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En este artículo se presenta el modelamiento de un sistema de separación bifásica que hace parte de una etapa de recibo inicial en una estación de recolección de crudo, a través de técnicas de identificación basadas en inteligencia artificial. Adicional a la identificación del sistema realizada por dos técnicas diferentes, el modelo obtenido se emplea para realizar la sintonización del lazo de control formado por este y por un controlador de tipo Fuzzy basado en conocimiento experto.