Densidad relativa en petróleo crudo: cálculo, aplicación y diferencias con la Gravedad API

La densidad relativa es una medida adimensional que expresa la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad de una sustancia de referencia, usualmente el agua a 4 °C. En la industria de los hidrocarburos, esta referencia se ajusta a 60 °F (15.6 °C), lo que permite estandarizar las comparaciones entre diferentes tipos de crudo o derivados.

Aplicación en el sector energético

En la práctica, la densidad relativa es utilizada para determinar si un crudo es más o menos denso que el agua, y por tanto, para calcular la gravedad API, estimar el comportamiento de los fluidos en sistemas de producción, almacenamiento y refinación. Un crudo con densidad relativa mayor a 1 se hunde en agua (muy poco común), mientras que uno con densidad relativa de 0.80–0.95 flota y varía su comportamiento según la temperatura y composición.

Fórmula y explicación paso a paso

$$\text{Densidad Relativa (SG)} = \frac{\rho_{\text{crudo}}}{\rho_{\text{agua}}}$$Donde:

• $\rho_{\text{crudo}}$ = densidad del crudo a 60 °F

• $\rho_{\text{agua}}$ = densidad del agua a 60 °F = 999.016 kg/m³

Este valor no tiene unidades y representa cuántas veces más denso es un crudo en relación con el agua.

Ejemplo práctico

Un laboratorio de una terminal marina en Dos Bocas recibe una muestra de petróleo pesado con densidad medida de 875 kg/m³ a 60 °F.

Aplicamos la fórmula:

$$SG = \frac{875}{999.016} = 0.87$$Este valor se utilizará directamente para calcular la gravedad API: $$API=\frac{141.5}{0.875}-131.5=30.21API$$Por lo tanto, el crudo se clasifica como crudo medio.

Diferencias clave entre Densidad Relativa y Gravedad API

Aplicaciones técnicas en campo

• Modelado en software: PROSPER, HYSYS y Pipesim requieren SG como parámetro de entrada para cálculos de presión, caída de temperatura y diseño de sistemas de producción.

• Diseño de tanques y ductos: Afecta la selección de materiales, espesores y presión de operación.

• Monitoreo operativo: En terminales de carga marítima y refinerías, el valor de SG permite validar calidad antes de aceptar una entrega contractual.

• Composiciones multicomponente: Mezclas de crudos se ajustan con base en la SG promedio ponderada para determinar comportamiento de transporte y refinación.

Relación con otros términos técnicos

• Gravedad API – Derivada directamente del SG

• GOR (Gas-Oil Ratio) – Afecta composición y densidad final

• Lodo Base Aceite – Formulado según SG del crudo objetivo

• VFD (Variable Frequency Drive) – Ajuste según propiedades físicas del fluido

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Preguntas frecuentes relacionadas

¿Qué diferencia hay entre densidad relativa y gravedad API?

La densidad relativa es una relación directa sin unidades, mientras que la gravedad API es una escala inversa que se calcula a partir de esa relación. Ambos se utilizan para clasificar crudos, pero la API es más común en reportes comerciales y de exportación.

¿Cuál es un valor típico de densidad relativa para un crudo mexicano?

El crudo Maya suele tener una densidad relativa de alrededor de 0.93, lo que corresponde a aproximadamente 21° API.

¿Se puede usar la densidad relativa para estimar viscosidad?

No directamente, pero ambos están correlacionados. Crudos con alta densidad relativa tienden a tener mayor viscosidad, aunque esto depende también de su composición molecular.

¿En qué software técnico se utiliza la densidad relativa?

• HYSYS: Simulación de procesos químicos y refinación

• PROSPER: Modelado nodal de producción de pozos

• OLGA: Flujo multifásico en ductos

• PIPESIM: Diseño de sistemas de recolección y transporte