Medicion de Hidrocarburos (Ialip)

7/23/2019 Medicion de Hidrocarburos (Ialip)

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Universidad Politcnica del Golfo de Mxico

EVIDENCIA DE DESEMPEO:

Medicin de hidrocarburos

Asinat!ra:

Introduccin a la ingeniera

Docente:

Ing. Beisy Carlet Segura Hurtado

Prora"a ed!cativo:

Ingeniera Petrolera

C!atri"estre:1 Gr!#o:A

Al!"nos:

!abriel Alonso "era

Sarah Ber#ab$ Hern$nde#

$ec%a: %& de no'ie(bre del )&1*

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ContenidoIntroduccin...........................................................................................................................3

Medicin............................................................................................................................... 3

Metrologa............................................................................................................................. 4

Medicin de hidrocarburos.......................................................................................................4

Medicin o esti(acin de +lu,o a boca de -o#o...........................................................................6

Medicin con se-aradores de -rueba.....................................................................................7

Medidores (ulti+$sicos.........................................................................................................9

Mediciones est$ticas en tanues de al(acena(iento................................................................11

Mediciones (anuales........................................................................................................ 12

Manual con 'arilla.......................................................................................................... 12

Manual con cinta y -lo(ada............................................................................................13

Manual con tanues a+orados..........................................................................................15

Medidores auto($ticos...................................................................................................... 15

Auto($tica con +lotador...................................................................................................15

Auto($tica con ser'o..................................................................................................... 15

Auto($tica con (edidor ultrasnico..................................................................................16

Auto($tica con (edidor ti-o radar...................................................................................18

Mediciones de +lu,o ($sico o 'olu(/trico en instalaciones su-er+iciales.......................................19

Medidor de +lu,o ti-o ultrasnico.......................................................................................... 20

Medidor de +lu,o ti-o -laca de ori+icio....................................................................................21

Medidor de +lu,o ti-o cnico................................................................................................23

Medidor de +lu,o ti-o coriolis................................................................................................24

Mediciones e(-leadas en o-eraciones de ue(a y 'enteo........................................................25

Medidores au0iliares............................................................................................................. 26

Medidores de -resin........................................................................................................ 27

Medidores de te(-eratura.................................................................................................. 28

Medidores de densidad......................................................................................................29

Medidores de corte de agua................................................................................................30

(-resas ue brindan el ser'icio...........................................................................................32

Bibliogra+a.......................................................................................................................... 33

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Introduccin

2urante el -roceso de e0-lotacin de yaci(ientos se necesita contar con

in+or(acin ue describa los recursos -roducidos en +uncin de su cantidad y

de su calidad. 3os (edidores de +lu,o son herra(ientas ue se e(-lean -ara la

obtencin de in+or(acin directa sobre las -ro-iedades de los hidrocarburos

-roducidos y (edidos en las instalaciones su-er+iciales de -roduccin.

Con el +in de reali#ar un an$lisis co(-leto de cualuier (edidor de +lu,o se debe

co(en#ar -or la co(-rensin de conce-tos (etrolgicos +unda(entales co(o

la incertidu(bre y l tra#abilidad4 con el +in de entender el conte0to general ue

i(-lica un -roceso de (edicin. 3a +uncionalidad de cualuier (edidor

de-ende de su correcto uso4 lo cual i(-lica ue es necesario contar con las

bases tericas sobre el -rinci-io de +unciona(iento en el ue est$ basado4 as

co(o las distintas caractersticas -articulares de cada ti-o de (edidor ue-er(itir$n un uso -ti(o del (is(o en a(bientes es-ec+icos.

2ebido a la gran cantidad de condiciones tanto +sicas co(o u(icas -osibles

es necesario establecer criterios ue -er(itan ho(ologar las cantidades

(edidas y -oder reali#ar co(-araciones ue -er(itan su uso a ni'el

ad(inistrati'o y t/cnico.

Cuando se reali#a un -roceso de (edicin de hidrocarburos en el -as es

necesario considerar as-ectos legales de los entes reguladores a-licables a

cada caso4 -or lo ue es obligatoria una consideracin de nor(as y

linea(ientos e(itidos -or organis(os o+iciales.

Medicins el con,unto de o-eraciones ue tiene -or +inalidad deter(inar el 'alor de una (agnitud.

s deter(inar la di(ensin de la (agnitud de una 'ariable en relacin con una unidad de

(edida -reestablecida y con'encional.

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2icha (edicin -uede ser5

6 Medicin directa

Cuando dis-one(os de un instru(ento de (edida ue la

obtiene co(-arando la 'ariable a (edir con una de la

(is(a naturale#a +sica.

6 Medicin indirecta

s auella ue reali#ando la (edicin de una 'ariable4

-ode(os calcular otra distinta4 -or la ue esta(os

interesados.

Metrologas la ciencia e ingeniera de la (edida. Su ob,eti'o +unda(ental es la obtencin y e0-resin

del 'alor de las (agnitudes4 garanti#ando la tra#abilidad de los -rocesos y la consecucin de

la e0actitud reuerida en cada caso7 e(-leando -ara ello instru(entos4 (/todos y

-rocedi(ientos.

3a Metrologa tiene dos caractersticas (uy i(-ortantes5

6 l resultado de la (edicin

6 3a incertidu(bre de (edida.

La definicin de incertidumbre que incorpora el Vocabulario Internacional de Metrologa (VIM)

dice: La incertidumbre de medida es un parmetro, asociado al resultado de una medicin,

que caracteriza la dispersin de los alores que razonablemente podran ser atribuidos a la

cantidad ob!eto de medida" #l alor de la incertidumbre es el principal ndice de la calidad de

una medida, que es tanto ma$or cuanto menor es aquella"

Medicin de hidrocarburos

Sie(-re ue se est$ traba,ando con un +luido4 e0iste la necesidad de contabili#ar la cantidad

ue se tiene7 no solo -or (oti'os de 'enta sino ue ta(bi/n en la (ayora de los -rocesosindustriales se necesita tener in+or(acin real y con+iable de la ca-acidad de -roduccin de

sus instalaciones4 con la +inalidad de -oder -rogra(ar4 -lanear y asignar recursos -ara

o-ti(i#ar la ca-acidad de rece-cin4 -roceso4 al(acena(iento y trans-orte en cada caso

ue se reuiera.

s -or esto ue la (edicin de hidrocarburos en la industria -etrolera tiene co(o ob,eti'o

+unda(ental4 cuanti+icar el gasto ($sico o 'olu(/trico -roducido -or un -o#o o un con,unto

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de /stos4 y as -oder dise8ar

las instalaciones ue se

reuieren -ara (ane,ar los

+luidos y conducirlos hasta sus

res-ecti'as centrales de

se-aracin y9o -rocesa(iento4

y al(acena(iento en el caso

del crudo4 ade($s de certi+icar dicha cantidad -ara la co(-ra:'enta entre distintas industrias

y -ases.

2entro de la (edicin de la cantidad y calidad de hidrocarburos4 las 'ariables ue ($s

co(;n(ente se (iden son5

eid

A#u+re

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Medicin o esti(acin de +lu,o a boca de -o#on ocasiones es necesario conocer el +lu,o ue a-orta un -o#o o un con,unto reducido de los

(is(os con el +in de diagnosticar sus caractersticas de -roduccin4 co(o -or e,e(-lo su

ndice de -roducti'idad. 3a (edicin a boca de -o#o es de uso +recuente en el caso de

ca(-os nue'os4 de los cuales no se tiene (ucha in+or(acin ue -er(ita conocer su

co(-orta(iento -roducti'o. Si bien de +or(a estricta no se -ueden reali#ar (ediciones -or(edio del uso de correlaciones es de uso co(;n en la industria e(-learlas -ara esti(ar la

(agnitud de los +lu,os.

3as correlaciones o+recen una +or(a -r$ctica de esti(ar la -roduccin de un -o#o ya ue no

reuieren de la instalacin de instru(entos de (edicin4 ;nica(ente se sir'e de -ar$(etros

ue la (ayora de las 'eces est$n dis-onibles en los -o#os. Si bien su e0actitud co(-arada

con los instru(entos de (edicin es (enor4 su costo es signi+icati'a(ente (enor ya ue

reuiere sola(ente ca-acidad de c(-uto -ara la reali#acin de c$lculos ?ue en la (ayora

de las 'eces son relati'a(ente sencillos@ y un ingeniero de -roduccin ue sea ca-a# de

escoger y e(-lear la correlacin ue (e,or se ada-te a las condiciones del -o#o.

Por su -arte los (edidores utili#ados a boca de -o#o o+recen una (ayor -recisin y e0actitud

sie(-re y cuando los instru(entos sean instalados y utili#ados de +or(a -ti(a. 2ebido a la

naturale#a de los hidrocarburos y a las condiciones a las ue se encuentran nor(al(ente a

boca de -o#o la (ayora de los (is(os -roducen +lu,os de ti-o (ulti+$sico -or lo ue se debe

recurrir a una de dos o-ciones5

So(eter al +lu,o a un -roceso de se-aracin -ara luego usar (edidores de +lu,o

(ono+$sico.

tili#ar (edidores de +lu,o (ulti+$sico.

3as o-ciones dis-onibles -ara conocer de alguna (anera la -roduccin de un -o#o uedan

ilustradas en la siguiente +igura5

&i#os de "ediciones e"#leadas a 'oca de #o(o)

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Si bien /stas son las +or(as ($s co(unes de reali#ar (ediciones restringidas al $(bito de

un -o#o o un con,unto acotado de los (is(os ta(bi/n se da el caso de -o#os cuya

-roduccin se encuentra en una sola +ase y no reuieren de un se-arador4 -or e,e(-lo los

-o#os -roductores de gas seco.

Medicin con se-aradores de -rueba

l uso de se-aradores de -rueba re-resenta el (/todo con'encional utili#ado -ara reali#arlas -ruebas de -roduccin de -o#os. !eneral(ente se reuiere de un (;lti-le de -roduccin

?(ani+old@ ue est$ colocado en el ca(-o4 desde donde se des'a la -roduccin del -o#o a

-robar hacia una lnea de -rueba4 la cual lle'a esta -roduccin aislada del resto4 al se-arador

de -rueba.

l uso de se-aradores i(-lica un tie(-o de estabili#acin -ara ue los +luidos del -o#o a

(edir lleguen al se-arador.

stos se-aradores son utili#ados -ara deter(inar el -otencial indi'idual de -roduccin de un

-o#o de -etrleo o de gas y -ueden ser bi+$sicos o tri+$sicos de acuerdo a las necesidades ycaractersticas de la -roduccin en cuestin. 2e igual +or(a -ueden ser de ti-o 'ertical u

hori#ontal7 ahora bien se reco(ienda ue sea ti-o hori#ontal4 debido a las +acilidades ue

-resenta -ara la (edicin4 control y trans-orte en el caso de aceite ue -resente una >!A

constante.

3as caractersticas de o-eracin4 -resin y te(-eratura de se-aracin de-enden

-rinci-al(ente de las -ro-iedades de los +luidos ue se est$n -roduciendo y de las

caractersticas de la tubera4 desde la cabe#a del -o#o hasta el se-arador.

l se-arador de -rueba se instala co(;n(ente en estaciones de -roduccin4 -ero

general(ente es e(-leado en -o#os e0-loratorios y es ca-a# de (ane,ar el gas de

-roduccin4 -etrleo -esado y li'iano4 H)S4 slidos e i(-ure#as.

*a(ones #ara !sar se#aradores de #r!e'a

3os se-aradores de -rueba o+recen la -osibilidad de reali#ar una (edicin (ono+$sica de los

+luidos4 lo cual -uede re-ercutir en una (ayor e0actitud a la hora de reali#ar la (edicin. 3os

se-aradores de -rueba son utili#ados con +recuencia en -o#os cuyo estudio de -roduccin

es i(-ortante o ue se cree ue tienen -roble(as de -roducti'idad.

l uso de se-aradores de -rueba ta(bi/n es socorrido en el caso de la (edicin de -o#oscuyos ca(-os son nue'os y de los cuales no se conoce in+or(acin. l hecho de ue la

-roduccin sea so(etida a un -roceso de se-aracin -er(ite ue se -uedan to(ar (uestras

-ara el an$lisis de su calidad y de esta (anera se recabe ($s in+or(acin ue -er(ita

caracteri#ar los +luidos de yaci(ientos no conocidos.

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Proceso de se#araci+n

3a siguiente +igura se recurre -ara (ostrar un esue(a t-ico de (edicin con se-aradores

de -rueba5

Arrelo de instalaciones #ara e"#lear !n se#arador de #r!e'a)

.

Medici+n de fl!,o #osterior a la se#araci+n

2es-u/s de ue se ha reali#ado el -roceso de se-aracin se lle'a a cabo la (edicin de los

recursos -roducidos -or (edio de (edidores (ono+$sicos. Aunue es -osible terica(entee(-lear cualuier (edidor ue +uncione considerando las -ro-iedades del +luido en cuestin4

-or (oti'os econ(icos y de -racticidad se recurren a una cantidad li(itada de (edidores.

s i(-ortante (encionar ue la (edicin -uede ser tanto est$tica4 en tanues de

al(acena(iento7 co(o din$(ica4 en lneas de tubera ue dese(bouen en -lantas de

-roduccin.

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Medidores (ulti+$sicos

3a (ayora de los -o#os -roductores de hidrocarburos en el (undo -roducen aceite

saturado4 lo cual indica ue el aceite a condiciones de yaci(iento contiene gas disuelto ue

con la -roduccin y la cada de -resin i(-lcita -ro'ocan la liberacin del (is(o teniendo

lugar el +lu,o (ulti+$sico.

3a (edicin del +lu,o (ulti+$sico en boca de -o#o es con'eniente cuando no tienen lugar-rocesos de se-aracin en el +lu,o y la corriente se encuentra con+or(ada -or lo (enos -or

dos +ases. n ocasiones ta(bi/n es con'eniente su uso -or cuestiones t/cnicas co(o la

+alta de ca-acidad de los se-aradores de -rueba en e0istencia.

3a (edicin de +lu,o (ulti+$sico consiste en deter(inar la continua relacin e0istente entre

las distintas +ases del +lu,o de un -o#o ?agua4 aceite y gas@ sin usar una se-aracin -re'ia y a

condiciones de lnea.

3os (edidores (ulti+$sicos son utili#ados -ara hacer -ruebas indi'iduales de -o#os4 con el

ob,eti'o de deter(inar la cantidad de -roduccin ue a-orta cada -o#o y conocer lascaractersticas del +luido ue se est$ -roduciendo. ntran en +unciona(iento cuando la

-roduccin de un deter(inado -o#o es des'iada hacia el cabe#al de -rueba4 donde el

(edidor registra 'alores tales co(o el contenido de agua4 gas y aceite.

ste ti-o de (edidores -ueden cuanti+icar la cantidad del +lu,o de cada +ase -or se-arado4

e(-leando la (edicin de la 'elocidad de las +ases y de la +raccin ue ocu-an las (is(as

en la tubera.

n la -r$ctica se -ueden encontrar di+erentes reg(enes de +lu,o de +luidos4 ue 'aran en

+uncin de las 'elocidades su-er+iciales de los +luidos4 de las 'iscosidades y de sus

-ro-iedades en general4 sin e(bargo -ara +ines -r$cticos de c$lculo sie(-re -ode(os hacer

una co(-aracin entre el r/gi(en de +lu,o -resente y un r/gi(en estrati+icado en el ue

todas las +ases se encuentran se-aradas. Algunos de los -atrones de +lu,o ue se -ueden

-resentar en un +lu,o (ulti+$sico se ilustran en la siguiente +igura5

Patrones de fl!,o -!e se #resentan en !na t!'er.a %ori(ontal)9


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Uso de "edidores en l.nea

l arreglo t-ico utili#ado -ara la (edicin con un (edidor (ulti+$sica se a-oya en un

(ani+old ue des'a la -roduccin hacia el (edidor4 -osterior(ente se reincor-ora la

-roduccin al SIP. 2icho arreglo se ilustra en la siguiente +igura5

Arrelo de instalaciones #ara e"#lear !n "edidor en l.nea)

Venta,as de los "edidores de fl!,o "!ltif/sicos:

Son co(-actos y de +$cil instalacin.

o tiene -artes ('iles4 -or lo tanto no es intrusi'o.

Cone0in a un siste(a de -rocesa(iento de datos -ara (onitoreo en tie(-o real.

Ba,os reuisitos de (anteni(iento.

n lnea4 sin (e#clador ni se-arador4 (ide +lu,o 'ertical.

Slo se reuiere de tres horas -ara (edir un -o#o.

Desventa,as de los "edidores de fl!,o "!ltif/sicos:

2ebido a ue (iden un +lu,o (ucho ($s co(-le,o ue un siste(a ue (ide slo una

+ase la incertidu(bre es di+cil de esti(ar.

Son instru(entos co(-le,os ue reuieren re'isin y calibracin ($s +recuente ue la

(ayora de los (edidores.

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Son sensibles a las -ro-iedades +sicas de las +ases.

Co"#araci+n de la "edici+n "!ltif/sica res#ecto a la convencional

n la actualidad el e(-leo de (edidores (ulti+$sicos en la industria -etrolera ha tenido un

creci(iento (uy r$-ido4 debido a las 'enta,as econ(icas y tecnolgicas ue -resentan con

res-ecto a otras tecnologas e(-leadas -ara (edir corrientes de hidrocarburos. Para darnoscuenta de esta tendencia4 basta decir ue en la actualidad la tercera -arte de las -ruebas de

-o#os son reali#adas con (edidores (ulti+$sicos.

Mediciones est$ticas en tanues de al(acena(iento3a (edicin est$tica de hidrocarburos en tanues de al(acena(iento de luidos se -uede

reali#ar de dos +or(as b$sica(ente5

Man!al)

Con 'arilla.

Con cinta y -lo(ada.

Con tanues a+orados.

A!to"/tica)

Con +lotador.

Con ser'o.

Con (edidor ultrasnico.

Con radar.

3a (edicin (anual no reuiere de instru(entos ue +uncionen co(o inter(ediarios entre el

instru(ento de (edicin y los 'alores obtenidos. Se reuiere de -ersonal ca-acitado -ara

obtener las (edidas reduciendo al ($0i(o los errores asociados a su dese(-e8o co(o4 -or

e,e(-lo4 los errores de -arala,e. ste ti-o de (ediciones se reali#an -rinci-al(ente en

tanues de al(acena(iento ue se encuentran e0-uestos a la at(s+era. 2ebido a la alta

incertidu(bre i(-lcita en el -roceso no se recurre a este ti-o de (/todos en -rocesos de

trans+erencia de custodia4 sin e(bargo es el ti-o de (edicin ($s socorrida en -lantas de

-roduccin debido a su -racticidad y ba,o costo.

s i(-ortante (encionar ue a -artir de las lecturas to(adas -or (edios (anuales se debe

de contar con una relacin (ate($tica en +or(a de tablas o +unciones ue basadas en la

+or(a del tanue ue -er(itan obtener el 'olu(en asociado a la (edida de longitud

obtenida.

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3a (edicin auto($tica no reuiere de -ersonal ue sir'a co(o inter(ediario entre el

instru(ento de (edicin y la obtencin del 'alor buscado -or lo ue se e'ita el -osible error

co(etido -or el -ersonal. 3as (ediciones auto($ticas reuieren de eui-os de inter+a# ue

reciban las se8ales e(itidas -or los (edidores y las con'iertan -or (edio de algorit(os a la

(agnitud asociada a la (edicin. ste ti-o de (edidores i(-lican un (ayor costo debido a

ue es necesario aduirir y (antener el eui-o de inter+a# sin7 e(bargo4 esto se co(-ensa

debido a la seguridad ue brindan al -re'enir el error i(-lcito al in'olucrar el +actor hu(ano.

s necesario contar con una idea de la distribucin de los +luidos en un tanue de

al(acena(iento y de las -rinci-ales -artes del dis-ositi'o4 esta distribucin se describe de

(anera general en la siguiente +igura5

Partes de !n tan-!e de al"acena"iento de #etr+leo)

Mediciones (anuales

Manual con 'arilla

stos instru(entos consisten en una 'arilla o regla con la longitud graduada de +or(a

con'eniente -ara introducirla dentro del de-sito. 3a deter(inacin del ni'el se e+ect;a -or la

lectura directa de la longitud (o,ada -or el luido4 cuando la regla se introduce hasta el

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+ondo del tanue. n el (o(ento de la lectura el tanue debe estar abierto a -resin

at(os+/rica. l uso de la 'arilla se ilustra en la siguiente +igura.

Identificaci+n del nivel de aceite contenido en !n tan-!e de al"acena"iento #or "ediode !na varilla total"ente s!"erida en el aceite)

Cuando el tanue tiene una -ro+undidad grande4 entonces se hace di+cil (ani-ular la regla

-or su longitud4 en este caso se -uede sustituir la 'arilla -or una cinta +le0ible al cual se le

coloca un -eso en la -unta4 +or(ando el (edidor de cinta y -lo(ada.

Manual con cinta y -lo(ada

ste ti-o de (ediciones e(-lean una cinta de acero ino0idable y una -lo(ada4 ue se

utili#an -ara deter(inar una cierta distancia ue nos -ueda indicar el ni'el de luido4 ya sea

crudo o agua libre4 -ara obtener el ni'el de luido la cinta de (edicin -uede e(-learse de

dos (aneras5

A) Medici+n a fondo

Consiste en (edir la distancia e0istente desde la -lo(ada de (edicin en el +ondo del

tanue hasta la altura libre del luido4 donde se -roducir$ la (arca o corte sobre la cinta de

(edicin obteni/ndose as la altura del luido en +or(a directa.

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Identificaci+n del nivel de aceite contenido en !n tan-!e de al"acena"ientoe"#leando !na #lo"ada total"ente s!"erida)

0) Medici+n al vac.o

Consiste en (edir la distancia 'ertical e0istente desde la su-er+icie del luido hasta alguna

(arca de re+erencia en el to-e del tanue. 3a longitud asociada a la cantidad de luido en el

tanue se obtiene -or (edio4 restando a la altura total del tanue la distancia ue indica la

cinta desde la su-er+icie del luido hasta el to-e (is(o del reci-iente.

Identificaci+n del nivel de aceite contenido en !n tan-!e de al"acena"ientoe"#leando !na #lo"ada #arcial"ente s!"erida)

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Manual con tanues a+orados

0iste un (/todo de (edicin -or (edio del cual se agregan -untos de re+erencia en los

tanues al(acenadores ue indiuen un cierto ni'el de luido4 a este ti-o de tanues ue

-oseen dichas indicaciones de (anera e0-lcita se les lla(a tanues a+orados.

Para ue un tanue -ueda ser a+orado se debe -ri(ero -robar ue la ca-acidad ($0i(a de

al(acena(iento distorsionar$ su geo(etra y con ello el 'olu(en asociado a cada -unto dea+oro. Para ello se debe llenar el tanue de al(acena(iento con un +luido cuya densidad sea

cuando (enos igual a la del +luido ue al(acenar$. Co(;n(ente se al(acena agua en la

totalidad del tanue durante ) horas -ara co(-robar lo anterior.

Medidores auto($ticos

Auto($tica con +lotador

tili#ado co(o re+erencia -ara la (edicin (anual con cinta4 este siste(a consiste en un+lotador ue se su(erge en el ni'el del luido y se (ue'e hacia arriba y hacia aba,o con los

ca(bios en el ni'el7 este (o'i(iento del +lotador -uede ser trans+or(ado -or di'ersos

(edios4 en el e0terior del tanue4 en una accin de indicacin4 registro o control.

3a cone0in -uede ser5

2irecta5


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electrnica del ni'el. l des-la#ador se (ue'e debido al (o'i(iento del ser'o(otor -aso a

-aso.

Cuando el des-la#ador alcan#a la su-er+icie del luido del tanue4 la +lotabilidad dis(inuye

el -eso a-arente del (is(o. l -eso del des-la#ador se (ide en la electrnica del ser'o -or

(edio de un transductor de +uer#a.

n todo (o(ento de la o-eracin del ser'o se (onitorea la -osicin e0acta del ta(bor y su

n;(ero de 'ueltas4 -or lo ue se conoce la longitud de cable desenrollado. Al conocer la

-osicin (edida ?altura de re+erencia de (edida@4 -uede calcularse el ni'el e0acto de crudo.

3a +riccin (ec$nica en el ser'o:siste(a4 trans(isor4 indicador local y contactos de alar(a

no tienen ning;n e+ecto en la sensibilidad o en la e0actitud del (edidor. l (edidor no slo

e+ect;a una (edida del ni'el -ro(edio ba,o condiciones de turbulencia4 sino ue ade($s

eli(ina los (o'i(ientos innecesarios4 reduce el desgaste y las a'eras4 de +or(a ue la 'ida

o-eracional del (edidor se 'e au(entada considerable(ente.

n la actualidad4 estos instru(entos no slo (iden el ni'el de luido4 sino ue son ca-aces

de (edir la inter+ace y la densidad del -roducto. n la siguiente +igura se ilustra (uestra un

(edidor ti-o ser'o y su -osicin en un tanue de al(acena(iento.

Medici+n a!to"/tica del nivel de cr!do en !n tan-!e de al"acena"iento con !n

"edidor servo)

Auto($tica con (edidor ultrasnico

l (edidor ultrasnico es utili#ado en (ediciones donde no se -er(ite el contacto del

instru(ento de (edicin con el luido. n el (edidor de ni'el -or ultrasonido cuando las

ondas sonoras 'ia,an en un (edio ue absorbe el sonido y gol-ean a otro tal co(o una

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-ared4 una -artcula en el luido4 o la su-er+icie del luido4 sola(ente una -eue8a -orcin

de la energa de la onda sonora -enetra la barrera y el resto de la energa se re+le,a.

3a onda sonora re+le,ada es un eco. l (edidor de ultrasonido utili#a el -rinci-io del eco -ara

su +unciona(iento.

Sir'en -ara todo ti-o de luidos4 -ero son sensibles a la densidad del +luido en el cual estrans-ortada la onda4 ya ue la 'elocidad de -ro-agacin de la onda 'ara seg;n la densidad

del (edio de trans-orte de /sta4 -or lo tanto el (/todo no es con'eniente -ara -rocesos en

donde ca(bian continua(ente las condiciones a(bientales.

l e(isor dis-one de un oscilador -ara en'iar un i(-ulso ultrasnico a la su-er+icie del +luido

y el rece-tor4 recibe esta se8al re+le,ada en'iando una se8al del tie(-o transcurrido4 y -or lo

tanto del ni'el4 a un indicador. n otras -alabras4 el ni'el se (ide en +uncin del tie(-o

necesario -ara ue la se8al se des-lace del trans(isor a la su-er+icie del luido y retorne al

rece-tor.

3a utili#acin de una co(-utadora -er(ite4 a tra'/s de un -rogra(a4 al(acenar el -er+il

ultrasnico del ni'el4 y as tener en cuenta las caractersticas -articulares de la su-er+icie del

luido4 tal co(o la es-u(a4 con lo cual se (e,ora la -recisin de la (edida. Por otro lado4 la

co(-utadora +acilita la con'ersin del ni'el a 'olu(en del tanue -ara usos de in'entario4 y

ade($s -ro-orciona caractersticas de autoco(-robacin del instru(ento.

Para (edicin continua de ni'el4 los dis-ositi'os deben ubicarse de (anera tal ue la se8al

de ultrasonido a-unte directa(ente al (aterial -ara tener as la trayectoria de (edicin ($s

directa. l trans(isor y el rece-tor -ueden ubicarse ,untos co(o un solo dis-ositi'o -ero el

rece-tor debe estar se-arado del trans(isor a-ro0i(ada(ente unas ?-g@4 de esta (anera

se -ueden (e,orar las o-eraciones y la con+iabilidad del instru(ento. ste siste(a reuiere

de una sola entrada al tanue y nor(al(ente consiste de un transductor -ie#oel/ctrico.

n la (edicin continua la 'elocidad del sonido ca(bia con el (edio en el ue 'ia,an las

ondas y la te(-eratura.

n la siguiente +igura se (uestran las 'ariantes ue se -ueden encontrar de una instalacin

con un (edidor ultrasnico.

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&rans"isi+n de las ondas de sonido -!e e"#lea el "edidor !ltras+nico en s!sdiferentes confi!raciones)

Auto($tica con (edidor ti-o radar

l siste(a de (edicin est$ +or(ado -or un (dulo electrnico de (icroondas4 una antena4

sensores adicionales ?-rinci-al(ente sensores de te(-eratura@ y una unidad local re(ota de

indicacin.

3o ue hace esta tecnologa es en'iar una se8al de radar ?-ulsos cortos de energa

electro(agn/tica@ hacia el luido contenido en el tanue de al(acena(iento. 3a se8al deretorno -resenta un retraso debido a la distancia recorrida y tiene una +recuencia di+erente en

relacin a la se8al e(itida anterior(ente. sta di+erencia de +recuencias es directa(ente

-ro-orcional a la distancia recorrida4 la cual es utili#ada -ara establecer el ni'el del luido.

3os instru(entos de radar usan (icroondas4 general(ente ue 'an de los 1& a 11 D!H#E4 a la

hora de (edir el ni'el4 detecta y (ide la distancia entre el (edidor de ni'el ?situado en la

-arte su-erior de un tanue de al(acena(iento de luido@ y la su-er+icie del luido.

2ebido (ayor(ente a la r$-ida 'elocidad de -ro-agacin del radar ?ue es la 'elocidad de la

lu# en el 'aco@4 los siste(as de radar de i(-ulso co(en#aron a abrirse ca(ino en el ca(-ode las (ediciones de larga distancia.

Ahora las (ediciones -or radar est$n dis-onibles -ara los tanues de al(acena(iento ue

se encuentran en las ter(inales4 las industrias u(icas y las co(-a8as del

al(acena(iento inde-endientes. o es necesario (o'er -ie#as ya ue es un eui-o

co(-acto ue resulta con un ba,o (anteni(iento ue lo hace (uy atracti'o. stas antenas

son co(-actas y tienen una (e,or e+icacia4 -roduciendo una e0actitud e0celente.

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Medici+n del nivel de aceite contenido en !n tan-!e de al"acena"iento con !n"edidor ti#o radar)

3os (edidores ti-o radar se -ueden e(-lear en tanues de al(acena(iento a alta -resin4

slo es necesario instalar una '$l'ula de aisla(iento entre el tanue y el instru(ento4 de

igual (anera nos -ueden ayudar a deter(inar la inter+ace crudo agua y la densidad del

-roducto.

Mediciones de +lu,o ($sico o 'olu(/trico en instalacionessu-er+iciales3a (edicin din$(ica de los hidrocarburos se 'ale de dis-ositi'os instalados en las tuberas

ue conducen el +luido hacia estaciones de al(acena(iento o directa(ente a los -untos de

trans+erencia de custodia. n este ca-tulo se abordaran ;nica(ente algunos de los

(edidores ($s co(unes y ue +uncionan sola(ente con +luidos (ono+$sicos. n general los

(edidores est$n dise8ados -ara un ti-o es-ec+ico de +luidos ?luidos o gases@4 sin e(bargo

algunos de los ue se -resentan au -ueden (edir +lu,os de cualuiera de los dos ti-os.

A di+erencia de los dis-ositi'os utili#ados -ara la (edicin est$tica4 los (edidores din$(icos

sie(-re traba,an -or (edio de una inter+a# ue -rocesa las se8ales y da co(o res-uesta

directa la (agnitud del 'alor (edido -or lo ue el traba,o del -ersonal o-erador se li(ita a la

lectura del 'alor (edido aunue en ocasiones esta tarea no es necesaria ya ue la (ayora

de las inter+aces tienen la ca-acidad de conectarse a una co(-utadora y (ostrar la

in+or(acin en una base de datos lista -ara ser utili#ada -or los ingenieros analistas.

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Medidor de +lu,o ti-o ultrasnico

3os (edidores de +lu,o de ti-o ultrasnico basan su +unciona(iento en la incidencia de ondas

ac;sticas en el +lu,o a tra'/s de e(isores4 (ediante el an$lisis del co(-orta(iento y la

'ariacin de la se8al se -uede obtener el gasto 'olu(/trico.

Descri#ci+n

n la actualidad e0isten dos ti-os de (edidores ultrasnicos ue son e(-leados -ara (edir

el gasto en conductos a -resin.

l -ri(ero de ellos4 deno(inado tie(-o en tr$nsito ?=ransit =i(e@4 e(-lea se8ales ac;sticas

(ediante la trans(isin de -ulsos7 y el segundo de e+ecto 2o--ler e(-lea la trans(isin de

una onda continua. n e,e(-lo de un (edidor ultrasnico real se (uestra en la siguiente

+igura5

Medidor ti#o !ltras+nico)

3os transductores son los eui-os au0iliares de los a-aratos de (edicin de +lu,o ultrasnico

ue con'ierten y reciben la se8al en'iada en +or(a de -ulsos a una se8al analgica4 hacia el

eui-o electrnico4 ue los recibe y (uestra la 'elocidad de +lu,o en una -antalla o

co(-utadora. Son hechos de alu(inio4 ue es un (aterial con -ro-iedades -ie#oel/ctricas

i(-ortantes y -or eso -ueden (andar ondas del ti-o longitudinales ue son las ue -er(iten(edir las 'elocidades de +lu,o ya ue /stas s -ueden 'ia,ar en un (edio acuoso4 sin ue los

a+ecte el (etal de los tubos en ue est$ contenido el +luido. 3a +or(a en la ue 'a instalado

un (edidor ultrasnico en una tubera es la siguiente5

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Medidor !ltras+nico instalado en !na t!'er.a)

Venta,as de los "edidores !ltras+nicos:

Alta -recisin.

Ca-acidad -ara la (edicin bidireccional.

o tiene -artes ('iles.

Manteni(iento (uy sencillo co(-arado a otros eui-os.

Desventa,as de los "edidores !ltras+nicos:

>elati'a(ente alto costo.

2is(inuye su -recisin cuando se -resenta gran cantidad de slidos.

3a instalacin del (edidor con e+ecto 2o--ler es co(-licada.

Medidor de +lu,o ti-o -laca de ori+icio

3as -lacas de ori+icio son los instru(entos de (edicin de +luidos ($s co(unes -ara lle'ar a

cabo la (edicin de +luidos. n la industria -etrolera tienen uso -rinci-al(ente en la

(edicin de corrientes de gas. Son dis-ositi'os ue causan cadas de -resin4 -or lo ue

son deno(inados dis-ositi'os de -resin di+erencial.

0isten di+erentes ti-os de ori+icio en una -laca de acuerdo al ti-o de +lu,o e0istente. na

-laca de ori+icio -uede -resentar las geo(etras (ostradas en la siguiente tabla y ue seilustran en la siguiente +igura.

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&i#os de orificio en !na #laca

Venta,as del !so de la #laca de orificio: Pocas restricciones de instalacin.

Con+iabilidad y si(-licidad en el dise8o.


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de +luidos a tra'/s de una tubera. o obstante4 las caractersticas de dese(-e8o del ":

Cono4 son el resultado de su e0clusi'o dise8o4 ue incluye un cono central en el interior del

tubo co(o se a-recia en la siguiente +igura.

Medidor ti#o c+nico instalado en !na t!'er.a)

Venta,as de los "edidores ti#o cono:

2ebido a la insercin de una +igura cnica ue interact;a con las lneas de alta

'elocidad del -er+il de 'elocidades4 -er(ite (edir +lu,os con n;(eros de >eynolds(enores.

Cada de -resin ($s grande5 se su-one ue las lecturas del di+erencial de -resin

ser$n (ayores a las del "enturi4 dando co(o resultado (ayor sensibilidad al

instru(ento.

Me#cla est$tica4 ya ue cuando el instru(ento entra en contacto con el -er+il de

'elocidades4 (e#clar$ todas las #onas del -er+il4 ho(ogeni#ando sus -ro-iedades4

reuiriendo -or tanto (enor distancia entre los accesorios.

l a(-lio uso del instru(ento4 ya ue se -uede usar en +luidos ue no est/n en un

solo estado4 re+iri/ndonos a +luidos con calidad ?F@ entre & y 17 co(o -or e,e(-lo gas

h;(edo.

Desventa,as de los "edidores ti#o cono:

>ango li(itado de (edicin.

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2eterioro con el tie(-o.

Alta -/rdida de carga.

>euiere longitud de tra(o recto aguas arriba4 lo ue li(ita donde se coloue el

(edidor.

3a -recisin se 'e a+ectada -or el desgaste y los da8os a la restriccin.

Medidor de +lu,o ti-o coriolis

3os (edidores de (asa ti-o coriolis +ueron introducidos a -rinci-ios de 1G& y han ganado

ace-tacin co(o (edidores -recisos y con+iables.

3a (edicin ue lle'a a cabo este (edidor es conocida co(o directa o din$(ica4 la cual da

una se8al directa(ente -ro-orcional al caudal ($sico y casi inde-endiente de las

-ro-iedades del +luido co(o son5 la conducti'idad4 -resin4 'iscosidad o te(-eratura.

ste instru(ento (ide de +or(a directa la (asa de un +lu,o sin tener ue recurrir a

(ediciones de 'elocidad o a conocer la densidad del +luido. s (uy ;til en el (ercado

aunue su (anteni(iento y su costo no son los ($s accesibles de los dis-ositi'os

dis-onibles en el (ercado.

Medidor coriolis instalado en !na t!'er.a)

3os detectores de 'elocidad electro(agn/tica locali#ados en cada e0tre(o del tubo sensor4

(iden la 'elocidad de la 'ibracin del tubo. l +lu,o ($sico es deter(inado (idiendo la

di+erencia de tie(-o ue se genera en el des+ase entre las dos ondas sinusoidales ue son

obtenidas -or los (edidores electro(agn/ticos. stos detectores son lla(ados bobinas

colectoras de se8al y est$n co(-uestas -or un electroi($n y una bobina.

Venta,as del "edidor ti#o coriolis:

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Medicin directa de (asa4 alta -recisin4 a(-lio rango.

Medicin (ulti'ariable ?caudal4 densidad y te(-eratura@ desde un solo dis-ositi'o.

o hay -artes ('iles con e0ce-cin de los tubos 'ibratorios.

Se -uede instalar en cualuier lugar sin necesidad de cli(ati#ar el caudal o de instalar

un siste(a de tuberas recto.

Precisin en una gran 'ariedad de caudales con un solo (edidor

Medicin directa y re-etible de gasto ($sico

Desventa,as del "edidor ti#o coriolis:

Su utili#acin en la (edicin de +lu,o de gases es li(itada debido a la ba,a inercia

asociada al +lu,o de gases.

Su utili#acin es li(itada en a-licaciones de (edicin de +lu,o en tuberas de

di$(etros su-eriores a D-gE debido al ta(a8o de los sensores.

Son costosos4 -or lo ue no se reco(ienda -ara a-licaciones sencillas en las cualesno se reuiera de e0actitud y en las ue se -ueda utili#ar satis+actoria(ente otro

(edidor.

3as constantes 'ibraciones -ueden originar +allas en la soldadura del tubo.

s (uy 'olu(inoso.

o es a-to -ara gastos grandes.

Mediciones e(-leadas en o-eraciones de ue(a y 'enteo

A ;lti(as +echas en nuestro -as se han intensi+icado los es+uer#os -or au(entar ela-ro'echa(iento de gas4 esto debido a la necesidad de satis+acer las necesidades de la

industria nacional4 es-ecial(ente de la industria el/ctrica. 2icha necesidad incluso ha

incenti'ado las -ro-uestas de re+or(a energ/tica ue -retenden au(entar la -roduccin de

gas a tra'/s del a-ro'echa(iento acelerado de los yaci(ientos de shale gas. 2e lo anterior4

es e'idente la necesidad de au(entar la ca-acidad de (ane,o de gas y de reducir sus

-/rdidas al (ni(o necesario. 2e ello la i(-ortancia de contar con in+or(acin ue -er(ita

gestionar de (e,or (anera lo relacionado a este -roble(a.

3a ue(a y el 'enteo de gas deben ser (edidos -ara -oder tener re+erencia de las -/rdidas

del (is(o -roducto ue se traducen en -/rdidas econ(icas y en da8os al (edio a(biente.sta (edicin se reali#a -or (edio de (edidores din$(icos ue -er(iten (edir los +lu,os de

gas -re'io a reali#ar el 'enteo o la ue(a del (is(o.

3os (edidores ultrasnicos son de uso co(;n debido a su 'ersatilidad y +$cil instalacin. 3os

(edidores utili#ados en este -roceso -resentan el (is(o +unciona(iento ue los

-resentados anterior(ente.

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Medici+n de la cantidad as "andado a -!e"a #or "edio !n "edidor !ltras+nico)

Aunue no es co(;n ta(bi/n se -ueden utili#ar otro ti-o de (edidores utili#ables -ara la

(edicin de gas co(o -or e,e(-lo las -lacas de ori+icio.

Medidores au0iliaresAde($s de los di+erentes (edidores utili#ados -ara (edir el caudal es i(-ortante contar con

in+or(acin co(-le(entaria asociada a las condiciones de +lu,o. Algunos -ar$(etros

con'enientes ue se deben (edir son5

Presin.

2ensidad.

=e(-eratura.

Corte de agua.

3os (encionados -ar$(etros -er(iten conocer las condiciones de +lu,o -ara -osterior(ente

reali#ar las correcciones necesarias y -oder esti(ar los caudales (edidos a condiciones

est$ndar.

Medidores de -resin

0isten en la industria una gran cantidad de instru(entos utili#ados -ara la (edicin de

-resin en las tuberas. 0isten di+erentes 'ariantes ue +uncionan bien -ara la (ayora de

los casos4 'ariando ;nica(ente sus -ro-iedades (etrolgicas co(o la -recisin y el rango.

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n general se hace uso de (an(etros ue trans(iten la se8al de (anera auto($tica a una

co(-utadora -or (edio de una inter+a# electrnica.

ste ti-o de (edidores reali#an la (edicin de la -resin -or (edio de distintos -rinci-ios

+sicos4 -or e,e(-lo4 a tra'/s de sensores -ie#oel/ctricos4 (ec$nicos ?co(o el (an(etro de

Burdon -resentado en la siguiente +igura4 entre otros.

Man+"etro ti#o 0o!rdon

n general se recurre a (an(etros de ti-o Bourdon en cabe#a de -o#o y en las bateras se

utili#an dis-ositi'os electrnicos de (ayor sensibilidad y -recisin co(o (an(etros

electrnicos.

Man+"etro electr+nico)

Medidores de te(-eratura

3a te(-eratura es un -ar$(etro i(-ortante ue se debe considerar cuando se reali#an

(ediciones de hidrocarburos4 ya ue (odi+ica el 'olu(en de los +luidos e0-andiendo en

(ayor (edida a los hidrocarburos 'ol$tiles y a los gases. 3a te(-eratura se -uede to(ar en

+luidos est$ticos o en +luidos din$(icos y -ara cada condicin se consideran instru(entos

di+erentes.

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Medici+n est/tica de la te"#erat!ra

Para la deter(inacin de la te(-eratura se -ueden usar ter((etros electrnicos digitales4

con una incertidu(bre ba,a y9o ter((etros de (ercurio de 'idrio ?con incertidu(bre (ayor

al electrnico@.

l ter((etro electrnico -ort$til ?+igura II.*G@ es el instru(ento reco(endado -ara la(edicin (anual de te(-eratura en tanues de al(acena(iento. Se considera ue un

ter((etro de este ti-o ha alcan#ado estabilidad cuando la lectura 'ara -or no ($s de &4)

?


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deter(inar la densidad relati'a de los luidos4 sin necesidad de calcular antes su (asa y

'olu(en. or(al(ente est$ hecho de 'idrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo

-esado en su e0tre(o4 -ara ue -ueda +lotar en -osicin 'ertical.

l +unda(ento +sico de las (ediciones con dens(etros est$ basado en el -rinci-io de

Aru(edes4 ue a-ro'echa el euilibrio de +uer#as ?la +lotacin@4 -ara deter(inar5 ue

siendo el dens(etro un ob,eto de -eso constante4 su +uer#a est$ relacionada con el arrastrede 'olu(en ue tenga sobre el luido7 es decir4 -ara luidos (enos densos4 -uede arrastrar

($s 'olu(en y -or lo tanto su(ergirse ($s. =odo esto se 'e re+le,ado en la altura +inal ?del

dens(etro@ a la ue se encuentre el ni'el del luido. n la siguiente +igura se ilustra su

+unciona(iento.

Dens."etro)

3a i(-ortancia de (edir la densidad4 o la gra'edad API4 en el caso de los crudos4 es debido

a ue en (uchos -rocesos /ste es un -ar$(etro crtico e i(-ortante. Para la industria del

-etrleo4 es necesario tener -lena(ente identi+icado el crudo4 -ues /ste ca(bia con el

tie(-o ?el 'alor co(ercial4 su contenido de agua4 etc.@.

3os dens(etros -ara crudo -ueden ser hidr(etros o ter(ohidr(etros. 3a ;nica

di+erencia radica en ue el ter(ohidr(etro contiene en su interior un ter((etro ?ta(bi/n

de Hg@4 con el ue se -ueden reali#ar (ediciones de te(-eratura.

s i(-ortante se8alar ue este -ar$(etro ta(bi/n se -uede obtener -or (edio de -ruebasde laboratorio4 -or e,e(-lo a tra'/s de la (edicin se-arada de su (asa y del 'olu(en4 as

co(o -or (edio de instru(entos co(o la balan#a de lodos aunue en la -r$ctica co(;n no

son utili#ados con +recuencia.

Medici+n din/"ica de la densidad

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3os (edidores de densidad est$n dise8ados -ara la (edicin +iscal de -etrleo crudo4

hidrocarburos re+inados y luidos de -roceso no agresi'os. l (edidor de densidad est$

dise8ado -ara +uncionar con una de dos con+iguraciones de la electrnica5

Co(o un sensor ue en'a una salida de +recuencia a un con'ertidor de se8ales. Co(o un

trans(isor hasta con % salidas analgicas integradas. 3os (edidores de densidad son

calibrados en la +$brica y no se reuiere calibracin in situ.

3os c$lculos se reali#an ,unto con un con'ertidor de se8ales ?-ara la 'ersin de salida de

+recuencia@ o dentro de la electrnica del trans(isor integrado. Se -uede utili#ar cualuiera

de estos -ar$(etros -ara i(-ulsar las salidas analgicas ?-ro'enientes del con'ertidor de

se8ales o del trans(isor@.

Medidor de densidad con resorte)

Medidores de corte de agua

0isten di+erentes (edidores de corte de agua4 la (ayora basados en -rinci-ios el/ctricos

ue identi+ican la 'ariacin de las -ro-iedades el/ctricas en +uncin de la -resencia de agua7

ta(bi/n e0isten de ti-o u(icos -or (edio del uso de -astas indicadoras ue reaccionan

u(ica(ente con la -resencia de agua.

Medici+n est/tica de corte de a!a

l ni'el de agua libre al(acenada en los tanues de al(acena(iento at(os+/ricos debe

(edirse e(-leando el (/todo de (edicin a +ondo con cinta de (edicin a +ondo y

utili#ando -asta indicadora de agua.

3os tanues deben (antenerse drenados -ara tener la (enor cantidad de agua libre

?($0i(o * c(. de agua@. Para (edir el ni'el de agua4 se reco(ienda el uso de una -lo(ada

circular de %& o * Dc(E co(o la ue se (uestra en la siguiente +igura. o se deben usar

-lo(adas cuadradas.

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Identificaci+n del corte de a!a en !n tan-!e de al"acena"iento e"#leando !na#lo"ada)

(-resas ue brindan el ser'icio

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GDO 1G*UPO DIA*2CO3O&IME45

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Medicion de Hidrocarburos (Ialip)

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