La gravedad del Instituto Americano del Petróleo , o gravedad API , es una medida de qué tan pesado o liviano es un líquido de petróleo en comparación con el agua: si su gravedad API es mayor que 10, es más liviano y flota en el agua; si es menor que 10, es más pesado y se hunde.
La gravedad API es, por lo tanto, una medida inversa de la densidad de un líquido de petróleo en relación con la del agua (también conocida como gravedad específica ). Se utiliza para comparar densidades de líquidos de petróleo . Por ejemplo, si un líquido de petróleo es menos denso que otro, tiene una gravedad API mayor. Aunque la gravedad API es matemáticamente una cantidad adimensional (consulte la fórmula a continuación), se dice que está en "grados". La gravedad API se gradúa en grados en un instrumento hidrómetro . Los valores de gravedad API de la mayoría de los líquidos de petróleo oscilan entre 10 y 70 grados.
En 1916, la Oficina Nacional de Normas de Estados Unidos aceptó la escala Baumé , que se había desarrollado en Francia en 1768, como el estándar estadounidense para medir la gravedad específica de líquidos menos densos que el agua . La investigación de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos encontró errores importantes en los controles de salinidad y temperatura que habían causado variaciones graves en los valores publicados. Los hidrómetros en Estados Unidos se habían fabricado y distribuido ampliamente con un módulo de 141,5 en lugar del módulo de la escala Baumé de 140. La escala estaba tan firmemente establecida que, en 1921, el remedio implementado por el Instituto Americano del Petróleo fue crear la escala de gravedad API, reconociendo la escala que realmente se estaba utilizando. [1]
La fórmula para calcular la gravedad API a partir de la gravedad específica (SG) es:
Por el contrario, la gravedad específica de los líquidos de petróleo se puede derivar de su valor de gravedad API como
Por lo tanto, un petróleo pesado con una gravedad específica de 1,0 (es decir, con la misma densidad que el agua pura a 60 °F) tiene una gravedad API de:
En la industria petrolera, las cantidades de petróleo crudo se miden a menudo en toneladas métricas . Se puede calcular la cantidad aproximada de barriles por tonelada métrica de un petróleo crudo determinado en función de su gravedad API:
Por ejemplo, una tonelada métrica de West Texas Intermediate (39,6° API) tiene un volumen de aproximadamente 7,6 barriles.
Para derivar la gravedad API, primero se mide la gravedad específica (es decir, la densidad relativa al agua) utilizando el hidrómetro , detallado en ASTM D1298 o con el método de tubo en U oscilante detallado en ASTM D4052.
Los ajustes de densidad a diferentes temperaturas, las correcciones por expansión y contracción del vidrio sódico-cálcico y las correcciones de menisco para aceites opacos se detallan en las Tablas de medición de petróleo; los detalles de uso se especifican en ASTM D1250. La gravedad específica se define mediante la fórmula que se muestra a continuación.
Con la fórmula presentada en la sección anterior, la gravedad API se puede calcular fácilmente. Al convertir la densidad del petróleo a gravedad específica utilizando la definición anterior, es importante utilizar la densidad correcta del agua, de acuerdo con las condiciones estándar utilizadas cuando se realizó la medición. La densidad oficial del agua a 60 °F según la edición 2008 de ASTM D1250 es 999,016 kg/m 3 . [2] El valor de 1980 es 999,012 kg/m 3 . [3] En algunos casos, las condiciones estándar pueden ser 15 °C (59 °F) y no 60 °F (15,56 °C), en cuyo caso sería apropiado un valor diferente para la densidad del agua ( consulte las condiciones estándar para temperatura y presión ).
Existen ventajas en las pruebas de campo y la conversión a bordo de los volúmenes medidos a la corrección de volumen. Este método se detalla en la norma ASTM D287. [4]
El método del hidrómetro es una técnica estándar para medir directamente la gravedad API del petróleo y los productos derivados del petróleo. [5] Este método se basa en el principio de flotabilidad y utiliza un hidrómetro especialmente calibrado para determinar la gravedad API de una muestra líquida. [6]
El procedimiento normalmente implica los siguientes pasos:
El método del hidrómetro se utiliza ampliamente debido a su simplicidad y bajo costo. Sin embargo, requiere un volumen de muestra relativamente grande y puede no ser adecuado para fluidos muy viscosos u opacos . [7] La limpieza y el manejo adecuados del hidrómetro son cruciales para mantener la precisión y, en el caso de líquidos volátiles , pueden ser necesarias precauciones especiales para evitar la evaporación durante la medición. [4]
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En términos generales, el petróleo con una gravedad API entre 40 y 45° alcanza los precios más altos. Por encima de los 45°, las cadenas moleculares se acortan y pierden valor para las refinerías. [8]
El petróleo crudo se clasifica como ligero, medio o pesado según su gravedad API medida.
Sin embargo, no todos los partidos utilizan la misma clasificación. [9] El Servicio Geológico de los Estados Unidos utiliza rangos ligeramente diferentes. [10]
El petróleo crudo con una gravedad API inferior a 10° se denomina petróleo extrapesado o bitumen . El bitumen derivado de los depósitos de arenas petrolíferas de Alberta, Canadá, tiene una gravedad API de alrededor de 8°. Se puede diluir con hidrocarburos más ligeros para producir bitumen diluido , que tiene una gravedad API inferior a 22,3°, o "mejorarlo" aún más hasta una gravedad API de 31 a 33° como crudo sintético . [11]
