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Instrumentación en petróleo y gas

Presión, temperatura, nivel y caudal en áreas peligrosas, normalmente en lazos de dos hilos 4–20 mA. Dónde están los márgenes de ingeniería y cómo comprobarlos.

Mapa de medidas

Magnitud medidaSensor típicoSeñalCalculadora aquí
Presión en cabeza de pozo, línea y recipienteTransmisor de presión4–20 mA con HARTPrecisión de transmisores de presión
Unidades de presión entre especificacionesHojas de datos en psi, bar, kPaUnidadesConversor de unidades de presión
Alimentación del lazo con barreras y cable largoTransmisor a dos hilos con aislador o barrera4–20 mAAlimentación de lazo 4–20 mA
Equipos para áreas peligrosasTransmisores y sensores con certificación ExMarcado ATEX / IECExDecodificador de marcado Ex
Temperatura de proceso en vainasPT100 y termopares tipo K o NResistencia o milivoltiosCalculadora de termopares
Caudal por presión diferencialTransmisor de ΔP en placa de orificio o Venturi4–20 mA, característica de raíz cuadradaConversor 4–20 mA
Nivel de tanques y separadoresTransmisores de nivel hidrostáticos y de ΔP4–20 mACalculadora de nivel a presión
Conexiones a proceso1/2 NPT y otras roscasNorma de roscaIdentificador de roscas de conexión a proceso
Equipos rotativos: bombas, compresoresAcelerómetros y transmisores de vibración4–20 mA en mm/sConversor de vibraciones
Medición fiscal de caudalMedidores Coriolis, ultrasónicos y de turbinaPulsos y digitalCalculadora de salida de pulsos
Detección de gasDetectores catalíticos, infrarrojos y electroquímicos4–20 mAninguna en este sitio

Lazos de dos hilos en áreas peligrosas

La mayoría de los instrumentos de campo en petróleo y gas son transmisores a dos hilos en un lazo 4–20 mA con HART, instalados donde puede aparecer una atmósfera inflamable. Esa combinación plantea siempre las mismas preguntas de ingeniería: ¿está el instrumento certificado para la zona?, ¿tiene el lazo tensión suficiente tras barreras y cable?, ¿sigue siendo precisa la medida en el rango para el que realmente está calibrado?

Precisión de presión con turndown

Un transmisor de presión se compra con un límite superior de rango y después se calibra al span que necesita el proceso. La precisión de referencia se expresa como porcentaje de ese span calibrado, pero el efecto de la temperatura y la estabilidad a largo plazo suelen expresarse respecto al límite superior. Un transmisor con límite de 400 bar calibrado de 0 a 100 bar está a un turndown de 4:1. Con un 0,075 % de precisión de referencia, un 0,1 % del límite superior por cada 10 K y un 0,1 % al año, una variación ambiente de 30 K da un error probable total de unos 1,27 bar, el 1,27 % del span, diecisiete veces la cifra anunciada. La calculadora de precisión de transmisores muestra qué término domina.

Las especificaciones mezclan psi y bar: 1500 psi son 103,42 bar. El conversor de presión convierte sin decidir por usted si la presión es relativa o absoluta; eso tiene que venir de la hoja de datos.

Alimentación del lazo a través de barreras

Un transmisor necesita su tensión mínima en bornes con la máxima corriente que puede dar, que es la corriente de alarma alta cercana a 22 mA, no 20 mA. Un aislador o una barrera zener añade resistencia en serie, a veces 300 Ω o más. Con una fuente de 24 V, 550 Ω de barrera y entrada y 500 m de cable de 1,5 mm², un transmisor que necesita 10,5 V solo tiene un margen de unos 1,2 V. La calculadora de alimentación del lazo muestra el margen y cómo se reduce en una bandeja de cables caliente. Un lazo de seguridad intrínseca tiene que cumplir además los parámetros de entidad de la barrera y del equipo, una comprobación aparte que esta herramienta no hace.

Leer un marcado Ex

Un marcado como II 2G Ex db IIC T4 Gb indica la categoría del equipo, el modo de protección, el grupo de gas, la clase de temperatura y el nivel de protección del equipo. El decodificador de marcado Ex lo desglosa y lo compara con una zona y un grupo de gas. Explica el marcado; lo que se puede instalar lo deciden el certificado y sus condiciones de uso.

Temperatura, caudal y nivel

La temperatura de proceso se mide en vainas con sensores PT100 y, a temperaturas más altas, con termopares tipo K o N. El tipo K da 22,776 mV a 550 °C; la calculadora de termopares convierte con compensación de unión fría.

Los caudalímetros de presión diferencial producen una diferencia de presión proporcional al cuadrado del caudal. Si la salida del transmisor es lineal con la presión diferencial, 12 mA, la mitad de la señal, corresponden al 70,7 % del caudal a fondo de escala, no al 50 %. El convertidor 4–20 mA aplica la raíz cuadrada; si el transmisor ya la extrae, la señal es lineal y no debe volver a extraerse.

El nivel hidrostático depende de la densidad: 10 m de un crudo de 870 kg/m³ son 0,853 bar, frente a 0,979 bar para el agua. La calculadora de nivel da el rango de calibración para una densidad dada, y la lectura se desplaza cada vez que cambia la densidad.

Fuera del alcance de este sitio

La medición fiscal de caudal, la detección de gas, los sistemas instrumentados de seguridad y los cálculos de entidad de seguridad intrínseca no se tratan aquí.

Actualizado el 11 de octubre de 2026

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