Trabajo de Instrumentacion Petrolera

MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” ESCUELA DE INGENIERÍA EN PETRÓLEO PROCESO DE CAMPOS PROF. TITULAR: ING. RODRIGUEZ YAMELIN

PRESENTADO POR: Viviana Fuenmayor C.I: 19.906.557 Gustavo Quintero C.I: 18.150.480 Carlos Rubio C.I: 17.912.446 Vetancourt Carlos C.I: 10.002.202

MARACAIBO, MARZO DE 2013

ESQUEMA

1. Instrumentación Petrolera 2. Simbología de la instrumentación 3. Combustión in situ 3.1. Procedimiento general 3.2. Clasificación de la Combustión in situ 3.3. Ventajas y desventajas de la combustión in situ 4. Reacciones que ocurren en el yacimiento 5. Mecanismos actuantes en el proceso 6. Inyección de aire 7. Tipos de instrumentos y clasificación 7.1. Instrumentos neumáticos 7.2. Instrumentos eléctricos 7.3. Instrumentos Hidráulicos 7.4. Instrumentos Electromecánicos. 7.5. Instrumentos según su función 8. Válvulas de Control 8.1. Componentes de la válvula de control 8.2. Tipos de válvulas de control 9. Sistemas de medición 9.1. Proceso de Medición 9.2. Variables de Medición 9.3. Elementos primarios de Medición 9.4. Tipos de medición 9.5. Unidades de medición 9.6. Clasificación de los instrumentos

INTRODUCCION Uno de los propósitos de fondo de este trabajo es demostrar la necesidad del control automático de procesos, cuyo objetivo es mantener en determinado valor de operación las variables del proceso tales como: temperaturas, presiones, flujos, etc. Como se verá los procesos son de naturaleza dinámica, en ellos siempre ocurren cambios y si no se emprenden las acciones pertinentes, las variables importantes del proceso, es decir, aquellas que se relacionan con la seguridad, la calidad del producto y los índices de producción, no cumplirán con las condiciones de diseño. Es notable el impacto que sobre el desarrollo de nuevos sensores, transductores y sistemas de Instrumentación y Control, ha tenido el avance tecnológico en el área de la Instrumentación, tal como: mayor precisión, mayor sensibilidad, mayor confiabilidad, rangoabilidad, etc. Por ello, es mandatorio que el personal que labora tanto en la ingeniería como en el mantenimiento de estos sistemas, mantenga una constante actualización de sus conocimientos, que le permita ir a la par de los avances de la tecnología, manteniéndose capacitado para desempeñar eficazmente su trabajo con miras siempre a la optimización constante de los procesos que maneja.

DESARROLLO

1. Instrumentación Petrolera Durante la última década el avance de la ciencia y tecnología ha llevado a que se consolide dentro del campo de la industria petrolera una multidisciplina o sector operativo indispensable para todo proceso industrial denominado³Instrumentación y control .Poco a poco esta multidisciplina va automatizando cada vez más los procesos industriales hasta tal punto que llega a optimizar la producción petrolera. La optimización de procesos hace de la instrumentación un factor clave para la industria petrolera al darle la ventaja de controlar variables de operación que determinan en gran manera la afectividad de procesos. Actualmente la industria del petróleo contrata empresas de servicios con el fin de que estas proporción en los componentes (Instrumento o herramientas) necesarios para poder iniciar, desarrollar y controlar las diferentes etapas que se abarquen en los yacimientos petrolíferos; dando así, que el ámbito en el que se da la instrumentación dentro de la industria es generalmente en operaciones de planta. Para hacer más efectivo el desarrollo del texto, tomare una definición bibliográfica de lo que es instrumentación industrial y luego la aplicare a la industria petrolera. La instrumentación Industrial se refiere al grupo de elementos que sirve para medir, convertir, transmitir, controlar o registrar variables de un proceso, con el fin de optimizar los recursos utilizados. Estas variables a medir pueden ser físicas o químicas que se den dentro de la operación .Como se cita en la anterior definición la instrumentación no solo contiene lo que son las herramientas sino también proporciona el control de variables y operaciones mediante constante medición:. Esto es de vital importancia no solo por la optimización de la misma sino por seguridad del personal que se encuentra trabajando. Es válido aclarar que el control es solo un componente de la instrumentación y que de ningún modo se pueden comparar al mismo nivel de relevancia como veremos más adelante cuando nos centremos en este. Las características de la instrumentación son

extensas y esto se debe a la cantidad de procesos industriales distintos que existen. 2. Simbología de la instrumentación

3. Combustión in situ El proceso de combustión in situ es un método convencional térmico que se basa en la generación de calor en el yacimiento para seguir recuperando hidrocarburo una vez culminada la producción primaria y/o secundaria. Este método consiste básicamente en quemar una porción del petróleo presente en el yacimiento para generar el calor, esta porción es aproximadamente el 10%. La expresión “in situ” proviene del latín y significa “en sitio”, por lo tanto, el término combustión in situ se refiere a la quema del combustible presente en un yacimiento. La combustión in situ es un método de extracción térmica, y como tal se fundamenta en utilizar calor para promover la producción de crudo. Otros métodos térmicos son la inyección de vapor, la inyección de agua caliente o el uso de calentadores de fondo. Los métodos térmicos, forman parte de los denominados métodos de recuperación mejorada, que comprenden también a los métodos químicos y los métodos miscibles. Todos éstos métodos se han desarrollado para extraer el crudo remanente que no puede ser producido utilizando los métodos naturales o convencionales de extracción de crudo (National Petroleum Council, (1984). Por lo tanto, no es conveniente estudiar la combustión in situ como un proceso aislado, sino como una posibilidad entre otros procesos de extracción de petróleo. En virtud de esto, es pertinente la descripción de los restantes procesos, de modo que sea posible insertar la combustión in situ dentro de un contexto definido. En el siguiente grafico se puede apreciar los diferentes tipos de combustión in situ empleados en el yacimiento, posteriormente se explicará brevemente en qué consiste cada uno.

La combustión in situ o "fireflooding" es un método que se aplica a veces a los depósitos que contienen petróleo muy viscoso o "pesado" que se produce por medios convencionales. Quema parte del aceite in situ, crea una zona de combustión que se mueve a través de la formación hacia la producción de pozos, proporcionando una unidad de vapor y un disco de gas intensa para la recuperación de petróleo. Este proceso se inicia a veces mediante la reducción de un calentador o un encendedor en un pozo de inyección. El aire se inyecta en el pozo, y el calentador está en funcionamiento hasta la ignición se lleva a cabo. Después de calentar la roca que lo rodea, el calentador se retira, pero el aire de inyección se sigue manteniendo el frente de combustión avanza. El agua a veces se inyecta de forma simultánea o alternativamente con el aire, creando vapor que contribuye a la utilización de la mejor el calor y reducción de las necesidades de aire. Muchas interacciones se producen en este proceso, pero el dibujo adjunto muestra los elementos esenciales.

Las Siguientes Afirmaciones Corresponden A Los Números En El Dibujo. 1. Esta zona se ha quemado a medida que avanza la combustión principal.

2. Cualquier agua que se forma o se inyecta se convertirá en vapor de agua en esta zona a causa del calor residual. Este vapor fluye hacia el área de quemados de la formación, ayudando. 3. Esto muestra la zona de combustión, que avanza a través de la formación. 4. Alta temperatura justo por delante de la zona de combustión provocando fracciones más ligeras del petróleo para evaporar, dejando una pesada depósitacion de coque residual o carbón como combustible para avanzar en el frente de combustión. 5. Una zona de vaporización que contiene productos de la combustión, se vaporizó hidrocarburos ligeros, y el vapor. 6. En esta zona, debido a su distancia desde el frente de combustión, enfriamiento hace hidrocarburos ligeros para condensar vapor y para volver al agua caliente. Este aceite se desplaza la acción, el vapor condensado se adelgaza el aceite y los gases de combustión en la ayuda conducir el petróleo a los pozos de producción. 7. En esta zona, un banco de petróleo (una acumulación de petróleos desplazados) se forma. Contiene los gases de petróleo, el agua, y la combustión. 8. El banco de petróleo crecerá más frío a medida que avanza hacia los pozos de producción, y las temperaturas caerán a cerca de la temperatura inicial del yacimiento. Cuando el banco de petróleo llega a los pozos de producción, el aceite, el agua y los gases serán llevados a la superficie y separados. El aceite que se vende y el agua y los gases se reinyecta a veces. El proceso se dará por terminado por dejar de inyección de aire cuando áreas previamente designado se queman o se quema la parte delantera alcanza los pozos de producción. Observe en la ilustración adjunta que los vapores de vapor más ligero y gases de combustión tienden a subir en la parte superior de la zona de producción, disminuyendo la eficacia de este método. La inyección de agua alternativa o simultáneamente con el aire puede disminuir el efecto negativo dominante.

3.1. Procedimiento general Generalmente se inicia bajando un calentador o quemador en el pozo inyector, posteriormente se inyecta aire hacia el fondo del pozo y se pone en marcha el calentador hasta lograr el encendido. Luego, los alrededores del fondo del pozo son calentados, se saca el calentador y se continúa la inyección de aire para mantener el avance del frente de combustión.

3.2. Clasificación de la Combustión in situ • Combustión convencional o "hacia adelante": Es también llamada combustión seca ya que no existe inyección de agua junto con el aire. La combustión es hacia adelante debido a que la zona de combustión avanza. En este caso, la zona de combustión va avanzando en la misma dirección hacia donde los fluidos fluyen. La ignición ocurre cerca del pozo inyector y el frente de combustión se mueve desde el pozo inyector hasta el pozo productor

Como se observa en la imagen anterior, se inyecta aire, esto se hace con la finalidad de oxidar el petróleo, sin embargo, se producen grandes volúmenes de gases residuales los cuales causan problemas mecánicos. El calor se va generando a medida que el proceso de combustión avanza dentro de una zona de combustión muy estrecha hasta una temperatura alrededor de 1200° F.

Inmediatamente delante de la zona de combustión ocurre el craqueo del petróleo, esto origina el depósito del coque que se quemará para mantener la combustión. La zona de combustión actúa como un pistón y desplaza todo lo que se encuentra delante de su avance. El aire enriquecido con oxigeno es inyectado para oxidar el petróleo, de esta forma que se produce gas residual. Esto puede traer problemas en la eficiencia de bombeo, abrasión, también se genera cierta restricción del flujo de petróleo en el yacimiento por la gran cantidad de gas existente. La combustión va avanzando con una velocidad que depende del volumen de petróleo quemado, Justo en el frente de combustión se depositan las fracciones más pesadas de petróleo (coque), esto es lo que permite que se mantenga la combustión. Por lo general en la zona donde ocurre la combustión ocurre una segregación gravitacional. Cuando ocurre una ruptura en el pozo productor, las temperatura se van haciendo cada vez más altas, esto trae como consecuencia que los costos de producción aumenten, ya que inicialmente por un largo período de tiempo el petróleo que se encuentra cerca del pozo productor, está a la temperatura original del yacimiento. La desventaja de este tipo de combustión, es que el petróleo que se produce tiene que pasar por una zona fría y si es pesado puede traer problemas en cuanto a su fluidez. También el calor que se almacena fuera de la zona quemada no es usado eficientemente ya que el aire inyectado no es capaz de transportar efectivamente el calor hacia adelante.

• Combustión en reverso En este tipo de combustión la zona de combustión se mueve en dirección opuesta a la dirección del flujo de fluidos y la combustión se enciende en los pozos productores. Como se puede apreciar en la siguiente figura, la zona de combustión se mueve en contra del flujo de aire, los fluidos producidos fluyen a través de las zonas de altas temperaturas (500 – 700° F) hacia los pozos productores, originándose así una reducción en la viscosidad del petróleo y por consiguiente aumento de la movilidad.

• Combustión húmeda: Consiste en inyectar agua en forma alternada con aire, creándose vapor que contribuye a una mejor utilización del calor y reduce los requerimientos de aire, esto se logra gracias a que al inyectar l agua parte de ésta o toda se vaporiza y pasa a través del frente de combustión transfiriendo así calor delante del frente.

3.3. Ventajas y desventajas de la combustión in situ Los procesos de combustión in situ han mostrado favorabilidad en las experiencias realizadas, sin embargo, como cualquier proceso está sometido a

ciertas limitantes que desvían el proceso de cumplir sus objetivos. El peor inconveniente de un proceso de combustión in situ es, tal vez, la segregación de los fluidos o superposición del frente (Overriding) y las grandes distancias de desplazamiento del proceso, hechos que conllevan a una reducción en el factor de recobro y la tasa de producción. Sin embargo, han existido esfuerzos conjuntos que han permitido aprovechar estos efectos y utilizarlos de manera favorable para el proceso, prueba de esto son el desarrollo de los proceso Top Down In Situ Combustión, y aquellos que utilizan los efectos de drenaje gravitacional como COSH y THAI. En algunas ocasiones el proceso comienza bajando un calentador o herramienta de ignición artificial al pozo de inyección. El aire se inyecta y el calentador se opera hasta que inicie el proceso de combustión. Después de calentar las rocas cercanas, el calentador es operado mientras la inyección de aire se continúa para mantener el avance del frente de combustión. En algunas ocasiones se inyecta agua de forma simultánea o alterna con aire, para aprovechar la mayor transferencia de calor que ofrece el vapor y reducir significativamente los requerimientos de aire. Normalmente, los componentes más livianos, el vapor y los gases producto de la combustión tienden a migrar a la parte superior de la zona de aceite, a este fenómeno se le conoce como override, y generalmente reduce la efectividad del proceso. La inyección simultánea de agua, en forma continua o por ciclos, ayuda a mitigar este efecto. 4. Reacciones que ocurren en el yacimiento •

Oxidación

La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es

el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor. La sustancia más oxidante que existe es el catión KrF+ porque fácilmente forma Kr y F+. Entre varias sustancias con el mismo estado de oxidación; la capacidad oxidante difiere grandemente según el ligante Así el -CF3 tiene una electronegatividad (el C) similar a la del cloro (3,1) mucho mayor que por ejemplo -CBr3, aunque ambos tengan el mismo número de oxidación. Las propiedades del HBrO3 son muy diferentes a la del BrF5 éste último es mucho más oxidante aunque ambos tengan la misma valencia. Si el elemento está como grupo neutro o estado catiónico: KrF2 tiene una EN menor que el KrF+ aunque formalmente tengan el mismo número de oxidación. Así el MnF3 el MnF4(-1) y el MnF2(+1) todos con el mismo número de oxidación tienen en diferentes. Las sustancias oxidantes más usuales son el permanganato potásico (KMnO4), el dicromato de potasio (K2Cr2O7), el agua oxigenada (H2O2), el ácido nítrico (HNO3), los hipohalitos y los halatos (por ejemplo el hipoclorito sódico (NaClO) muy oxidante en medio alcalino y el bromato potásico (KBrO3)). El ozono (O3) es un oxidante muy enérgico: Br(-1) + O3 = BrO3(-1) El nombre de "oxidación" proviene de que en la mayoría de estas reacciones, la transferencia de electrones se da mediante la adquisición de átomos de oxígeno (cesión de electrones) o viceversa. Sin embargo, la oxidación y la reducción puede darse sin que haya intercambio de oxígeno de por medio, por ejemplo, la oxidación de yoduro de sodio a yodo mediante la reducción de cloro a cloruro de sodio: 2NaI + Cl2 → I2 + 2NaCl Esta puede desglosarse en sus dos hemireacciones correspondientes: 2 I-1 ←→ I2 + 2 eCl2 + 2 e- ←→ 2 Cl-1 En estas dos ecuaciones queda explícita la transferencia de electrones. Si se suman las dos ecuaciones anteriores, se obtiene la primera.

Tipos de oxidación •

Oxidación lenta: La que ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales, desprendiendo cantidades de calor inapreciables; al fundir un metal se acelera la oxidación, pero el calor proviene principalmente de la fuente que derritió el metal y no del proceso químico (una excepción sería el aluminio en la soldadura autógena).

•

Oxidación rápida: La que ocurre durante lo que ya sería la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor, en forma de fuego, y ocurre principalmente en substancias que contienen carbono e hidrógeno, (Hidrocarburos)

Combinaciones Cuando el oxígeno se combina con un metal, puede formar o bien óxidos básicos o peróxidos, estos óxidos se caracterizan por ser de tipo básicos. Si se combina el oxígeno con un no metal forma óxidos ácidos también llamados anhídridos y caracterizados por ser de tipo ácido (actúan como ácido). Ejemplo: El hierro puede presentar dos formas oxidadas. Fe2O2 → FeO Fe2O3 Consecuencias En los metales una consecuencia muy importante de la oxidación es la corrosión, fenómeno de impacto económico muy negativo. Combinando las reacciones de oxidación-reducción (redox) en una celda galvánica se consiguen las

pilas

electroquímicas

(ver

pila

eléctrica).

Estas

reacciones

pueden

aprovecharse para evitar fenómenos de corrosión no deseados mediante la técnica del ánodo de sacrificio y para la obtención de corriente eléctrica continua.

•

Desintegración Catalítica

La función principal de este proceso es la obtención de gasolina catalítica de alto octano. Este proceso representa un gran avance en el diseño, utilización y regeneración de los catalizadores y del proceso en general. Los catalizadores de platino han permitido que mayores volúmenes de carga sean procesados por kilogramos de catalizador utilizado. Además, se ha logrado mayor tiempo de utilización de los catalizadores. Esta innovación ha permitido que su aplicación sea muy extensa para tratar gasolinas y producir aromáticos. La reforma catalítica cubre una gran variedad de aplicaciones patentadas que son importantes en la manufactura de gasolinas (Ultraforming, Houdriforming, Rexforming y otros). La carga puede provenir del procesamiento de crudos nafténicos y parafínicos, que rinden fracciones ricas en sustancias aromáticas. Por la reforma catalítica se logra la deshidrogenación y deshidroisomerización de naftenos, y la isomerización, el hidrocraqueo y la ciclodeshidrogenación de las parafinas, como también la hidrogenación de olefinas y la hidrosulfuración. El resultado es un hidrocarburo muy rico en aromáticos y por lo tanto de alto octanaje •

Destilación

Los procesos de destilación atmosférica y al vacío son clásicos en la industria del petróleo. La diferencia entre el proceso atmosférico y el de vacío es que este último permite obtener más altas temperaturas a muy bajas presiones y lograr la refinación de fracciones más pesadas. La carga que entra a la torre de destilación atmosférica se somete previamente a temperatura de unos 350 ºC en un horno especial. El calentamiento del crudo, permite que, por orden de punto de ebullición de cada fracción o producto, se desprendan de las cargas, y a medida que se condensan en la torre salen de ésta por tuberías laterales apropiadamente dispuestas desde el tope hasta el fondo. La torre lleva en su interior bandejas circulares que tiene bonetes que facilitan la condensación y la recolección de las fracciones. Además, al salir los productos de la torre pasan por otras torres o recipientes auxiliares para continuar los procesos.

Cuando la temperatura de ebullición de ciertos hidrocarburos es superior a 375 ºC se recurre a la destilación al vacío o a una combinación de vacío y vapor. La carga con que se alimenta el proceso al vacío proviene del fondo de la torre de destilación atmosférica. •

Polimerización

La polimerización es el proceso que consiste en combinar dos o más moléculas orgánicas insaturadas (olefinas) para formar un sola, más pesada, con los mismos elementos y en la misma proporción que en la molécula original. Convierte las olefinas gaseosas, como el etileno, el propileno y el butileno convertidos por unidades de craqueo térmico y de líquidos, en moléculas más pesadas y complejas, de mayor índice de octano, como la nafta y las cargas petroquímicas. 5. Mecanismos actuantes en el proceso Cuando los procesos de inyección de aire se realizan a bajas temperaturas y bajos flujos de inyección, algunas reacciones de oxidación tienen lugar, consumiendo parte del oxígeno, pero sin promover la ignición e iniciar un proceso de combustión in situ, estos procesos son dominados por la oxidación a baja temperatura ó LTO (low temperature oxidation). De esta forma se puede reconocer la relación entre los procesos de inyección de aire: LTO y combustión in situ (la cual es dominada por la oxidación a alta temperatura ó HTO). Esto puede entenderse mejor si se conoce el proceso de oxidación del crudo. El mecanismo para la oxidación ha sido descrito en los trabajos de Shallcross y Kisler, (1997), quienes reconocen una competencia entre tres clases diferentes de reacciones de oxidación para el proceso de combustión de crudos medianos y pesados. Debido a la complejidad química del crudo, las reacciones son consideradas por grupos y no individualmente. Los grupos están formados por reacciones del mismo tipo. La LTO comprende reacciones heterogéneas que ocurren entre la fase gas y la fase líquida, que tienen como resultado la formación de hidrocarburos oxigenados.

Estos compuestos son generalmente más viscosos, densos y menos volátiles que el crudo original, como ácidos carboxílicos, aldehídos, cetonas, alcoholes y peróxidos. Durante la combustión in situ, es posible que ocurra LTO si hay oxígeno presente por delante del frente de combustión, bien sea debido a un flujo de inyección demasiado alto o por el bypass de una porción delflujo inyectado. Durante el calentamiento, el proceso ocurre en etapas de reacciones que se solapan entre sí. Inicialmente, ocurre la destilación de los componentes volátiles de la fracción liviana del crudo. Después, el crudo experimenta una viscoreducción o craqueo leve. Esto comprende la pérdida de pequeños grupos y átomos de hidrocarburos de las cadenas carbonadas. La densidad y viscosidad del crudo son reducidas constantemente. Los hidrocarburos que permanecen son menos ramificados y más estables que los anteriores. La tercera etapa de reacción es la coquificación. Un craqueo severo del crudo produce un combustible sólido (coque) que se deposita sobre la superficie de los granos de arena del yacimiento. Este residuo sólido es utilizado como combustible en la combustión. La viscoreducción y la coquificación son reacciones de pirólisis (descomposición térmica) las cuales también producen hidrocarburos livianos gaseosos. La oxidación de éstos hidrocarburos livianos es conocida como oxidación a temperaturas medias o MTO (medium temperature oxidation). Experimentalmente la MTO se reconoce como el consumo de oxígeno a temperaturas intermedias que está asociado a la producción de óxidos de carbono. La presencia de MTO indica que está ocurriendo la reacción de formación de combustible. La quema del combustible sólido depositado durante el craqueo es conocida como oxidación a altas temperaturas o HTO (high temperature oxidation). Esta reacción heterogénea entre el gas y el sólido produce agua y óxidos de carbono, además conduce a la destrucción de cadenas de hidrocarburos. Es importante destacar que el combustible consumido es diferente para cada clase de reacción de oxidación: para la LTO es el crudo sin reaccionar, para la MTO son los hidrocarburos livianos formados por el craqueo y para la HTO son los

hidrocarburos sólidos depositados durante la pirólisis. Por lo tanto, el combustible para cada reacción depende de lo que haya ocurrido antes. 6. Inyección de aire La inyección de aire permite un incremento satisfactorio en la cantidad de crudo recuperado de los reservorios. Ambos procesos comprenden la inyección de aire en la formación, la cual se realiza a través de los pozos inyectores. El oxígeno del aire oxida al crudo generando calor, monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrocarburos oxigenados y agua. Dependiendo de la reactividad del crudo y de las condiciones de la formación, las reacciones de oxidación a baja temperatura pueden promover la ignición del crudo. De otro modo, la ignición puede provocarse introduciendo calor a través de un agente externo (calentador). Durante un proceso de combustión, el frente de combustión avanza quemando parcialmente el crudo desde el pozo inyector, donde ocurre la ignición, hasta los pozos productores. El calor generado por la reacción exotérmica disminuye la viscosidad de crudo cercano al frente de combustión. El crudo calentado, ahora con mejor movilidad, es conducido delante del frente de combustión hacia los pozos productores por los gases de combustión. Parte del crudo, poco movible y no volátil, permanece como residuo y es utilizado como combustible en el avance del frente de combustión. Inyección de aire es una técnica para mejorar la recuperación de petróleo que aumentó su popularidad en la segunda mitad de la década de 1980. JOGMEC ha realizado una serie de sofisticados estudios experimentales y de simulación numérica trabaja para establecer el método de evaluación de la aplicabilidad de la inyección de aire para yacimientos de petróleo ligero. Tenemos la intención de llevar a cabo pruebas piloto de campo para ampliar nuestro conocimiento de esta tecnología. Inyección de aire es una técnica para la recuperación mejorada de petróleo (EOR) con varias ventajas. La fuente de inyección de gas es aire, que puede ser suministrada en cualquier parte, y la instalación principal se requiere es simplemente un compresor de aire. Inversión inicial y los costos de operación, por

lo tanto inferior a la de otros métodos EOR. Los mecanismos de recuperación de aceite principales son el efecto de barrido de gases de combustión y térmica generada a partir de reacciones de oxidación y combustión. Además, el aire puede ser aplicado incluso en bajas depósitos permeables donde el agua no puede ser inyectada. Sin embargo, el método de evaluación para esta tecnología es difícil, ya que las reacciones de oxidación y combustión son complicadas. JOGMEC ahora planea pruebas piloto de campo de la inyección de aire en los

campos

de

petróleo

nacional

en

el

año

fiscal

2008

como

muy

pronto. Actividades de preparación para estas pruebas incluyen la evaluación del sitio y la selección mediante estudios de simulación, estudios de ingeniería y estudios de campo. Tenemos la intención de ejecutar las pruebas desde el año fiscal 2008, aunque el año fiscal 2012 con el objetivo de adquirir tecnología de inyección de aire para mejorar la recuperación de petróleo en el futuro. CVR ha designado recuperación mejorada de petróleo como una tecnología clave.Vamos a contribuir a la capacidad de Japón de desarrollo petrolero tecnológicos mediante la adquisición de tecnología de recuperación mejorada de petróleo, representado por el método de inyección de aire y mediante la implementación de una compleja investigación básica y aplicada y el desarrollo. JOGMEC también apoyará el desarrollo del sector privado de aceite de maneras tales como la aplicación de tecnologías EOR y cooperando con los países productores de petróleo. 7. Tipos de instrumentos y clasificación Existen dos formas de clasificar los instrumentos las cuales son: a.- De acuerdo a su función en el proceso. b.- De acuerdo a la variable de proceso que miden. Este modo de clasificarlos no es necesariamente el único, pero se considera bastante completo.

De acuerdo a su función estos serán: * Instrumentos indicadores: son aquellos que como su nombre bien dice, indican directamente el valor de la variable de proceso. Ejemplos: manómetros, termómetros, etc. * Instrumentos ciegos: son los que cumplen una función reguladora en el proceso, pero no muestran nada directamente. Ejemplos termostatos, presostatos, etc. * Instrumentos registradores: en algunos casos podrá ser necesario un registro histórico de la variable que se estudia en un determinado proceso. en este caso, se usaran instrumentos de este tipo. . * Elementos primarios: algunos elementos entran en contacto directo con el fluido o variable de proceso que se desea medir, con el fin de recibir algún efecto de este (absorben energía del proceso), y por este medio pueden evaluar la variable en cuestión. (placa orificio) * Transmisores: estos elementos reciben la variable de proceso a través del elemento primario, y la transmiten a algún lugar remoto. Estos transmiten las variables de proceso en forma de señales proporcionales a esas variables. * Transductores: son instrumentos fuera de línea (no en contacto con el proceso), que son capaces de realizar operaciones lógicas y/o matemáticas con señales de uno o más transmisores. * Convertidores: en ciertos casos, la señal de un transmisor para ser compatible con lo esperado por el receptor de esa señal, en ese caso se utilizara un elemento convertidor para lograr la ante mencionada compatibilidad de señal.

* Receptores: son los instrumentos que generalmente son instalados en el panel de control, como interfase entre el proceso y el hombre. Estos reciben la señal de los transmisores o de un convertidor. * Controladores: este es uno de los elementos más importante, ya que será el encargado de ejercer la función de comparar lo que esta sucediendo en el proceso, con lo que realmente se desea que suceda en él, para posteriormente, en base a la diferencia, envié una señal al proceso que tienda a corregir las desviaciones. * Elemento final de control: será este elemento quien reciba la señal del controlador y quien estando en contacto directo con el proceso en línea, ejerza un cambio en este, de tal forma que se cambien los parámetros hacia el valor deseado. Ejemplo: válvulas de control, compuertas, etc. * De acuerdo a la variable de proceso que miden: Esta clasificación, como su nombre lo indica, se referirá a la variable de proceso que tratemos de medir. En la actualidad, se pueden medir, casi sin excepción, todas las variables de proceso existentes, sin embargo, algunas se medirán de forma directa y otras indirectamente. 7.1. Instrumentos neumáticos Los instrumentos de medición neumáticos pertenecen a la clasificación de instrumentos

de

medición

de

Acuerdo

al

principio

de

operación

Estos tipos de instrumentos requieren de aire o un gas para su funcionamiento. Algunos ejemplos de Instrumentos Neumáticos son:

- Los baumanometros: El baumanómetro es un instrumento que permite medir la fuerza que ejerce la sangre sobre las paredes de las arterias, su uso es de gran importancia para el diagnóstico médico, ya que permite detectar alguna anomalía relacionada con la presión sanguínea y el corazón. - Calibradores de llantas: Este es usado para poder medir el nivel de inflado de las llantas.

7.2. Instrumentos eléctricos Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad. De cualquier forma, la clasificación de los instrumentos de medición las detallaremos en el siguiente esquema: De esta forma, podemos enunciar los instrumentos de medición como el Amperímetro o unidad de intensidad de corriente. El Voltímetro como la unidad de tensión, el Ohmímetro como la unidad de resistencia y los Multimetros como unidades de medición múltiples. El Amperímetro: Es el instrumento que mide la intensidad de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus Submúltiplos, el miliamperio y el micro-amperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos Corriente Continua, se usara el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos Corriente Alterna, usaremos el electromagnético. El Voltímetro: Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Mega voltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como el mili voltio (mV) y el micro voltio. Existen

Voltímetros que miden tensiones continuas llamados voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos. El Ohmímetro: Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro y del Amperímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios cuando se cortocircuitan los terminales. En este caso, el voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala. 7.3. Instrumentos Hidráulicos Limnímetros

de

Punta

y

Gancho

con

Escala

Vernier

A menudo es necesario medir la posición de la superficie del agua en estado estable durante los estudios hidráulicos. Esto se realiza ajustando manualmente una pequeña punta o un pequeño gancho para que toque la superficie del agua, y leyendo el movimiento vertical en una escala o con un vernier (nonio). Usos. * Localización de la frontera aire-superficie del agua con alta resolución * Medición de cambios lentos del nivel de agua en canales de flujo y modelos hidráulicos *

Medición

de

la

deformación

mecánica

Manómetros

de

Agua

Una gama de manómetros de laboratorio de propósito general que utilizan el desplazamiento *

de

instrumentos

un de

líquido bajo

para

medir precio,

la

presión

fáciles

diferencial. de

usar

* utilizables para una amplia gama de presiones usando diferentes fluidos de manómetros. Tubos de Pitot Entre los instrumentos de medición hidráulicos tenemos: Limnímetros de punta y gancho con escala vernier Limnímetros de punta y gancho electrónicos Manómetros de agua abierta

Manómetros de agua presurizada Manómetros de mercurio Manómetros de queroseno Medidores electrónicos de presión * Tubos de Pitot * Medidor de turbulencia y velocidad * Medidor de velocidad de hélice * Sistemas de medición de ondas. 7.4. Instrumentos Electromecánicos. Los dispositivos electromecánicos son aquellos que combinan partes eléctricas y mecánicas para conformar su mecanismo. Ejemplos de estos dispositivos son los motores eléctricos y los dispositivos mecánicos movidos por estos, así como las ya obsoletas calculadoras mecánicas y máquinas de sumar; los relés; las válvulas a solenoide; y las diversas clases de interruptores y llaves de selección eléctricas. 7.5. Instrumentos según su función •

Ciegos

No tienen indicación visible, son todos aquellos que generalmente son de manipulación como interruptores, termostatos, presostatos, válvulas, transmisores etc. que solo cumplen con su trabajo sin la necesidad de expresar los cambios graduales de la señal. • Se •

Transmisores encuentran

de

los

dos

tipos

ciegos

e

Indicadores

Instrumentos indicadores

Poseen una escala para expresar la equivalencia de los datos al operario, pueden ser manómetros, tensiómetros, entre otros. Pueden ser concéntricos, excéntricos y digitales

•

Sensores ópticos, instrumentos indicadores registradores:

Permiten la monitorización. •

Registradores

Expresan la señal con trazos continuos a puntos. •

Elementos primarios

Elemento primario de medida: Es el que está en contacto directo con la variable y dispuesto a transmitir cualquier transformación de energía en el medio medido. Instrumentos ciegos, medidor de flujo: Es un elemento censor primario. •

Transmisores

Capta la señal del elemento primario de medida y la transmite a distancia en forma eléctrica, neumática, hidráulica, mecánica y ultrasónica. •

Transductores

Dispositivo que recibe una o varias señales provenientes de la variable medida y pueden modificarla o no en otra señal. •

Receptores Receptores sensoriales Hay cinco tipos mayores de receptores sensoriales en el cuerpo humano:

mecanoreceptores, que detectan la deformación mecánica; termoreceptores, que detectan los cambios de temperatura; fotoreceptores en la retina; nociceptores, que detectan el daño tisular y quimioreceptores. Algunos tipos de receptores, como los mecanoreceptores periféricos, son esencialmente transductores que convierten el estímulo detectado en un impulso eléctrico. Cuando el cambio

detectado es tan grande que supera el umbral, se genera un potencial de acción que es conducido del sistema nervioso periférico hacia el Sistema nervioso central. Como ya se mencionó, un incremento en el estímulo es convertido en un incremento

en

la

frecuencia

de

disparo

de

la

neurona

eferente.

La mayoría de los receptores sensoriales experimentan el fenómeno de adaptación cuando reciben continuamente en forma prolongada un estímulo apropiado, resultando en una disminución progresiva de la frecuencia de disparo en la parte del receptor estimulada. En algunos tipos de receptores (receptores fásicos) la frecuencia de disparo se detiene completamente; y en otros (receptores tónicos) la frecuencia cae a un nivel de mantenimiento. Ejemplos de mecanoreceptores fásicos incluyen los receptores de los folículos pilosos y los Corpúsculos de Paccini. Mientras los receptores de las cápsulas de unión y los musculares, son ejemplos de mecanoreceptores tónicos. •

Controladores

La primera es una respuesta a un corte en la medición alejada del valor de consigna, Para un escalón, la medición cambia en forma infinitamente rápida, y el modo derivativo del controlador produce un cambio muy grande y repentino en la salida

que muere inmediatamente debido a que la medición ha dejado de

cambiar luego del escalón . La segunda respuesta muestra la respuesta del modo derivativo a una medición que está cambiando a un régimen constante. La salida derivativa es proporcional al régimen de cambio de éste error. Cuanto mayor sea el cambio, mayor será la salida debido a la acción derivativa. La acción derivativa mantiene ésta salida mientras la medición esté cambiando. Tan pronto como la medición deja de cambiar, esté o no en el valor de consigna, la respuesta debido a la acción derivativa cesará. Entre todas las marcas de controladores. •

Elemento final

Elementos finales de control: Es el instrumento que recibe las señales del sistema tomadas por el controlador y las ejecuta directamente sobre la variable controlada. 8. Válvulas de Control Es el elemento final de control más común en la industria, y consiste en dispositivo mecánico con un orificio cuya área transversal puede variar según una señal de mando, controlando así el flujo a través del mismo. Las válvulas de control son el regulador y elemento final de control básico en cualquier proceso que se manejan corrientes de fluidos. En las plantas de procesos químicos se utilizan muchas válvulas de control automáticas para regular flujos desde menos de una gota por minuto hasta miles de galones por minuto de fluido y caídas de presión desde pocas pulgadas de agua hasta miles de libras por pulgada cuadrada de presión. La válvula de control actúa como una resistencia variable en la línea de proceso; mediante el cambio de su apertura se modifica la resistencia al flujo, y en consecuencia, el flujo mismo.

8.1. •

Componentes de la válvula de control Cuerpo Es un accesorio provisto de rosca o bridas para su conexión, y sirve para el

paso del fluido y como contenedor de los elementos internos. Está sometido a las mismas condiciones de presión, temperatura y corrosión que el resto del proceso.

Su fabricación más común es en acero al carbono, cuyo espesor y conexiones terminales dependerán del rango de presión a manejar. Externamente es el elemento de la válvula cuya diseño geométrico varía más según el tipo de válvula. Por ejemplo, los cuerpos pueden ser de globo, angulares, de tres vías, de cuerpo dividido, etc. Tal como se detallará más adelante.

•

Actuador

Es el elemento motriz que recibe la señal de control y suministra la fuerza necesaria para hacer variar la posición del elemento móvil dentro del cuerpo de la válvula. El mostrado en la figura es una actuador neumático tipo diafragma, pero tal como se analizará más adelante, los puede haber tipo pistón, eléctrico, electrohidráulico, etc. Su configuración también puede variar en energía para extender o energía para contraer, lo cual en combinación con el tipo de válvula en la cual se instale, definirá el tipo de falla, es decir si es falla abierta o cerrada.

•

Trim o conjunto tapón (disco bola) y asiento

El tapón es el elemento móvil ubicado dentro del cuerpo de la válvula y su posición determina la sección transversal libre a través de la misma, y por lo tanto el porcentaje de apertura. De esta manera, este elemento es el que directamente regula el flujo a través de la válvula. En el caso de válvulas rotativas, la función del tapón la suele ejercer un disco (en el caso de válvulas de mariposa) o una bola (en las válvulas de bola). El asiento no es más que la base donde asienta el tapón cuando la válvula está completamente cerrada. Geométricamente se adapta a la forma del tapón para garantizar la hermeticidad. El conjunto conformado por el tapón y el asiento se denomina trim. Debido a que el diámetro del trim es el que determina la máxima sección transversal libre a través de le válvula, es éste el que define realmente la capacidad de la misma, no el tamaño del cuerpo.

•

Vastago, bonente, empaques y sellos

El vástago o stem es el componente deslizante que transmite la fuerza ejercida por el actuador al elemento móvil dentro del cuerpo de la válvula. Tanto la válvula como el actuador poseen un vástago y cuando son acoplados, el sistema es capaz de operar integralmente. El bonete está normalmente ubicado en la parte superior del cuerpo, sirve de guía para el vástago de la válvula y de base para el acople del actuador y a su vez contiene los empaques. En servicios de alta temperatura suele emplearse un

bonete extendido como el mostrado en la figura del lado derecho para reducir la transferencia de calor hacia el actuador. Los sellos y empaques evitan la emisión de fluidos desde el cuerpo de la válvula hacia el ambiente a través del espacio entre vástago y el bonete y en la unión del bonete y el cuerpo.

Componentes de la Válvula de control En la figura se muestra un diagrama integral con las partes principales de una válvula de control anteriormente descritas.

Accesorios •

Posicionador

Mediante un acople mecánico con el vástago del actuador, este dispositivo obtiene una retroalimentación de la posición de la válvula, variable que es comparada con la señal del controlador para mejorar el desempeño completo del sistema y aumentar la precisión al posicionar el vástago. Si el vástago no está en la posición que indica el controlador, el posicionador adiciona o quita aire al actuador hasta que tenga la posición correcta. Se recomienda instalar posicionadores en procesos con constante de tiempo lenta tal como temperatura o nivel en recipientes grandes o cuando exista retardo por actuadores de gran capacidad, fricción en al vástago por ajuste excesivo de sellos o fricción por productos viscosos. El posicionador posee tres conexiones neumáticas: la alimentación que viene directo de un regulador a la presión requerida, la entrada que corresponde a la salida del controlador y la salida hacia el actuador de la válvula.

•

Convertidor de corriente y presión / Posicionadores inteligentes

En los casos más comunes, cuando existen controladores electrónicos o PLC con tarjetas analógicas, la salida de controlador es de 4-20 mA, en estos casos es necesario instalar un elemento para convertir esta salida a una señal neumática capaz de accionar el actuador. Este elemento se conoce como convertidor corriente/presión y normalmente traducen una señal de 4-20 mA linealmente en una señal de 3-15 psi.

Este convertidor puede existir integrado al posicionador, en este caso se llama a este conjunto electroposicionador. Existen adicionalmente posicionadores inteligentes los cuales se comunican con los controladores o sistemas de control y supervisión mediante protocolos digitales como Hart, Mobdus, Fieldbus, etc. Tienen la ventaja que pueden intercambiar más información con los sistemas de control ya que la señal digital además de contener la salida del controlador, contiene porcentaje de apertura, status de la válvula, límites, configuración, etc., se pueden calibrar remotamente y pueden hacer diagnósticos a la válvula.

•

Multiplicadores Boosters / Interruptores limites

Los multiplicadores (boosters) también se conocen como relevadores de aire. Suelen instalarse en la señal neumática hacia el controlador para acelerar la respuesta de la válvula a un cambio de señal proveniente de un controlador o de un I/P con baja capacidad de salida. Cuando el caso es el mencionado se utilizan boosters con relación 1:1. En ocasiones es necesario multiplicar la salida del I/P o controlador para adecuarse al rango del actuador. En estos casos se utilizan boosters de 1:2 o de 1:3 según sea

el caso. Por ejemplo: en un I/P con salida de 3-15 psi que acciona un actuador de 6-30 psi se debe duplicar la señal con unbbooster 1:2 si no existe posicionador. Los interruptores de límite se acoplan mecánicamente en el recorrido del vástago y se disparan a determinada posición, para ser usados como alarma, disparar válvulas solenoide o para tomar alguna otra acción de control.

•

Válvulas selenoide / Reguladores de presión para supply

Las válvulas solenoide son elementos de funcionamiento on/off operados por una señal eléctrica discreta de 24 Vdc o 110 Vac. Pueden ser de dos o tres vías. Estas válvulas normalmente se instalan en la línea neumática que acciona el actuador para ejercer una acción extrema de control tal como hacer abrir o cerrar completamente la válvula de control, como resultado bde alguna condición insegura del proceso. Por ejemplo: cuando se recibe una señal de muy alto nivel en un separador gas - líquido se debe hacer abrir completamente la válvula de

control de nivel accionando la solenoide e inhabilitando la señal del controlador o I/P. Los reguladores de presión son válvulas autorreguladoras capaces de mantener constante su salida siempre que las variaciones en su entrada ocurran por encima del punto de control. Su función básica es suministrar una presión constante para la

alimentación

neumática

requerida

por

posicionadores,

boosters,

I/P,

controladores, etc.

8.2.

Tipos de válvulas de control

Existen muchos tipos diferentes de válvulas de control en el mercado, los fabricantes con mucha frecuencia ofrecen una “nueva” válvula de control “mejorada”, en consecuencia resulta difícil clasificar toda la gama de válvulas existentes. No obstante, estructura más frecuente de clasificación consiste es clasificarlas según su acción y según su construcción. Debido a la importancia que tiene la determinación del tipo de acción, se incluye como el elemento básico de su clasificación al momento de especificar una válvula, luego se determina el tipo de válvula según su construcción. Cualquier válvula de los diferentes tipos según su construcción puede ser falla abierta o cerrada, según se escoja también su actuador. Las válvulas según su

construcción se clasifican en vástago deslizante o “reciprocantes” y vástago rotatorio o “rotativas”.

•

Válvulas de compuerta.

La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento.

Recomendada para •

Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.

•

Para uso poco frecuente.

•

Para resistencia mínima a la circulación.

•

Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.

Aplicaciones Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos. Ventajas •

Alta capacidad.

•

Cierre hermético.

•

Bajo costo.

•

Diseño y funcionamiento sencillos.

•

Poca resistencia a la circulación.

Desventajas •

Control deficiente de la circulación.

•

Se requiere mucha fuerza para accionarla.

•

Produce cavitación con baja caída de presión.

•

Debe estar cubierta o cerrada por completo.

•

La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.

Variaciones •

Cuña maciza, cuña flexible, cuña dividida, disco doble.

•

Materiales

•

Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido,

acero inoxidable, plástico de PVC. •

Componentes diversos.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento •

Lubricar a intervalos periódicos.

•

Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.

•

Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y al

comprobar que las válvulas estén cerradas. •

No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca.

•

Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque hidráulico en la tubería.

•

Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y

mugre atrapados. Especificaciones para el pedido

•

Tipo de conexiones de extremo.

•

Tipo de cuña.

•

Tipo de asiento.

•

Tipo de vástago.

•

Tipo de bonete.

•

Tipo de empaquetadura del vástago.

•

Capacidad nominal de presión para operación y diseño.

•

Capacidad nominal de temperatura para operación y diseño.

•

Válvulas de macho

La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°.

Recomendada para •

Servicio con apertura total o cierre total.

•

Para accionamiento frecuente.

•

Para baja caída de presión a través de la válvula.

•

Para resistencia mínima a la circulación.

•

Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.

Aplicaciones •

Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos.

•

Ventajas

•

Alta capacidad.

•

Bajo costo.

•

Cierre hermético.

•

Funcionamiento rápido.

Desventajas •

Requiere alta torsión (par) para accionarla.

•

Desgaste del asiento.

•

Cavitación con baja caída de presión.

Variaciones •

Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples.

•

Materiales

•

Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20, Monel,

níquel, Hastelloy, camisa de plástico. Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento •

Dejar espacio libre para mover la manija en las válvulas accionadas con

una llave. •

En las válvulas con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en servicio.

•

En las válvulas con macho lubricado, lubricarlas a intervalos periódicos.

Especificaciones para pedido •

Material del cuerpo.

•

Material del macho.

•

Capacidad nominal de temperatura.

•

Disposición de los orificios, si es de orificios múltiples.

•

Lubricante, si es válvula lubricada.

•

Válvulas de globo

Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería.

Recomendada para •

Estrangulación o regulación de circulación.

•

Para accionamiento frecuente.

•

Para corte positivo de gases o aire.

•

Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.

Aplicaciones •

Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

Ventajas •

Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o

asiento.

•

Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el

tiempo y desgaste en el vástago y el bonete. •

Control preciso de la circulación.

•

Disponible con orificios múltiples.

Desventajas •

Gran caída de presión.

•

Costo relativo elevado.

Variaciones Normal (estándar), en "Y", en ángulo, de tres vías.

Materiales Cuerpo:

bronce,

hierro,

hierro

fundido,

acero

forjado,

Monel,

acero

inoxidable, plásticos. Componentes: diversos.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.

Registro en lubricación. Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del asiento. Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.

Especificaciones para el pedido •

Tipo de conexiones de extremo.

•

Tipo de disco.

•

Tipo de asiento.

•

Tipo de vástago.

•

Tipo de empaquetadura o sello del vástago.

•

Tipo de bonete.

•

Capacidad nominal para presión.

•

Capacidad nominal para temperatura.

•

Válvulas de bola

Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto.

Recomendada para •

Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.

•

Cuando se requiere apertura rápida.

•

Para temperaturas moderadas.

•

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

Aplicaciones

Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas. Ventajas •

Bajo costo.

•

Alta capacidad.

•

Corte bidireccional.

•

Circulación en línea recta.

•

Pocas fugas.

•

Se limpia por si sola.

•

Poco mantenimiento.

•

No requiere lubricación.

•

Tamaño compacto.

•

Cierre hermético con baja torsión (par).

Desventajas •

Características deficientes para estrangulación.

•

Alta torsión para accionarla.

•

Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.

•

Propensa a la cavitación.

Variaciones Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos (partidos), tres vías, Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño reducido.

Materiales Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al carbono, aceros inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno y PVC. Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Dejar suficiente espacio para accionar una manija larga.

Especificaciones para el pedido •

Temperatura de operación.

•

Tipo de orificio en la bola.

•

Material para el asiento.

•

Material para el cuerpo.

•

Presión de funcionamiento.

•

Orificio completo o reducido.

•

Entrada superior o entrada lateral.

•

Válvulas de mariposa

La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación.

Recomendada para

•

Servicio con apertura total o cierre total.

•

Servicio con estrangulación.

•

Para accionamiento frecuente.

•

Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.

•

Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.

•

Para baja ciada de presión a través de la válvula.

Aplicaciones Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión.

Ventajas •

Ligera de peso, compacta, bajo costo.

•

Requiere poco mantenimiento.

•

Número mínimo de piezas móviles.

•

No tiene bolas o cavidades.

•

Alta capacidad.

•

Circulación en línea recta.

•

Se limpia por si sola.

Desventajas •

Alta torsión (par) para accionarla.

•

Capacidad limitada para caída de presión.

•

Propensa a la cavitación.

Variaciones Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento.

Materiales Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación 20, bronce, Monel. Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon. Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena. Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con palanca. Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación.

Especificaciones para el pedido •

Tipo de cuerpo.

•

Tipo de asiento.

•

Material del cuerpo.

•

Material del disco.

•

Material del asiento.

•

Tipo de accionamiento.

•

Presión de funcionamiento.

•

Temperatura de funcionamiento.

•

Válvulas de diafragma

Las vueltas

válvulas múltiples

de y

diafragma

son

de

efectúan el cierre por

medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación.

Recomendada para •

Servicio con apertura total o cierre total.

•

Para servicio de estrangulación.

•

Para servicio con bajas presiones de operación.

Aplicaciones Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos. Ventajas •

Bajo costo.

•

No tienen empaquetaduras.

•

No hay posibilidad de fugas por el vástago.

•

Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de gomas

en los productos que circulan. Desventajas •

Diafragma susceptible de desgaste.

•

Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.

Variaciones •

Tipo con vertedero y tipo en línea recta.

•

Materiales

•

Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Lubricar a intervalos periódicos. No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.

Especificaciones para el pedido •

Material del cuerpo.

•

Material del diafragma.

•

Conexiones de extremo.

•

Tipo del vástago.

•

Tipo del bonete.

•

Tipo de accionamiento.

•

Presión de funcionamiento.

•

Temperatura de funcionamiento.

•

Válvulas de apriete

La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o más elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación.

Recomendada para •

Servicio de apertura y cierre.

•

Servicio de estrangulación.

•

Para temperaturas moderadas.

•

Cuando hay baja caída de presión a través de la válvula.

•

Para servicios que requieren poco mantenimiento.

Aplicaciones Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos, servicio de alimentos. Ventajas •

Bajo costo.

•

Poco mantenimiento.

•

No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan.

•

Diseño sencillo.

•

No corrosiva y resistente a la abrasión.

Desventajas •

Aplicación limitada para vació.

•

Difícil de determinar el tamaño.

Variaciones Camisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metálicos alojados. Materiales Caucho, caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-N, Buna-S, Viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Los tamaños grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubería, si los soportes para el tubo son inadecuados.

Especificaciones para el pedido •

Presión de funcionamiento.

•

Temperatura de funcionamiento.

•

Materiales de la camisa.

•

Camisa descubierta o alojada.

•

Válvulas de retención (check) y de desahogo (alivio)

Hay dos categorías de válvulas y son para uso específico, más bien que para servicio general: válvulas de retención (check) y válvulas de desahogo (alivio). Al contrario de los otros tipos descritos, son válvulas de accionamiento automático, funcionan sin controles externos y dependen para su funcionamiento de sentido de circulación o de las presiones en el sistema de tubería. Como ambos tipos se utilizan en combinación con válvulas de control de circulación, la selección de la válvula, con frecuencia, se hace sobre la base de las condiciones para seleccionar la válvula de control de circulación.

•

Válvulas de retención (check).

La válvula de retención

esta destinada a impedir una inversión de la

circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 1) válvulas de retención de columpio, 2) de elevación y 3) de mariposa.

•

Válvulas de retención del columpio.

Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en "Y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables. Recomendada para •

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

•

Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la

tubería. •

Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta.

•

Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.

Aplicaciones Para servicio con líquidos a baja velocidad. Ventajas •

Puede estar por completo a la vista.

•

La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.

•

El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tubería.

Variaciones Válvulas de retención con disco inclinable. Materiales Cuerpo: bronce, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, acero al carbono. Componentes: diversos.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento •

En las tuberías verticales, la presión siempre debe estar debajo del asiento.

•

Si una válvula no corta el paso, examinar la superficie del asiento.

•

Si el asiento esta dañada o escoriado, se debe esmerilar o reemplazar.

•

Antes de volver a armar, limpiar con cuidado todas las piezas internas.

•

Válvulas de retención de elevación

Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra por gravedad y la circulación inversa.

Recomendada para •

Cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería.

•

Para uso con válvulas de globo y angulares.

•

Para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es problema.

Aplicaciones Tuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de circulación. Ventajas •

Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total.

•

Acción rápida.

Variaciones Tres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical. Tipos con bola (esfera), pistón, bajo carga de resorte, retención para vapor.

Materiales Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, PVC, Penton, grafito impenetrable, camisa de TFE. Componentes: diversos.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento •

La presión de la tubería debe estar debajo del asiento.

•

La válvula horizontal se instala en tuberías horizontales.

•

La válvula vertical se utiliza en tubos verticales con circulación ascendente,

desde debajo del asiento. •

•

Si hay fugas de la circulación inversa, examinar disco y asiento.

Válvula de retención de mariposa

Una válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45° con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por completo.

Recomendada para •

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería.

•

Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación.

•

Para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de

apriete.

Aplicaciones Servicio para líquidos o gases. Ventajas •

El diseño del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de

camisas de asiento. •

Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión.

•

Funcionamiento rápido.

•

La sencillez del diseño permite construirlas con diámetros grandes.

•

Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.

Variaciones Con camisa completa. Con asiento blando.

Materiales Cuerpo: acero, acero inoxidable, titanio, aluminio, PVC, CPCB, polietileno, polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce. Sello flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon, uretano, Nordel, Tygon, caucho de siliconas.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento En las válvulas con camisa, esta se debe proteger contra daños durante el manejo. Comprobar que la válvula queda instalada de modo que la abra la circulación normal.

•

Válvulas de desahogo (alivio)

Una válvula de desahogo es de acción automática para tener regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla. La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles. El tamaño de las válvulas de desahogo es muy importante y se determina mediante formulas especificas.

Recomendada para Sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones. Aplicaciones Agua caliente, vapor de agua, gases, vapores. Ventajas •

Bajo costo.

•

No se requiere potencia auxiliar para la operación.

Variaciones •

Seguridad, desahogo de seguridad.

•

Construcción con diafragma para válvulas utilizadas en servicio corrosivo.

Materiales Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel. Componentes: diversos.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Se debe instalar de acuerdo con las disposiciones del Código ASME para recipientes de presión sin fuego. Se debe instalar en lugares de fácil acceso para inspección y mantenimiento.

9. Sistemas de medición 9.1. Proceso de Medición

Es el conjunto de funciones colectivas realizadas en y por el equipo en el cual se controla una variable. El termino proceso incluye todo lo que afecta la variable controlada (excepto el controlador). El bucle de control típico está formado por el proceso, el transmisor, el controlador y la válvula de control. Los procesos industriales exigen el control de la fabricación de los diversos productos obtenidos. Los procesos son muy variados y abarcan muchos tipos de productos: la fabricación de los productos derivados del petróleo, de los productos alimenticios, la industria cerámica, las centrales generadoras de

energía,

la

industria

papelera,

la

industria

textil,

etc.

9.2. Variables de Medición Variable medida: Es una cantidad física o condición que está siendo medida. Ejemplo: Temperatura, Flujo, presión, Nivel, etc. Señal Medida: Es una variable eléctrica o neumática. Ejemplo: En un termopar la señal medida es una fuerza electromotriz, la cual es el análogo eléctrico de la temperatura.

Rango de un Instrumento (Campo de Medida): Es el conjunto de valores de la variable medida comprendidos dentro de los límites superior e inferior de la capacidad de medida o de transmisión de un instrumento. Por ejemplo: Un termómetro que está calibrado entre 100 °C y 180°C, tiene un rango de 100 °C a 180 °C. Amplitud (Span): Es la diferencia algebraica entre los valores o limites superiores e inferiores del rango de un instrumento. Precisión: Es la conformidad de un valor indicado con respecto a un valor real bajo condiciones de referencia. Puede expresarse en varias formas: •

Como un tanto % del Span. Ej ± 0,1 % del span

•

En unidades de la variable medida Ej ± 1°F

•

Como un tanto % de la lectura actual

Sensibilidad: Es la señal mínima a la cual el instrumento responde. Puede expresarse como: Tanto por ciento de la amplitud. Ej 100°C a 300°C ±0,05%. Rangoabilidad: Es el cociente entre el valor máximo del rango y el valor mínimo. En el ejemplo anterior es 300/100=3 Señal Analógica: Es una señal que está limitada por un nivel superior y uno inferior pudiendo tomar cualquier (infinitos valores) entre dichos niveles. Señal Digital: Es una señal que solo puede tomar un número finito de valores. La más usada es la señal binaria (0 o 1). Modems: Modulador-Demodulador. Este instrumento permite que los sistemas digitales se comuniquen a través de medios telefónicos.

Interfase Serial: Utiliza un solo conductor para transmitir la data. La información se transmite un bit a la vez. Ejemplo RS232. Interfase Analógica: Convierte una señal digital a analógica ó una señal analógica a digital. Permite que la computadora se comunique con el mundo real.

En la tabla se ilustran algunos ejemplos de rangos de instrumentos donde se aplican los conceptos de rango, valor mínimo, valor máximo y amplitud. Es importante destacar que la amplitud o span es un módulo o valor absoluto, por lo cual será siempre un valor positivo.

9.3.

Elementos primarios de Medición Es la parte de la unidad de medición que está en contacto con el proceso y

convierte la energía de la variable en una señal adecuada para su medición. Cuando en un lazo de control aparezca el transmisor, se entiende que debe existir un elemento sensor (elemento primario) y uno de medición.

Tipos de elementos de medición Dentro de los tipos de elementos primarios se encuentran los mecánicos y eléctricos. Elementos primarios mecánicos •

Tubos Bourdon

Los Tubos Bourdon funcionan bajo el principio mecánico de que un tubo enrollado, cerrado por un extremo tiende a enderezarse cuando por el otro extremo del tubo se le aplica un gas o liquido bajo presión. Funcionan bajo el principio mecánico de que un tubo enrollado, cerrado por un extremo tiende a enderezarse cuando por el otro extremo del tubo se le aplica un gas o liquido bajo presión

Existen tres configuraciones de tubos Bourdon como son: Tubo Bourdon tipo “C”: Se utilizan principalmente para indicación local en medidores de presión, que están conectados directamente sobre recipientes de proceso y tuberías. Tubo Bourdon en Espiral: Se construyen enrollando el tubo, de sección transversal plana. Este arreglo da al espiral un mayor grado de movimiento por unidad de cambio en la presión si se compara con el tubo tipo Bourdon tipo “C”. Tubo Bourdon Helicoidal: Se construye de manera similar al tubo en espiral, pero enrollando el tubo en forma helicoidal. Aplicaciones: Se utilizan como sensores de medición directa y como sensores de presión en ciertos tipos de controladores, transmisores y registradores. Ventajas y desventajas: bajo costo, construcción simple, buena relación Precisión / costo pero pierden precisión por debajo de 50 Psig.

Elementos primarios Eléctricos •

Termopar

El termopar es uno de los sensores sencillos y más comunes utilizados para determinar la temperatura de los procesos. Básicamente un termopar está constituido por dos metales diferentes tales como alambres de hierro y constantán. En 1821 T.J. Seebeck descubrió que cuando se aplica calor a la unión de dos metales diferentes, se genera una fuerza electromotriz (f.e.m.) la cual puede ser medida en el otro extremo de estos dos metales (conductores). Este es el principio en el cual se basa la medición de temperatura utilizando termopares.

Los conductores de un termopar forman un circuito eléctrico, por el cual fluye corriente como resultado de la fem. generada. La “junta de medición” o “junta Caliente” es el extremo que se coloca en el medio cuya temperatura se quiere medir . La “junta de referencia” o “Junta fría” es el extremo del termopar que se conecta a los terminales del instrumento de medición. Materiales: Hierro-Constantán

•

Termoresistencias (RTD)

El principio de operación de los detectores de temperatura tipo resistencia (RTD) está basado en el hecho de que la resistencia eléctrica de los metales varía directamente con la temperatura. La magnitud de este cambio frente a 1°C de cambio en la temperatura se conoce como “el coeficiente de Resistencia de Temperatura” (α). Los metales comúnmente utilizados en el diseño de detectores de resistencia son: Platino el cual tiene un coeficiente α=0.00392 Ohm/Ohm/°C y se utiliza para medir temperaturas en el rango de -263 °C a +545°C; y Níquel el cual tiene un coeficiente α= 0.0063 Ohm/Ohm/°C, utilizado para medir temperaturas en el rango de -190 °C a + 310°C. Otros materiales utilizados son: plata, Tungsteno, Cobre y Oro.

•

Esquema de celdas capacitivas

La figura muestra un sensor de presión que utiliza capacitancias en vez de resistencias. Cuando la presión aplicada produce una deflexión en el diafragma, la capacitancia del elemento sensor cambia en proporción a la presión aplicada, ya que la capacitancia es función del material dieléctrico entre las placas del condensador y de la distancia entre las mismas. Este cambio en la capacitancia produce un cambio en la señal de voltaje DC del circuito del puente. Esta variación de voltaje se convierte en una señal standard de 4-20 mA. Estos transductores pueden sensar presiones bajas, se usan frecuentemente en transmisores de presión manométrica y diferencial. Ventajas: Buenos para medir presiones bajas, construcción rígida. No es afectado por vibración.

Desventaja: Sensibles a la temperatura, requiere electrónica adicional para producir una señal de salida standard y requiere fuente de poder externa. •

Sensores piezoresistivos

La piezoelectricidad se define como la producción de un potencial eléctrico debido a la presión sobre ciertas sustancias cristalinas como el cuarzo, titanato de bario, etc. Las piezoresistencias están difundidas en un medio homogéneo de silicona cristalino, de esta manera las resistencias están integradas al elemento sensor. En la figura se muestra un corte del elemento sensor con los cables soldados a los contactos metálicos. El elemento sensor está formado

por cuatro

piezoresistencias iguales difundidas o ensambladas en la superficie del diafragma delgado de silicona. Contactos de oro en la superficie del diafragma de silicona proveen la conexión a las piezoresistencias. Un cambio en la presión hace que el diafragma se deforme, induciendo en él un esfuerzo y también en la resistencia. El valor de la resistencia cambiará dependiendo de la cantidad de presión aplicada al diafragma. Los transductores piezoeléctricos se utilizan para medir presiones absolutas, diferenciales o manométricas.

•

Transmisores

Los transmisores tienen muchas ventajas dentro de los cuales se pueden mencionar seguridad, economía y conveniencia.

Transmisión Neumática: Un amplificador neumático convierte un pequeño cambio en la señal de entrada, en un gran cambio en la señal de salida. Transmisión Electrónica: Este transmisor está basado en un transductor capacitivo. La presión del proceso se transmite a través de diafragmas separadores y un fluido de sello (aceite de silicona) a un diafragma sensor en el centro de la celda.. Este diafragma se deflecta en respuesta al diferencial de presión a través de él. La diferencia en capacitancia entre el diafragma sensor y las placas del capacitor se convierte electrónicamente en una señal de 4-20 mA DC. •

Transmisores electrónicos inteligentes

Hasta hace poco, los transductores y transmisores habían sido de tipo analógico, convirtiendo movimientos mecánicos y cambios en propiedades eléctricas en señales normalizadas de 3-15 Psig o 4-20 mA DC.La Exactitud total es mejorada eliminando las fuentes principales de error en un transductor, como son aquellas generadas debido a cambios en la temperatura y presión estática. Con el poder del microprocesador es posible medir los efectos de la temperatura y presión estática sobre cada sensor. El resultado es que se obtiene los siguientes resultados: Applications for the Model 3051 Transmitter Accuracy +/- 0.075% of span Rangeability 100:1 Output 4-20 mA dc with HART Protocol Weight 6.0 lb (2.72 kg)

•

Controladores

Los controladores son los que reciben la información del transmisor, la comparan con un valor preestablecido, llamado comúnmente set-point y envía una señal de corrección en función de la desviación al elemento final de control. De acuerdo a la energía utilizada, se puede decir que los controladores más usados son los neumáticos y los electrónicos y según su diseño, hay instrumentos de esta clase para instalar en campo y en sala de control. La figura muestra un controlador de nivel para instalar en directamente en campo (Cortesía de Masoneilan). De acuerdo con los requerimientos de control de una variable determinada y las características de los procesos, es necesario adecuar el controlador a uno de los modos o acciones de control, lo cual constituye un aspecto muy importante para asegurar la estabilidad de los

•

Elementos de control

Juega un papel muy importante en el bucle de regulación. Realiza la función de variar el caudal de fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida comportándose como un orificio de área continuamente variable.

Tipos: •Válvulas de control • Bombas dosificadoras accionadas por actuadores neumáticos o electrónicos • Actuadores de velocidad variable que gobiernan la velocidad de bombas centrifugas, ventiladores, compresores, etc. En los sistemas de control automático la señal de salida del controlador actúa sobre la válvula (elemento final de control) a través de un actuador, el cual provee la potencia mecánica necesaria para operar la válvula de control. 9.4. Tipos de medición La medición es importante en los procesos industriales, ya que permite conocer y/o mejorar la calidad de los productos o la eficiencia de los procesos. La medición directa: consiste en comparar una magnitud desconocida con otra de la misma naturaleza establecida como patrón. Se efectúa directamente sin intermediarios sobre la variable que se desea medir. Por ejemplo, si se quiere saber la longitud de una mesa, se toma un metro y se mide su longitud en algunas de sus unidades de presentación. La medición indirecta (Inferencial): es aquella en la que se establece, generalmente, una relación proporcional entre la variable que es medida (real) y otra inferida. Un parámetro del proceso se mide observando los resultados y aprovechando las propiedades y leyes físicas establecidas. Por ejemplo, un cambio de temperatura ocasiona una expansión diferencial proporcional en una lámina bimetálica.

9.5.

Unidades de medición

Sistema métrico: Este sistema se caracteriza por las múltiples y sencillas relaciones existentes entre todas las unidades de medidas que él posee. El metro es la unidad de longitud y la unidad de masa es el Kilogramo o el gramo. El sistema métrico es la base de los dos subsistemas llamados (C.G.S.) centímetro, gramo, segundo y el (M.K.S.) metro, kilogramo, segundo. Sistema inglés:

Es el sistema de medición utilizado por la industria petrolera y para propósitos comerciales en muchos países de habla inglesa. 9.6.

Clasificación de los instrumentos

Según la variable: Presión, Flujo, Nivel, Temperatura, Velocidad, Humedad y PH Según

la

Energía:

Mecánicos,

Neumáticos,

Eléctricos,

Electrónicos,

Hidráulicos y combinaciones. Según la función: Indicadores, Registradores, Transmisores, controladores y convertidores. Una de las formas de agrupar los instrumentos los instrumentos es considerando la variable donde prestan servicio. La Cantidad de variables utilizadas en los procesos industriales es muy amplia. A continuación se listan algunos de los instrumentos: Instrumentos de: Presión, Flujo, Nivel, Temperatura, Velocidad, Humedad, PH Los instrumentos se pueden agrupar, también dependiendo del tipo de energía empleada para generar la señal que transporta la información, como son: Mecánicos, Neumáticos, Eléctricos, Electrónicos, Hidráulicos, Combinaciones. La necesidad de realizar distintas operaciones en la medición y en el control de las variables ha generado una gran variedad de instrumentos, de los cuales los más utilizados son: Indicadores, Registradores, Transmisores, Controladores, Convertidores.

CONCLUSION

Durante la última década el avance de la ciencia y tecnología ha llevado a quese consolide dentro del campo de la industria petrolera una multidisciplina osector

operativo

indispensable

denominado³Instrumentación y control

para

todo

proceso

industrial

Poco a poco esta multisciplina va automatizando cada vez más los procesos industriales hasta tal punto que llega a optimizar la producción petrolera. La optimización de procesos hace de la instrumentación un factor clave para la industria petrolera al darle la ventaja de controlar variables de operación que determinan en gran manera la afectividad de procesos. Actualmente la industria del petróleo contrata empresas de servicios con el fin de que estas proporcionen los componentes (Instrumento o herramientas) necesarios para poder iniciar, desarrollar y controlar las diferentes etapas que se abarquen en los yacimientos petrolíferos; dando así, que el ámbito en el que se da la instrumentación dentro de la industria es generalmente en operaciones de planta. Para hacer más efectivo el desarrollo del texto, tomare una definición bibliográfica de lo que es instrumentación industrial y luego la aplicare a la industria petrolera. Instrumentación Industrial se refiere al grupo de elementos que sirve para medir, convertir, transmitir, controlar o registrar variables de un proceso, con el fin de optimizar los recursos utilizados. Estas variables a medir pueden ser físicas o químicas que se den dentro de la operación Las

herramientas proporciona

el

control

de

variables

y

operaciones

mediante constante medición: Esto es de vital importancia no solo por la optimización de la misma sino por seguridad del personal que se encuentra trabajando. Es válido aclarar que el control es solo un componente de la instrumentación y que de ningún modo se pueden comparar al mismo nivel de relevancia como veremos más adelante cuando nos centremos en este. BIBLIOGRAFIA •

París, M.: Inyección de agua y gas en yacimientos petrolíferos, Ediciones Astro Data S.A., Maracaibo, Venezuela, 2001.

•

http://www.monografias.com/trabajos44/polimeros/polimeros2.shtml