquilo em C4-C18, e. que apresenta em média entre 0,5 e 30 motivos, de preferência entre 0,5 e 10 mulivos de oxielilenu e/ou oxipiupileno, o símbolo M representa um átomo de hidrogénio ou um catião alcalino (sódio, potássio, lítio), amónio substituído ou não substituído (metil-, dimetil-, trimetil-, tetrametilamónio, dimetilpiperidínio) ou derivado de uma alcanolamina (monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, monoisopropanolamina); . os alfa olefínas sulfonatos; . os alquilpoliglicosidos de fórmula geral R(OCH2CH2)„(G)m, na qual o símbolo R representa um radical hidrocarbonado, de cadeia linear ou ramificada, saturado ou insaturado em C8-C24, o símbolo G representa um açúcar redutor em C5-C6 tais como a galactose, a glicose ou a frutose, o símbolo n representa um 10 'c' número compreendido entre 0 e 20 e o símbolo m representa um número compreendido entre 1 e 10; . os alquilanfomonoacetatos, os alquilanfodiacetatos, tais como em particular o cocoanfoacetato.de sódio.

30. Sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma de acordo com uma das reivindicações 28 ou 29, caracterizado pelo facto de o teor de tensio-activo (TA) se encontrar compreendido entre 1 e 2000% em peso em relação ao peso do gel (gel Gl).

31. Sistema precursor de um fluido de furação sob a forma dc espuma de acordo com uma. qualquer das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo facto de compreender ainda pelo menos uma carga sólida escolhida de entre: . a sílica natural ou sintética, . o carbonato de cálcio, o carbonato de magnésio, . os óxidos metálicos tais como o óxido de ferro, . os pigmentos naturais ou sintéticos, . agentes reguladores de espuma tais como o estearato de alumínio, a sílica hidrófoba, a etileno-bis-estearamida, . a cal natural, extinta, hidróíca, . o gesso, . matérias activas como compostos fitossanitários, . compostos básicos solúveis em água tais como metassilicatos de sódio, polissilicatos, argilas, talco, mica.

32. Sistema precursor de um fluido de furação sob a forma de espuma de acordo com a reivindicação 31, caracterizado.pelo facto de a quantidade de carga(s) 11 sólida(s) representar no máximo 50% em peso do referido sistema precursor, de preferência no máximo 20%, ainda mais preferencialmente no máximo 15%.

33. Processo de .preparação de um fluido de furação sob a forma de espuma por diluição em água do sistema precursor definido de acordo com uma das reivindicações 28 a 32 e agitação de tal modo . que a quantidade final em água do agente tensio-activo (TA) do sistema precursor se encontra compreendida entre 0,05 e 25% em peso em relação à água, de. preferência entre 0,05 e 15%, ainda mais preferencialmente entre 0,2 e 15%.

34. Utilização do fluido dc furação sob α forma de espuma obtido por intermédio do sistema precursor definido de acordo com uma qualquer das reivindicações 28 a 32 ou pelo processo definido de acordo com a reivindicação 33 para a escavação de túneis. Lisboa, 29 de Maio de 2001