Theoretical Synthesis

Existen diferentes medidores de corte de agua, la mayoría basados en principios eléctricos que identifican la variación de las propiedades eléctricas en función de la presencia de agua; también existen de tipo químicos por medio del uso de pastas indicadoras que reaccionan químicamente con la presencia de agua.

Medición estática de corte de agua

El nivel de agua libre almacenada en los tanques de almacenamiento atmosféricos debe medirse empleando el método de medición a fondo con cinta de medición a fondo y utilizando pasta indicadora de agua.

El procedimiento para medir el agua libre en un tanque es:

1) La plomada y un poco de la cinta deben recubrirse con una capa delgada de pasta indicadora de agua.

3) Se mantiene la cinta firmemente el tiempo necesario para que la pasta cambie de color.

4) Se recoge la cinta y se mide el nivel del agua marcado en la plomada.

Los tanques deben mantenerse drenados para tener la menor cantidad de agua libre (máximo 5 cm. de agua). Para medir el nivel de agua, se recomienda el uso de una plomada circular de 30 o 45 [cm] como la que se muestra en la figura II.63. No se deben usar plomadas cuadradas.

Figura II.63 Identificación del corte de agua en un tanque de almacenamiento empleando una plomada.

La cinta de medición y la plomada tienen las siguientes características:

Generalmente está hecha en acero inoxidable, o en una aleación de cromo y plata, con coeficiente de expansión térmica similar al material del tanque y resistente a líquidos corrosivos.

Su longitud debe ser acorde a la altura del tanque a ser medido.

La escala de la cinta de medición debe estar en metros, centímetros y milímetros. Debe de contar con un gancho de soporte para la plomada.

La plomada debe de estar hecha de un material que no genere chispa y sea resistente a la corrosión (generalmente bronce), con longitudes que oscilan entre 15 [cm] (6 pulgadas), 30[cm] (12 pulgadas) ó 45 [cm] (18 pulgadas) y cuyos pesos mínimo 20 onzas y máximo de 2 3 /8 de [lb].

Debe de contar con un polo a tierra para evitar chispa debido a la estática.

En el caso de plomadas de fondo debe ser de un material que soporte los golpes con materiales metálicos que están en el fondo del tanque.

Medición dinámica de corte de agua

Una señal eléctrica es enviada desde el extremo de la sección de medición a través de los fluidos. Esto genera una onda estacionaria similar a la vibración de una liga sostenida de ambos extremos. Estas ondas estacionarias cambian de posición dentro de la sección conforme cambia el contenido de agua. El cambio en la posición es automáticamente detectado por el oscilador de microondas el cual originalmente envió la señal y éste cambia su frecuencia original dependiendo de cuánta agua exista en la sección de medición. Un ejemplo de este tipo de medidores se muestra en la figura II.64.

Figura II.64 Esquema del medidor dinámico de corte de agua.

Principio de funcionamiento de medidor dinámico de corte de agua

Cada oscilador es caracterizado para frecuencias y niveles de potencia reflejados en todos los cortes de agua, temperaturas y salinidades para ambas fases continuas. El sistema de medición en operación detecta el nivel de potencia reflejado del oscilador arriba del límite, el agua es la fase dispersa y el aceite la fase continúa.

El oscilador para aceite es calibrado alrededor de 100 [MHz] en frecuencia y proporciona aproximadamente 200 [MHz] de cambio de frecuencias para un cambio en porcentaje de corte de agua, manteniendo el aceite en fase continua. El oscilador para agua es calibrado alrededor de 130 [MHz] y tiene una sensibilidad de 50-150 [KHz] para un cambio en porcentaje en corte de agua, manteniendo el agua en fase continua, dependiendo del valor de salinidad del agua.

Otro elemento es el computador el cual está configurado para llevar a cabo las funciones básicas de medición de frecuencia y oscilador de control, así como la determinación del corte agua; presenta los datos a través de una pantalla visual, interfaces digitales, y análogas. La computadora provee la corrección de la medición al compensar las fases con la temperatura y salinidad de los fluidos.

Cabe indicar que estos sistemas deben ser previamente calibrados, donde la calibración es realizada utilizando aceite crudo a varias temperaturas, la frecuencia del oscilador es medida a cada 1 % de incremento de corte de agua desde 0 hasta 85 % de corte de agua.

Esta calibración de fase de aceite establece la corrección de temperatura y la relación de frecuencia para el corte de agua requerido.

El parámetro importante que afecta la precisión en la medición es la conductividad total de las sales disueltas. Un campo de corrección para varias sales es hecha a través de un equipo de referencia llamado refractómetro de salinidad incluido con cada uno de los sistemas.

Las características eléctricas del agua (constante dieléctrica de 68 a 80) y del aceite (2.5) son muy diferentes y esto proporciona el medio propicio para determinar el corte de agua. Se ilustra el funcionamiento de este tipo de dispositivos en la siguiente figura II.65.