Nuevos Ensayos de Verificación de Medidores de Agua

Nuevos Ensayos de Verificación de
Medidores de Agua
Abed Morales
Laboratorio de
Volumen y
Densidad
2013-05-20
La Escasez de Agua Mundial
«Una de cada tres personas vive en un país con escasez de agua
entre moderada y alta, y es posible que para el 2030 la escasez
afecte a casi la mitad de la población mundial, ya que la demanda
podría superar en un 40% a la oferta… El cambio climático y las
necesidades de la población, que sigue creciendo y prosperando,
significan que debemos trabajar juntos para proteger y administrar
este recurso frágil y limitado.»
Mensaje del Secretario General de la ONU en el Día Mundial del
Agua, 22 de marzo de 2013
2
Distribución del Agua y su medición
Camión cisterna, medición?
Red de tuberías,
medición por medio
del medidor de agua
3
Medición del consumo de agua en una
vivienda
Se puede ver afectada por:
Medidor
de agua
Instalación
del medidor
(tubería,
aire, etc.)
4
Control Metrológico:
•Aprobación de modelo (desde 1988)
•Verificación Inicial
•Verificaciones periódicas (planes de las EPS)
•Verificaciones extraordinarias
(Contrastadoras/Organismos de inspección)
5
6
7
8
9
10
REQUISITOS METROLOGICOS
5.1 Características Metrológicas
5.1.1 Designación del medidor y caudal permanente (Q3)
11
Características metrológicas
12
5.1 Características Metrológicas
5.1.2 Alcance de medición
13
5.2 Error máximo permisible
5.2.2 Error relativo (ε)
El error relativo es expresado como porcentaje y es igual a:

Vi  Va  100
Va
donde:
Vi es el volumen indicado;
Va es el volumen real.
5.2.3 Alcance del flujo inferior del EMP
El error máximo permisible, positivo o negativo, en los volúmenes suministrados a caudales que se
encuentran entre el caudal mínimo (Q1) y el caudal de transición (Q2) (excluido) es 5 % para agua con una
temperatura dentro de las CNF.
5.2.4 Alcance del flujo superior del EMP
El error máximo permisible, positivo o negativo, en los volúmenes suministrados a caudales que se
encuentran entre el caudal de transición (Q2) (incluido) y el caudal de sobrecarga (Q4) es igual a:
2 % para agua con una temperatura ≤ 30 °C;
3 % para agua con una temperatura > 30 °C
14
5.2.6 Flujo invertido
• El fabricante debe especificar si el medidor está diseñado para medir el flujo invertido. Si es así,
el volumen del flujo invertido debe restarse al volumen indicado o se debe registrar por separado.
El mismo EMP debe aplicarse al flujo directo e invertido.
• Los medidores de agua que no están diseñados para medir el flujo invertido, deben
evitarlo o
ser capaces de soportar un flujo invertido accidental sin ningún deterioro o cambio en las
propiedades metrológicas para el flujo directo.
15
16
Clases de temperatura del medidor
Los medidores deben clasificarse por alcance de temperatura de agua, seleccionado por el
fabricante de acuerdo con la Tabla.
Se debe medir la temperatura del agua en la entrada del medidor.
17
Presión del agua admisible
Se debe medir la presión del agua aguas arriba de la entrada del medidor para la evaluación de
PMA y aguas abajo de la salida del medidor para la evaluación de PmA.
La presión mínima admisible, PmA, debe ser igual a 30 kPa (0,3 bar).
Los medidores forman clases de presión máxima admisible correspondientes a los diferentes
valores de PMA seleccionados por el fabricante, tal como se muestra en la Tabla
18
Sensibilidad a la irregularidad en los campos de velocidad
Aguas arriba (U)
(tabla 7 de la
NMP 005:2011)
Aguas abajo (D)
(tabla 8 de la
NMP 005:2011)
19
20
Ensayos de Aprobación de modelo
Ensayo
1 Presión estática
Capítulo
aplicable de esta
parte de ISO
4064
6
2 Error de indicación
5.8
3 Temperatura del agua
5.9
4 Presión del agua
5.10
5 Inversión de flujo
5.11
6 Pérdida de presión
7
7Irregularidad en los campos de velocidad
5.12
8 Durabilidad de flujo discontinuo a, b
8.2
9 Durabilidad de flujo continuo con Q3 b
8.1
aSólo
bSe
para medidores con Q3 ≤ 16 m3/h, y medidores de combinación.
vuelven a medir los errores de indicación después de este ensayo.
21
Sección de Ensayo
22
Ensayos de Errores de indicación
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
entre Q1 y 1,1 Q1
entre 0,5 (Q1 + Q2) y 0,55 (Q1 + Q2)
entre Q2 y 1,1 Q2
entre 0,33 (Q2 + Q3) y 0,37 (Q2 + Q3)
entre 0,67 (Q2 + Q3) y 0,74 (Q2 + Q3)
entre 0,9 Q3 y Q3
entre 0,95 Q4 y Q4
24
CAUDALES DE DISEÑO DE LOS MEDIDORES DE AGUA SEGÚN NMP 005:2011
Q3/Q1 Q2/Q1 Q3/Q1 Q2/Q1 Q3/Q1 Q2/Q1 Q3/Q1 Q2/Q1 Q3/Q1 Q2/Q1 Q3/Q1 Q2/Q1
200
1,6
160
1,6
125
1,6
100
1,6
80
1,6
63
1,6
Q3
Q4
Q1
Q2
Q1
Q2
Q1
Q2
Q1
Q2
Q1
Q2
Q1
Q2
1,6
2,0
0,008
0,013
0,010
0,016
0,013
0,020
0,016
0,026
0,020
0,032
0,025
0,041
2,5
3,125
0,013
0,020
0,016
0,025
0,020
0,032
0,025
0,040
0,031
0,050
0,040
0,063
4,0
5,0
0,020
0,032
0,025
0,040
0,032
0,051
0,040
0,064
0,050
0,080
0,063
0,102
6,3
7,9
0,032
0,050
0,039
0,063
0,050
0,081
0,063
0,101
0,079
0,126
0,100
0,160
10,0
12,5
0,050
0,080
0,063
0,100
0,080
0,128
0,100
0,160
0,125
0,200
0,159
0,254
16,0
20,0
0,080
0,128
0,100
0,160
0,128
0,205
0,160
0,256
0,200
0,320
0,254
0,406
25
Ensayos de temperatura del agua
A Q2 manteniendo la temperatura de la entrada en (10 ± 5) °C y
a TMA, (0/-5) °C.
El error de indicación (del medidor) no debe exceder el EMP
aplicable.
26
Ensayos de presión interna agua
A Q2 manteniendo la presión de la entrada en 100 kPa
(1 bar) ± 5 % y luego a la PMA (+0/-10 )% . El error de
indicación (del medidor) no debe exceder el EMP aplicable.
27
Medidores diseñados para flujo
invertido
Se debe ensayar por lo menos un medidor a los siguientes
caudales invertidos:
entre Q1 y 1,1 Q1;
entre Q2 y 1,1 Q2;
entre 0,9 Q3 y Q3.
El error de indicación (del medidor) no debe exceder el EMP
aplicable.
También se debe ensayar un medidor (en flujo invertido) para
determinar la irregularidad en los campos de velocidad, de acuerdo
con las disposiciones de 5.12.
28
Medidores no diseñados para flujo
invertido
El medidor debe ser sometido a un flujo invertido de
0,9 Q3 a Q3 durante 1 min .
Luego, se deben medir los errores del medidor a los
siguientes caudales directos:
entre Q1 y 1,1 Q1;
entre Q2 y 1,1 Q2;
entre 0,9 Q3 y Q3.
Los errores de indicación no deben exceder el EMP
aplicable.
29
Medidores que evitan el flujo invertido
El medidor debe ser sometido a la PMA en la dirección
del flujo invertido durante por lo menos 1 min.
Luego, se deben medir los errores del medidor a los
siguientes caudales directos:
entre Q1 y 1,1 Q1;
entre Q2 y 1,1 Q2;
entre 0,9 Q3 y Q3.
30
Ensayos de irregularidad en los
campos de velocidad
Dispositivos perturbadores del tipo 1 y 2 para crear campos de
velocidad rotacional a la izquierda y a la derecha, respectivamente.
La perturbación del flujo es de un tipo que generalmente se
encuentra aguas abajo de dos codos de 90° directamente
conectados en ángulos rectos. Un dispositivo perturbador del tipo 3
crea un perfil de velocidad asimétrico que generalmente se
encuentra aguas abajo de una unión de tubería sobresaliente o
una válvula de compuerta no completamente abierta.
Determinar el error de indicación del medidor a un caudal entre 0,9
Q3 y Q3, para cada una de las condiciones de instalación
especificadas en la Figura .
31
Ensayos de irregularidad en los campos de velocidad
Dispositivos
perturbadores del
tipo 1
Dispositivos
perturbadores del
tipo 2
Dispositivos
perturbadores del
tipo 3
32
33
Resultados de los ensayos
Q4
Q3
Caudal permanente
2,5
x 1,25 = 3,125
Caudal de sobrecarga
÷
Q3/Q1
Relación (R)
100
=
Q1
Caudal mínimo
0,025
x
Q2/Q1 Relacion entre Q2 y Q1
1,6
=
Q2
Caudal transitorio
0,040
34
35
Resultados de los ensayos
VARIACION DE LOS ERRORES CON LA TEMPERATURA
Modelo 1
Modelo 2
Modelo 3
Modelo 4
Chorro Unico
Chorro Unico
Chorro Unico
Chorro Unico
Modelo 5 Chorro Multiple
Modelo 6 Chorro Multiple
DN
15 mm
Q3
2,5 m3/h
Error (%)
40 L/h 10 °C
‐1,1
30 °C
‐1,0
Q3
2,5 m3/h
32 L/h Error (%)
50 L/h ‐1,2
10 °C
1,4
‐1,6
50 °C
‐0,5
Q3
2,5 m3/h
40 L/h Error (%)
50 L/h 0,2
10 °C
0,9
0,7
50 °C
‐0,4
DN
Q3
40 L/h Error (%)
1,7
10 °C
‐0,4
50 °C
15 mm
DN
15 mm
2,5 m3/h
Q3
2,5 m3/h
40 L/h Error (%)
40 L/h ‐1,3
10 °C
0,0
‐4,0
50 °C
‐1,2
Q3
2,5 m3/h
32 L/h Error (%)
50 L/h ‐0,5
10 °C
1,2
‐2,5
50 °C
‐3,4
40 L/h 1,4
‐4,2
DN
15 mm
DN
15 mm
DN
15 mm
36
Resultados de los ensayos
VARIACION DE LOS ERRORES CON LA PRESION
Modelo 1
Modelo 2
Modelo 3
Modelo 4
Chorro Unico
Chorro Unico
Chorro Unico
Chorro Unico
DN
Q3
Error (%)
1 bar
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
40 L/h ‐0,9
1,3
32 L/h ‐1,0
1,5
DN
Q3
Error (%)
1 bar
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
50 L/h 1,4
4,4
40 L/h 1,5
5,4
DN
Q3
Error (%)
1 bar
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
50 L/h ‐0,5
0,2
40 L/h ‐0,6
0,6
DN
Q3
Error (%)
1 bar
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
40 L/h ‐1,3
2,9
37
Resultados de los ensayos
VARIACION DE LOS ERRORES CON LA TEMPERATURA Y PRESION
Modelo 1
Modelo 2
Modelo 3
Chorro Unico
Chorro Unico
Chorro Unico
Modelo 4
Chorro Unico
Modelo 5
Chorro Multiple
Modelo 6
Chorro Multiple
DN
Q3
Error (%)
10 °C
30 °C
1 bar
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
DN
Q3
40 L/h 32 L/h Error (%)
‐1,1
‐1,2
10 °C
‐1,0
‐1,6
50 °C
‐0,9
‐1,0
1 bar
1,3
1,5
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
DN
Q3
50 L/h 40 L/h Error (%)
1,4
0,2
10 °C
‐0,5
0,7
50 °C
1,4
1,5
1 bar
4,4
5,4
10 bar
15 mm
2,5 m3/h
DN
Q3
50 L/h 40 L/h Error (%)
0,9
1,7
10 °C
‐0,4
‐0,4
50 °C
‐0,5
‐0,6
1 bar
0,2
0,6
10 bar
15 mm
DN
2,5 m3/h
Q3
40 L/h Error (%)
‐1,3
10 °C
‐4,0
50 °C
‐1,3
2,9
15 mm
2,5 m3/h
DN
Q3
40 L/h 32 L/h Error (%)
0,0
‐0,5
10 °C
‐1,2
‐2,5
50 °C
15 mm
2,5 m3/h
50 L/h 40 L/h 1,2
1,4
‐3,4
‐4,2
38
Resultados de los ensayos
VARIACION DE LOS ERRORES CON LA INVERSION DE FLUJO
•
•
Todos los medidores evaluados hasta la fecha en el SNM han sido del tipo No Diseñados para Flujo Inverso
No se ha percibido hasta la fecha una diferencia significativa en el resultado de error al realizar el ensayo de inversión de flujo
39
Resultados de los ensayos
VARIACION DE LOS ERRORES CON LA IRREGULARIDAD EN LOS CAMPOS DE VELOCIDAD
•
•
Todos los medidores evaluados hasta la fecha en el SNM han sido del tipo U0/D0
No se ha percibido hasta la fecha una diferencia significativa en el resultado de error al realizar el ensayo de irregularidad en los campos de velocidad con los perturbadores tipo 1, 2 y 3
40
Muchas Gracias
Ing. Abed Morales Q.
Especialista 1
Laboratorios de Volumen, Densidad y Flujo
Servicio Nacional de Metrología
INDECOPI - Sede Central
www.indecopi.gob.pe
Tel.: (51-1) 224-7800 anexo 1661
41