Cómo Funciona
La ciencia detrás de la medición de agua en línea
Todos los instrumentos Zelentech se basan en la medición por capacitancia — el mismo principio físico utilizado en instrumentos de laboratorio, adaptado para uso continuo en línea en tuberías industriales y sistemas de proceso. Esta página explica cómo funciona, por qué la medición en línea es mejor que el muestreo, y cómo nuestro enfoque se compara con tecnologías alternativas.
El Principio de Medición
El agua y el aceite tienen constantes dieléctricas (permitividad) drásticamente diferentes. El aceite puro tiene una constante dieléctrica de aproximadamente 2, mientras que el agua tiene una constante dieléctrica de aproximadamente 80. Esta diferencia de 40× hace que la medición por capacitancia sea un método excepcionalmente sensible para detectar agua en petróleo.
Un sensor Zelentech consiste en dos electrodos que forman un capacitor, con el fluido de proceso fluyendo entre ellos. A medida que cambia el contenido de agua, la constante dieléctrica de la mezcla de fluidos cambia proporcionalmente, alterando la capacitancia. La electrónica del instrumento mide este cambio de capacitancia con alta precisión y lo convierte en una lectura de contenido de agua.
Algoritmos avanzados de compensación de temperatura tienen en cuenta la dependencia de la temperatura de las constantes dieléctricas tanto del aceite como del agua, asegurando una medición precisa en todo el rango de operación.
Por Qué Añadir Monitoreo en Línea
Continuo
La medición en línea proporciona una lectura cada segundo — llenando los vacíos entre muestras programadas y capturando eventos transitorios como slugs de agua, arrastre de separadores y fallas de sellos en el momento en que ocurren.
Representativo
El sensor mide la corriente de proceso real mientras fluye a través de la tubería. Sin válvula de muestreo, línea de muestra ni recipiente que introduzca errores o cambie la distribución agua-aceite.
Reduce Errores de Manipulación
Las muestras puntuales están sujetas a contaminación del recipiente, mala mezcla y sedimentación durante el transporte. Los datos continuos en línea proporcionan una línea base confiable que complementa la verificación periódica de laboratorio.
Respuesta en Tiempo Real
Las lecturas en vivo permiten el control en lazo cerrado, el desvío automático por alto contenido de agua y la respuesta inmediata a alarmas — actuando ante cambios del proceso entre intervalos de muestreo programados.
Seguro
Reduce la necesidad de abrir válvulas, recolectar muestras y transportar recipientes de fluidos peligrosos en áreas clasificadas. El instrumento certificado ATEX/IECEx monitorea continuamente sin exposición del operador.
Rentable
Reduce la frecuencia y el costo de la recolección manual de muestras, transporte y análisis de laboratorio — proporcionando muchos más puntos de datos por día que cualquier programa de muestreo.
Zelentech vs. Tecnologías Alternativas
Capacitancia Zelentech
Cómo funciona: Mide la constante dieléctrica de la mezcla aceite-agua entre dos electrodos.
Fortalezas: Alta sensibilidad en todo el rango. Mide el agua total (disuelta + libre + emulsionada). Sin consumibles, sin fuentes radiactivas, sin ventanas ópticas. Funciona en todo tipo de aceites.
Ideal para: Oleoductos de crudo, aceites industriales, aceites vegetales, glicol — cualquier líquido donde el contenido de agua necesite monitoreo continuo.
Microondas / RF
Cómo funciona: Mide la absorción o el desfase de microondas a través del fluido.
Fortalezas: Bueno para crudo de alta salinidad donde las lecturas de capacitancia pueden verse afectadas por sales disueltas. Maneja bien los cortes de agua altos.
Limitaciones: Más costoso. Mayor tamaño físico. Calibración más compleja. Menos adecuado para aceites industriales y aplicaciones de bajo corte de agua.
Actividad de Agua / Humedad Relativa
Cómo funciona: Mide la presión de vapor de agua en equilibrio sobre el aceite (actividad de agua).
Fortalezas: Bueno para monitorear tendencias de agua disuelta en aceites limpios de transformadores y turbinas a niveles muy bajos.
Limitaciones: Solo mide agua disuelta. No puede detectar agua libre ni emulsionada — falla precisamente cuando la contaminación es más peligrosa (por encima del punto de saturación). Reporta saturación relativa, no contenido real de agua.
Infrarrojo Cercano (NIR)
Cómo funciona: Emite luz NIR a través del fluido y mide la absorción en longitudes de onda específicas del agua.
Fortalezas: Muy preciso en entornos de laboratorio. Bueno para fluidos limpios y transparentes.
Limitaciones: Las ventanas ópticas se ensucian en crudo y corrientes de proceso sucias. No es práctico para uso en línea en la mayoría de aplicaciones de campo. Es principalmente una tecnología de laboratorio.
Métodos de Referencia — Laboratorio & Campo
Titulación Karl Fischer
Cómo funciona: Reacción química que consume agua en una muestra, medida electroquímicamente.
Fortalezas: El método de referencia definitivo para contenido de agua. Extremadamente preciso. Utilizado para calibración y certificación.
Limitaciones: Método de laboratorio por lotes — no en tiempo real, no en línea. Requiere operadores capacitados, reactivos consumibles y 15–30 minutos por prueba. Se utiliza para validar, no para reemplazar, los instrumentos en línea.
ASTM D4007 — Centrífuga BS&W
Cómo funciona: Se mezclan volúmenes iguales de crudo y tolueno saturado con agua en un tubo de centrífuga cónico y se centrifugan a alta velocidad. La fase más pesada de agua y sedimentos se separa hacia el fondo puntiagudo, donde el volumen se lee directamente de la escala graduada.
Fortalezas: Método de campo y laboratorio ampliamente utilizado para la determinación de BS&W en crudo. Las centrífugas portátiles permiten pruebas en sitio en cabezales de pozo, parques de tanques y puntos de transferencia de custodia. Resultados en 10–15 minutos. Simple, bien comprendido por los operadores de campo.
Limitaciones: Se requiere muestra puntual manual — no es continuo. Los resultados dependen de la calidad de la muestra, la relación de solvente y la velocidad de centrífuga. No detecta agua disuelta ni emulsiones que resisten la separación. Típicamente resuelve hasta 0,1% como máximo. Se utiliza junto con instrumentos en línea, no como reemplazo.
Certificaciones para Áreas Peligrosas
La mayoría de las aplicaciones de medición de agua en petróleo se encuentran en áreas peligrosas donde pueden estar presentes gases o vapores inflamables. Los instrumentos Zelentech cuentan con certificaciones para áreas peligrosas para despliegue global — desde el esquema internacional IECEx hasta esquemas regionales en Europa, Brasil y Medio Oriente.
Todos los certificados se basan en el concepto de protección de envolvente antideflagrante (Ex db) clasificado para Grupo de Gas IIC (incluyendo hidrógeno) y Clase de Temperatura T4 (≤135 °C de temperatura superficial), adecuado para instalaciones en Zona 1 y Zona 2.
IECEx — Internacional
IECEx QPS 19.0007X Issue 2 — Ex db IIC T4 Gb
El esquema de certificación internacional reconocido en más de 30 países. IECEx constituye la base técnica para la mayoría de los esquemas nacionales, incluyendo ATEX, INMETRO y ECAS. Un informe de ensayo, aceptado globalmente.
ATEX — Unión Europea
CML 19ATEX1356X — Ex db IIC T4 Gb
Directiva UE 2014/34/UE para equipos utilizados en atmósferas explosivas. Obligatorio para todos los estados miembros de la UE y el EEE. Examen de tipo por CML B.V. (Organismo Notificado 2776).
INMETRO — Brasil
LMP 24.0560X — Ex db IIC T4 Gb
Certificación nacional brasileña bajo la Portaria INMETRO 115/2022. Obligatorio para equipos de áreas peligrosas instalados en Brasil. Emitido por LMP Certificações.
ECAS — Emiratos Árabes Unidos
26-02-184073 / E26-02-192048 / NB0002
Esquema de Evaluación de Conformidad de los Emiratos para equipos de áreas peligrosas. Obligatorio para instalación en el sector de petróleo y gas de los EAU. Emitido por SGS bajo el Ministerio de Industria y Tecnología Avanzada.
cQPSus — Norteamérica
LR1538-1 — Ex db IIC T4 Gb
Certificación de QPS Evaluation Services para Canadá y Estados Unidos. Evaluado según CSA C22.2 No. 60079-0, -1 y UL 60079-0, -1. Basado en el informe de ensayo IECEx, proporcionando acceso al mercado en toda Norteamérica.
ISO 9001:2015 — Gestión de Calidad
QS-17-1531
Sistema de gestión de calidad certificado para diseño, fabricación y suministro de instrumentos de medición de fluidos. Certificación acreditada por SAC emitida por EQA IMS Certification.
Salidas de Comunicación
Los instrumentos Zelentech soportan los tres protocolos de comunicación industrial más comunes, permitiendo la integración con prácticamente cualquier sistema DCS, SCADA, PLC o computador de flujo:
4–20mA Analógico
Salida analógica estándar de la industria. La lectura de corte de agua se mapea linealmente al rango de 4–20mA. Simple, confiable y compatible con todos los sistemas industriales. Alimentado por lazo — no requiere fuente de alimentación externa.
HART
Protocolo Highway Addressable Remote Transducer superpuesto a la señal de 4–20mA. Permite configuración digital, diagnósticos y datos multivariable (corte de agua + temperatura) por los mismos dos cables.
Modbus RTU
Protocolo digital serial para conexión a PLCs y RTUs. Proporciona datos de corte de agua, temperatura y diagnóstico por RS-485. Soporta múltiples instrumentos en un solo bus.
¿Preguntas Sobre Nuestra Tecnología?
Nuestro equipo de ingeniería puede ayudarle a comprender qué enfoque de medición es el adecuado para su aplicación.