xi- 028 - metodología de diagnóstico hidráulico de

XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
XI- 028 - METODOLOGÍA DE DIAGNÓSTICO HIDRÁULICO DE SISTEMAS
DE MEDICIÓN DE CAUDAL
Gerardo Ahumada Theoduloz(1)
Ingeniero Civil, Profesor del Depto. de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile,
Director de Proyectos de Ingeniería Sanitaria y Ambiental en la oficina IFARLE,
Ingenieros Civiles Consultores.
Andrés Valenzuela Martínez
Ingeniero Civil, Ingeniero de Proyectos de Ingeniería Sanitaria y Ambiental en la oficina
IFARLE, Ingenieros Civiles Consultores.
Dirección(1): Suárez Mujica 2166 Ñuñoa, Santiago - Chile - Código Postal: 6480435 Télefono: (562) 2393235 - Fax: (562) 2399213 - e-mail: ifarle@entelchile.net
RESUMEN
Con el objeto de evaluar la calidad de la medición en forma permanente, se propone y desarrolla una
metodología de diagnóstico de sistemas de medidores de caudal de gran tamaño, para agua potable, agua
cruda y efluentes de plantas de tratamiento, que permita definir los ajustes necesarios, evitando decisiones
erróneas.
Para el desarrollo de la metodología de diagnóstico de sistemas de medición de caudal, se procedió a
identificar las causas por las que un sistema de este tipo mide el caudal deficientemente o simplemente no lo
mide, y los parámetros de medición que se ven afectados por estas causas. El criterio principal para
desarrollar la metodología es optimizar económicamente el diagnóstico mediante el empleo de criterios
técnicos que permitan asegurar una calidad mínima en el proceso de diagnóstico y evaluación.
La metodología desarrollada se separa en cinco etapas bien definidas, las cuales son: clasificación del sistema
de medición, inspección visual del sistema, verificación de los parámetros de medición, calibración de los
parámetros de medición y evaluación final.
Esta metodología puede adaptarse a distintos ambientes de exigencia en el control del caudal. Los criterios
para aplicar y ejecutar las distintas etapas de la metodología de diagnóstico se pueden modificar a medida
que los avances tecnológicos y la necesidad así lo exija. De hecho, la metodología de diagnóstico se
desarrolla para ser ejecutada en forma independiente y también como parte de un plan de mantenimiento.
Uno de los puntos a destacar es que el costo relativo a cada una de las etapas desarrolladas aumenta a medida
que se avanza en la metodología. Esto da una gran importancia al hecho que esta metodología entrega
opciones de finalizar el procedimiento cuando no es necesario continuar desde un punto de vista técnico, lo
que permite disminuir los costos de mantenimiento, pero manteniendo la calidad del trabajo.
Finalmente, tenemos que mediante el empleo de una metodología de diagnóstico, se logra contar con
información confiable en cada etapa, lo que permite tomar decisiones estratégicas debido a que se pueden
programar con antelación las mantenciones y reparaciones preventivas, produciendo ahorro de costos
importantes para la empresa.
PALABRAS-CLAVE: Medición de Caudal, Diagnóstico Hidráulico, Calibración, Mantenimiento.
INTRODUCCION
La tecnología de sistemas de medición existente en la actualidad permite monitorear a distancia
(Telemedición) caudales y otros parámetros tales como niveles, cloro, turbiedad, etc., y, además, comandar a
distancia (Telecontrol) equipos automáticos, tales como válvulas y compuertas motorizadas, grupos
elevadores, etc. Por lo tanto, con el uso de esta tecnología es factible controlar desde un centro de control
(hardware y software) si ocurren, por ejemplo, roturas en las tuberías o matrices lo que permite mayor
capacidad para reaccionar a tiempo ante ésta u otras emergencias.
Este trabajo se basa en uno de los parámetros fundamentales a controlar, como lo es el caudal. Este
parámetro permite controlar muchos procesos y decisiones tales como determinar la dosis de cloro que se
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debe aplicar en una planta de tratamiento de agua potable o a la entrada a un estanque de distribución;
determinar la producción necesaria de agua en un determinado día, etc. Además se puede inferir si se
producen roturas en las redes.
Dada la importancia de contar con información confiable y siempre disponible para una toma de decisiones
rápida y efectiva, es necesario tener la certeza de que la medición es correcta. Los sistemas de medición de
caudal no son perfectos y pueden fallar, pudiendo ocasionar desde pérdidas de tiempo, graves daños a
terceros, además de pérdidas económicas debido a problemas de eficiencia de las instalaciones o personal.
Esto hace necesario estar constantemente chequeando los medidores de caudal y, cada cierto tiempo,
calibrándolos para su correcto funcionamiento.
La calibración de los sistemas de medición es relativamente costosa debido a que requiere de varios pasos
entre los cuales se cuenta realizar un diagnóstico de las instalaciones físicas, eléctricas (en caso de existir) e
hidráulicas, realizar un aforo volumétrico (en caso de ser necesario y posible), realizar un chequeo
electrónico, comparar con un medidor patrón, etc. por lo que se debe considerar un plan de mantención que
evite la ocurrencia de fallas importantes y así minimizar costos y pérdidas.
Esta memoria tiene como objetivo principal plantear una metodología de diagnóstico hidráulico de medidores
de caudal especialmente en agua cruda y potable. Se otorga gran importancia al análisis de los datos
obtenidos vía aforos volumétricos y comparaciones con instrumentos patrón, y se considera algunos puntos
básicos en el aspecto físico e hidráulico de la instalación. Se debe tener en cuenta que la metodología de
diagnóstico sólo abarca un sistema de medición y no de un conjunto de sistemas de medición.
PLANTEAMIENTO DE LA METODOLOGIA
De acuerdo con los criterios planteados en el capítulo anterior, los parámetros y necesidades técnicas se
pueden agrupar en cinco niveles bien definidos:
• Clasificación: el primer paso para optimizar el diagnóstico es clasificar objetivamente el sistema de
medición en función, principalmente, de la importancia de la medición para el usuario. Con ésto se optimiza
el diagnóstico en el ámbito económico y se minimiza el tiempo de aplicación.
• Inspección: el objetivo de esta etapa es revisar y diagnosticar visualmente los aspectos básicos del
sistema de medición, tales como el estado de las instalaciones hidráulicas, el tipo de líquido en el cual
funciona correctamente el medidor y los requerimientos técnicos necesarios para continuar el diagnóstico.
• Verificación: aquí se busca realizar un diagnóstico básico del sistema, para descubrir situaciones
puntuales que obstaculicen el diagnóstico completo; para chequear el orden de magnitud de los errores del
equipo; y, según el caso, realizar una evaluación previa del sistema.
• Calibración: consiste en realizar el diagnóstico sobre la base de diferentes métodos de comparación
hidráulica, adquiriendo datos suficientes como para evaluar los distintos tipos de errores que puede tener el
medidor para luego calibrarlo.
• Evaluación: etapa final que tiene por objetivo desarrollar el informe técnico y otorgar herramientas y
criterios a la entidad usufructuaria del medidor para realizar la evaluación económica y tomar una decisión.
Los resultados finales pueden ser:
•
•
•
Reemplazo del equipo por otra tecnología.
Reparación del sistema de medición de caudal, o
Asegurar el buen funcionamiento del equipo, manteniendo su función.
En los próximos puntos se detallará y explicará cada paso intermedio de las cinco etapas anteriormente
mencionadas.
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La metodología de diagnóstico opera de forma independiente y también como parte de un plan de
mantenimiento preventivo o conservación. La concepción de este plan se basa en la norma alemana DIN
31051, de Enero de 1985, y en el reglamento alemán DVGW W390, de Febrero de 1983, para medidores
usados para facturación.
El plan de mantenimiento nombrado se compone de dos grandes áreas: una Metodología de Diagnóstico o
Plan de Trabajo y un Programa Cronológico de Mantenimiento Preventivo. La metodología de diagnóstico
son las instrucciones a seguir para determinar si un sistema de medición funciona correctamente o no y en
qué magnitud.
El programa de mantenimiento preventivo define el instante en que se debe aplicar la metodología de
diagnóstico, para cada uno de los sistemas de medición incluidos en el programa, basándose en los resultados
de diagnósticos anteriores. El programa consta de una base de datos que se actualiza cada vez que se ejecuta
el diagnóstico en algún punto de medición.
En la figura 1 se muestra un esquema de un plan de mantenimiento preventivo.
Figura 1. Diagrama representativo de un Plan de Mantenimiento Preventivo.
PLAN DE MANTENIMIENTO
PREVENTIVO
PROGRAMA CRONOLOGICO
DE MANTENIMIENTO
PREVENTIVO
Programa Cronológico por
sistema de medición.
Base de Datos de Sistemas de
Medición:
Clasificación.
Hoja de Vida.
Vida Util.
METODOLOGIA DE
DIAGNOSTICO
Instrucciones de trabajo:
Inspección.
Verificación.
Calibración.
Criterios de Evaluación:
Informe Técnico.
Evaluación Económica.
El programa de mantenimiento que se plantea aquí consiste en aplicar, cada cierto tiempo, uno o varios de
los niveles de la metodología de diagnóstico de manera de detectar a tiempo las falencias que puedan
provocar una falla en la medición. Así se propone como primera tarea calificar el medidor (nivel 0). Luego
realizar el nivel de inspección (nivel 1) cada tres meses, el nivel de verificación (nivel 2) cada 12 meses y el
nivel de calibración (nivel 3) cada 48 meses. Esto equivale a un mantenimiento preventivo.
En la figura 2 se muestra el diagrama operativo del programa de mantenimiento preventivo el cual se debe
ejecutar mensualmente. Los subíndices i, j y k se modifican mes a mes para señalar cuándo corresponde
aplicar algunos de los niveles, sin que ésto impida ejecutar en forma extraordinaria o en caso de emergencia,
el diagnóstico completo o parte de él. Si así ocurre, es necesario aplicar el proceso correspondiente señalado
en el diagrama operativo del programa de mantenimiento a partir del último nivel de diagnóstico ejecutado.
La forma en que se muestra el diagrama de operación del programa de mantenimiento permite su
programación para ser ejecutado mediante un software de control.
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Lo más importante para que el plan de mantenimiento preventivo funcione es que los resultados obtenidos de
la ejecución de los distintos niveles del diagnóstico sean consignados o anotados en una “hoja de vida” del
sistema de medición dentro de la base de datos general. Esta “hoja de vida” debe contener resúmenes de los
trabajos realizados, los cambios, las calibraciones, chequeos, etc., y los valores de los parámetros y resultados
obtenidos en cada etapa o nivel de todos los diagnósticos ejecutados en el sistema de medición. Puede
implementarse como un software, pero en forma resumida y como complemento de lo anterior.
Con respecto al diagrama operativo del programa, se verifica la clasificación del medidor mensualmente, se
ejecuta el nivel de inspección cada tres meses (i= 3), se ejecuta el nivel de verificación cada cuatro
inspecciones, lo que equivale a doce meses o un año (j= 4), y, finalmente, se ejecuta el nivel de calibración
cada cuatro verificaciones, lo que equivale a 48 meses o cuatro años (k= 4).
En la figura 3 se muestra el diagrama de la metodología de diagnóstico de sistemas de medición de caudal
donde se muestra en detalle los pasos a seguir para cada nivel o etapa, señalando cuándo corresponde realizar
la evaluación del paso anterior (“Ok?”) y decidir la ruta, o también, según la clasificación del sistema
(“Clasif.”), realizada en la primera etapa, escoger los criterios a tomar.
Se puede ver rombos nombrados como Continuar? los cuales toman valores sí o no según corresponda
ejecutar el siguiente nivel basándose en el diagrama operativo del programa de mantenimiento preventivo.
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FIGURA 2.
DIAGRAMA OPERATIVO DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
O CONSERVACION DE SISTEMAS DE MEDICION DE CAUDAL
i= 0
j= 0
k= 0
NIVEL 0
CLASIFICACION
i< 3
i= 3
j= j+1
NIVEL 1
INSPECCION
i= -1
j< 4
j= 4
k= k+1
NIVEL 2
VERIFICACION
i= -1
j= 0
k< 4
k= 4
NIVEL 3
CALIBRACION
i= -1
j= 0
k= 0
i= i+1
NIVEL 4
EVALUACION Y ACTUALIZACION DE PROGRAMA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
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Erro! Indicador não definido.CLASIFICACION DEL SISTEMA DE MEDICION DE CAUDAL
El objetivo de esta etapa es clasificar el sistema de medición en una escala simple de importancia. Basándose
en esta clasificación se puede decidir la necesidad de realizar el diagnóstico completo o sólo parte de él.
La clasificación debe ser realizada en forma objetiva en función de parámetros que reflejen la importancia y
necesidades reales de ese punto de medición. Dentro de estos parámetros se cuenta el caudal o volumen
relativo que normalmente mide el sistema a diagnosticar, la utilidad que se le asigna a la medida, y la
precisión máxima que se le asigna a la tecnología usada en el sistema de medición.
Caudal relativo es el porcentaje que representa el caudal medido con respecto al caudal medio medido en
todos los medidores que participan de un servicio determinado, por ejemplo, en una empresa de agua potable
un servicio puede ser captación, o producción, o distribución, etc. Esto pretende mostrar, cuantitativamente,
el uso relativo que se le da al sistema de medición con respecto al resto de los sistemas en conjunto.
Asimismo, la utilidad de la medida depende del uso que se le otorgue, ya que no tiene la misma importancia
un sistema de medición para facturación que un sistema de medición para realizar estudios o determinar la
variabilidad del caudal durante un periodo. Esto pretende mostrar, cualitativamente, el uso que se le da al
sistema de medición.
La precisión de un equipo de medición depende fundamentalmente de la tecnología de medición y de la edad
del instrumento. La precisión del equipo influye en la intensidad en la aplicación de la metodología.
En la figura 4 se plantea el criterio de clasificación y la forma de determinarlo. Qm es el valor del caudal
medio medido en todos los sistemas de medición de caudal del servicio donde opera el medidor
diagnosticado, es decir, el valor del caudal medio del servicio dividido por la cantidad de medidores del
servicio.
Figura 4. Metodología de Clasificación de un Sistema de Medición de Caudal.
1
2
C a u d a l re la t iv o a
C la s if ic a c ió n
c a u d a l m e d io
A lto
> = 75% Q m
M e d io 2 5 % Q m < = ... < 7 5 %
B a jo
< 25% Q m
U t ilid a d d e la m e d id a
C la s if ic a c ió n
A lto F a c tu r a c ió n
M e d io D o s if ic a c ió n d e p ro d u c t o s
B a jo D is e ñ o , e s t u d io s ,
v a r ia b ilid a d d e c a u d a l, e tc .
Q m
3
Im p o r ta n c ia d e la M e d ic ió n
(1 + 2 )
U t ilid a d d e
la m e d ic ió n
C a u d a l re la t iv o
A lto
M e d io
B a jo
A lto
M e d io
B a jo
A lto
A lto
A lto
A lto
M e d io
M e d io
A lto
M e d io
B a jo
4
C la s if ic a c ió n
A lto
M e d io
B a jo
P r e c is ió n d e l m e d id o r
s e g ú n c a t á lo g o
< 2%
2 % < = ...< 5 %
> = 5%
5
C la s ific a c ió n g e n e r a l d e l s is te m a d e m e d ic ió n
(3 + 4 )
P r e c is ió n
d e l m e d id o r A lto
Im p o r ta n c ia d e la m e d ic ió n
A lto
M e d io
B a jo
A lto
A lto
M e d io
M e d io
B a jo
A lto
M e d io
M e d io
M e d io
M e d io
B a jo
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Los medidores que se utilizan para facturación, o aquel que mide el ingreso o la producción total de una
planta industrial o de tratamiento, o los medidores que tienen una importancia legal, como por ejemplo uno a
la salida de una planta de tratamiento que incorpora sus riles a algún río, son considerados sistemas con una
alta utilidad de la medida. Los sistemas que son usados para controlar procesos dentro de una planta como
dosificación de compuestos químicos, o medición de caudales de traspaso entre sub-sistemas internos de la
empresa usuaria del medidor, tienen una clasificación media en la escala de utilidad de la medida.
Finalmente, aquellos sistemas que son usados para chequeo en la distribución de agua en la red, para realizar
estudios técnicos o de ingeniería, para diseñar obras, o para determinar coeficientes horarios de caudal, son
clasificados como medidas de baja utilidad.
La metodología propuesta anteriormente y sus criterios no son rígidos en lo absoluto. Estos pueden ser
modificados y corregidos a partir de la experiencia adquirida, y en casos específicos que así lo ameriten.
INSPECCION DEL SISTEMA DE MEDICION DE CAUDAL
a) Inspección
Los objetivos de esta etapa son verificar el correcto funcionamiento e instalación del instrumento a chequear,
confirmar la factibilidad de realizar el diagnóstico completo, y verificar y actualizar los antecedentes
adquiridos previamente.
Debido a la cantidad de parámetros involucrados en el diagnóstico, se deben ejecutar una serie de pasos para
poder completar la inspección. Se busca revisar el aspecto físico del sistema de medición y chequear la
instalación hidráulica verificando su construcción y diseño.
b) Evaluación
En el caso que el sistema de medición no opere o se encuentre operando, pero con reparos, se ejecutará
inmediatamente el nivel de Evaluación para finalizar el trabajo. Si el sistema se encuentra operativo se debe
consultar el diagrama de operación del programa de mantenimiento para decidir si continuar el diagnóstico o
simplemente actualizar el proceso de mantenimiento y las hojas de vida del sistema inspeccionado.
VERIFICACION DEL SISTEMA DE MEDICION DE CAUDAL
El objetivo de esta etapa es chequear el punto de medición en forma preliminar tal que se pueda estimar el
orden de magnitud de los errores del equipo, o para verificar que no existan situaciones puntuales que
obstaculicen el procedimiento completo de diagnóstico.
Esta verificación consiste en comparar el sistema de medición con un medidor patrón durante un periodo
corto de tiempo. Basándose en los resultados que se obtengan y a la clasificación del sistema, se puede decidir
si es necesario efectuar el nivel de Calibración, si se procede a la evaluación final del sistema, o se termina el
diagnóstico y actualiza el programa de mantenimiento.
El paso previo a la comparación hidráulica es el chequeo electrónico del equipo, el cual consiste en verificar
y ajustar sus parámetros internos según las características del sistema. Así se asegura que el valor de caudal
está bien calculado y la salida de corriente corresponde a la del display, lo que evita un error sistemático.
a) Chequeo Electrónico
Esta sub-etapa consiste en la revisión del equipo electrónico perteneciente al sistema de medición. El equipo
es un conjunto de piezas y componentes eléctricos muy delicados y de bastante sensibilidad, los cuales deben
estar bien configurados y protegidos.
Por otro lado, el software es la parte del equipo que maneja los sensores o transductores, lee la señal y
convierte esta señal en valores equivalentes de caudal instantáneo y acumulado. Esto se basa en una serie de
parámetros y configuraciones internas las cuales deben ser revisadas.
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FIGURA 5
Curvas de Error en la Medición
por mal seteo del Caudal Cero en los 4 mA
20.0%
Diferencia Porcentual respecto al Valor Verdadero
15.0%
10.0%
5.0%
0.0%
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
12.0%
14.0%
16.0%
-5.0%
-10.0%
-15.0%
-20.0%
Porcentaje del Rango de Medición
Seteo = 4.01 mA
Seteo = 3.99 mA
Seteo = 4.02 mA
Seteo = 3.98 mA
Seteo = 4.03 mA
Seteo = 3.97 mA
Seteo = 4.04 mA
Seteo = 3.96 mA
Seteo = 4.05 mA
Seteo = 3.95 mA
Seteo = 4.10 mA
Seteo = 3.90 mA
El error aceptado para el ajuste del caudal cero y el máximo (i.e. 4 y 20 mA) dependen de la importancia del
sistema y la precisión del equipo con que se está realizando el chequeo.
b) Evaluación
Si durante el proceso de chequeo electrónico no es posible setear apropiadamente los límites de la corriente,
voltaje, frecuencia u otros, o algunos valores o parámetros internos no corresponden con el sistema, éste debe
ser calibrado electrónicamente mediante equipos más específicos y personal debidamente capacitado,
pudiendo la calibración ser realizada tanto en el lugar como en un laboratorio.
Si ninguna salida de datos operase o no se pudiera calibrar el equipo o simplemente no funciona, debe
consignarse el hecho y ejecutar directamente el nivel de Evaluación para reparar o reemplazar el equipo.
c) Chequeo Hidráulico
El procedimiento de chequeo consiste en colocar un medidor patrón, de tipo portátil y de precisión conocida,
en serie con el sistema de medición de caudal a diagnosticar y comparar los valores durante un periodo de
tiempo.
d) Evaluación
La evaluación del sistema de medición consiste en clasificar el error calculado en el chequeo hidráulico en
tres categorías, bueno, regular y malo. Se puede proponer que la evaluación es buena cuando el error es
menor o igual a 5%, regular cuando el error supera el 5%, pero es menor a 10%, y mala cuando el error es
mayor a 10%, tal como se indica en el cuadro 1.
Cuadro 1. Evaluación del sistema según la sub etapa Chequeo Hidráulico.
Evaluación
Error determinado en Chequeo Hidráulico
Bueno
≤ 5%
Regular
5% < ... ≤ 10%
Malo
> 10%
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Si el medidor tiene una clasificación baja, según lo determinado en el nivel 0 de la metodología y la
evaluación que se le otorga por el error determinado en la sub etapa anterior es mala, se ejecuta el nivel de
Evaluación directamente. Si la evaluación es regular o buena, se actualiza el programa de mantenimiento y se
concluye el diagnóstico.
En el caso que el sistema de medición tenga una clasificación media, el diagnóstico termina y se actualiza el
programa de mantenimiento siempre y cuando la comparación entre los medidores no supere el 5%. En caso
contrario, se continúa con el nivel de calibración.
Finalmente, si el medidor tiene clasificación alta y la evaluación del sistema es regular o mala, se debe
continuar el diagnóstico con la etapa de calibración. En el caso que el sistema está bueno se continúa con la
calibración sólo si el diagrama operativo de mantenimiento así lo señalara, en caso contrario, sólo se
actualiza el programa de mantenimiento.
CALIBRACION DEL SISTEMA DE MEDICION DE CAUDAL
El procedimiento a seguir en esta etapa o nivel es netamente hidráulico y tiene por objetivo determinar la
curva de error del sistema de medición. Es decir, el error asignado al medidor en función del caudal medido.
Este procedimiento es el más preciso y, al mismo tiempo, el más caro y el que requiere mayor tiempo en su
ejecución. Este consiste en tomar una cantidad de datos necesaria y suficiente como para identificar los
errores que pudiera tener el sistema de medición.
La toma de datos se realiza mediante una comparación con un medidor patrón durante un periodo largo de
tiempo, tal de asegurar una cantidad de datos suficiente, y que se produzcan variaciones en el régimen de
caudal, abarcando máximos y mínimos dentro de lo posible. Así se puede determinar el funcionamiento del
sistema de medición.
Finalmente, se chequea la precisión del medidor con un aforo volumétrico, el cual puede ser in situ, si es
posible, o en un laboratorio dedicado a ello.
a) Curva de Error
La sub-etapa de comparación con medidor portátil tiene por objetivo determinar los distintos tipos de errores
que posea el sistema de medición. Los errores sistemáticos que no fueron detectados en etapas anteriores
aparecen claramente identificados y el error aleatorio de la medida se determina fácilmente.
De acuerdo con la norma ISO 5168 de 1998, la calidad de una medición de caudal se expresa como un error
máximo y un nivel de confianza. Generalmente el nivel de confianza utilizado es 95%. Por lo tanto, si se
habla de un error de ± 3% con 95% de confianza, ello significa que la medición obtenida tiene un 95% de
probabilidad de no desviarse del valor real verdadero en una cantidad de más o menos 3% del valor medido.
Para poder aislar los distintos tipos de errores se debe generar dos curvas de error para el sistema de
medición, una en función del caudal y la otra en función del volumen acumulado. Para determinar la curva
de error en función del caudal, se grafican los errores relativos de las mediciones obtenidas en el periodo de
toma, considerando como medidor patrón el medidor portátil de alta precisión.
Así se puede generar una envolvente para ± 2 desviaciones estándar y la curva de mejor ajuste por mínimos
cuadrados para el 95% de los datos. El ancho de la envolvente equivale al error aleatorio de la medición; a su
vez, la curva de mejor ajuste es la curva de error (sistemático) en función del caudal.
Se sugiere graficar tanto los datos, como la envolvente y la curva de ajuste para entregar una visión más clara
de los resultados.
La curva de error en función del volumen acumulado muestra el error general del sistema a medida que pasa
el tiempo. Aquí el error aleatorio se compensa y solo se muestra el de tipo sistemático. Conviene constatar,
por escrito, los valores que adopta la curva de error cada un cuarto de ciclo de distribución o dividiendo el
lapso de tiempo analizado en cuatro.
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b) Evaluación
Los resultados que se obtienen de la sub etapa anterior son el error aleatorio y el error sistemático ambos con
respecto al caudal, representados respectivamente por el ancho de banda de la curva de error en función del
caudal y por el valor de la línea de tendencia en función del caudal en el mismo gráfico. Además se obtiene el
error sistemático del sistema en función del tiempo.
Los errores aleatorio y sistemático se pueden clasificar como bueno, regular y malo según el mismo criterio
de la etapa anterior, sólo que ahora influye la clasificación que tenga el sistema de medición. Para el error
aleatorio el criterio cambia, según se muestra en el cuadro 2.
Cuadro 2. Evaluación del sistema según los tipos de errores.
Error Sistemático según Curva de error en
Evaluación
función del caudal.
Clasificación
Alto
Medio
Bueno
≤ 3%
≤ 5%
Regular
3% < ... ≤ 8%
5% < ... ≤ 10%
Malo
> 8%
> 10%
Error Aleatorio según Curva de error en
función del caudal.
≤ 10%
10% < ... ≤ 15%
> 15%
El error aleatorio es muy importante en medidores o sistemas que usan los valores de caudal instantáneo (por
ejemplo dosificación) más que acumulados, debido a que la variación que tenga la medida en el instante de
lectura conviene que sea baja. Por lo tanto, si el error aleatorio es regular o malo es necesario reconfigurar
internamente el equipo en lo que se refiere al tiempo de respuesta considerando la necesidad de datos
instantáneos y los valores mínimos que soporta la tecnología. Si no se puede reconfigurar, se debería evaluar
un cambio de tecnología (Nivel 4).
Es necesario plantear un criterio para decidir si se requiere o no realizar el aforo volumétrico para el diagnóstico del
sistema en cuestión. Este criterio se basa en los resultados obtenidos en la curva de error en función del caudal,
específicamente el error sistemático, y en la clasificación del sistema de medición. Concretamente, si la evaluación
según el error sistemático es regular o mala, entonces se procede con el aforo volumétrico.
Si la evaluación de ambos tipos de errores es buena o si se reconfiguró con éxito el equipo para minimizar el
error aleatorio y, al mismo tiempo, el error sistemático es bueno, entonces se termina el diagnóstico y se
actualiza el programa de mantenimiento.
c) Aforo Volumétrico
Un aforo volumétrico consiste en ajustar la lectura de caudal indicada por el medidor, durante un lapso de
tiempo, al valor de caudal deducido de la variación volumétrica de un estanque de agua en el mismo período.
Este método es usado por los fabricantes para certificar la precisión de sus medidores. Este procedimiento es
de alta precisión y también el más costoso de todo el diagnóstico. Se le llama, también, aforo de calibración o
aforo correctivo.
En el caso de la calibración en laboratorio es útil revisar lo utilizado por los fabricantes de equipos. Por
ejemplo, la empresa alemana Fischer&Porter utiliza los lineamientos del Instituto Nacional de Normas y
Tecnología (NIST) para las instalaciones de calibración de caudal. Estos lineamientos, históricamente, fueron
hechos a través de patrones volumétricos de medida los cuales fueron usados para calibrar medidores de
turbina y medidores de caudal magnéticos. Es decir, se usan los sistemas de medición con volúmenes de agua
conocidos para poder calibrarlos.
Otros patrones más recientes de calibración en laboratorio son los patrones de peso. Es decir, se pesa el agua o
líquido que pasa a través del medidor, para tener una precisión mayor. Estas instalaciones son usadas para calibrar
medidores magnéticos desde 1/25 pulgadas de tamaño (1 mm) hasta tamaños de 16 pulgadas (400 mm), sobre
rangos de caudal bajos como 0 a 14 galones por minuto (0 a 50 litros por minuto) y altos como 7000 galones por
minuto (440 litros por segundo). Por último, los medidores magnéticos grandes son calibrados utilizando dos
medidores de caudal magnéticos maestros que están certificados principalmente por patrones de peso y volumen.
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Dependiendo de la precisión requerida y del tamaño del medidor se escoge el patrón de calibración. El patrón
de peso es más preciso que el patrón de volumen, pero el primero aumenta su dificultad y costo para
medidores de mayor tamaño.
Para los distintos patrones de precisión, los medidores son calibrados sobre un rango amplio de capacidad de
medida por evaluación de un mínimo de tres puntos de diversas velocidades. Es decir, se considera abarcar el rango
patrón de caudal en al menos tres puntos. La linealidad que existe entre la frecuencia de salida y el porcentaje de
caudal hace posible realizar la calibración sobre el rango patrón de caudal y no sobre el rango original del medidor,
permitiendo el uso de volúmenes menores de agua, pero manteniendo la precisión de calibración.
El aforo volumétrico consiste en hacer pasar un volumen conocido de agua a través del medidor, durante un
periodo de tiempo, pudiendo comparar los valores de caudal instantáneo y totalizado. Esto puede ser
realizado tanto en terreno, si es posible, como en un laboratorio específico, lo que implica retirar el medidor y
sus componentes con el costo que eso conlleva. Normalmente, en un laboratorio se tiene un estanque de
dimensiones conocidas y el medidor instalado a la salida de él, cumpliendo con todos los requisitos mínimos
de instalación. Se debe considerar un rango de uso del estanque para asegurar la carga sobre la salida, o, de
otro modo, controlar el caudal de salida con una válvula o restricción aguas abajo del medidor.
El cálculo del volumen, tanto en terreno como en un laboratorio, considera el uso de un estanque de
dimensiones conocidas donde se mide la diferencia en el nivel del agua. Esta medición conlleva un error que
debe ser considerado. En figura 6 se muestra un gráfico del error del aforo generado por una medición de
nivel con una precisión de ±1cm. en estanques cilíndricos de distintos diámetros y para distintos volúmenes
de aforo. En la Figura 7 se muestra la relación entre el volumen de aforo y el diámetro del estanque, con la
condición de obtener un 1% de error en el proceso de aforo basándose en que la medición de nivel tiene un
error de un centímetro.
Los equipos de medición actuales incorporan en sus sistemas, un software de calibración basado en aforos de
laboratorio donde se ingresa el volumen aforado, el punto de partida y el final (diferencia de tiempo). El
programa compara el volumen medido por el equipo con el volumen aforado y realiza el ajuste. Esto debe
llevarlo a cabo personal especializado en la materia.
Con respecto a la medición en acueducto, se muestra en la figura 8 una curva de error en la medición de
caudal en una canaleta Parshall de 3 pies, considerando un error en la medición de nivel de un centímetro.
FIGURA 6
CURVAS DE ERROR EN AFORO
Considerando 1 cm. de error en la medición de nivel, para distintos volúmenes de aforo
5.0%
4.5%
Error porcentual del aforo
4.0%
3.5%
100 m3
3.0%
500 m3
1.000 m3
2.000 m3
2.5%
3.000 m3
2.0%
1.5%
1.0%
0.5%
0.0%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Diámetro del estanque
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FIGURA 7
RELACION ENTRE DIAMETRO Y VOLUMEN DE AFORO
Considerando 1 cm. de error en la medición de nivel y 1% de error en el Aforo.
70.00
60.00
Diámetro del Estanque (mts.)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
0.00
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Volumen de Aforo (m3)
FIGURA 8
CURVA DE ERROR EN LA MEDICION
Canaleta Parshall de 3 pies
9.0%
8.0%
Error porcentual de la medición (1)
7.0%
6.0%
5.0%
4.0%
3.0%
2.0%
1.0%
0.0%
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Caudal (l/s)
(1) Corresponde al error en la medición de caudal considerando 1 centímetro de error en la medición de nivel
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d) Evaluación
El resultado que se obtiene de la sub etapa anterior es el error final del sistema de medición, y se determina
como la diferencia entre el volumen acumulado por el medidor y el volumen de aforo con respecto a éste
último, después de la calibración electrónica.
Finalmente, el error del aforo volumétrico se puede clasificar como bueno, regular y malo según el mismo
criterio de la etapa anterior, considerándolo como un error sistemático y de acuerdo a la clasificación del
sistema. Esto se resume en el cuadro 3.
Cuadro 3. Evaluación del sistema según el error obtenido en el aforo volumétrico.
Error del Aforo Volumétrico considerando la
Evaluación
clasificación
Alto
Medio
Bueno
≤ 3%
≤ 5%
Regular
3% < ... ≤ 8%
5% < ... ≤ 10%
Malo
> 8%
> 10%
Si el error está evaluado como bueno, entonces se procede a actualizar el programa de mantenimiento y
terminar el diagnóstico. Si la evaluación es regular o mala, entonces se continúa con la etapa de Evaluación
(Nivel 4) específicamente con el Informe Técnico del diagnóstico.
EVALUACION DEL SISTEMA DE MEDICION DE CAUDAL
Una vez realizado todo el diagnóstico es necesario evaluar tanto técnicamente como económicamente los
resultados. Basándose en ésto se decidirá si mantener, reparar o reemplazar el sistema de medición
diagnosticado.
En esta etapa se plantearán los criterios y herramientas necesarias para su evaluación, los cuales se pueden
modificar en función de la experiencia recogida en diagnósticos ya realizados.
Los parámetros que influyen en la evaluación son la clasificación del sistema de medición, los valores o
resultados obtenidos en cada una de las etapas realizadas, y los factores de tipo económico.
a) Informe Técnico
El punto de partida para realizar una buena y objetiva evaluación y tomar la decisión final correcta, es
describir la situación actual y dar soluciones factibles en lo que se denomina Informe Técnico. Sobre este
informe se realizará la evaluación económica para decidir qué solución se adoptará.
b) Evaluación Económica
El problema principal para un sistema de medición que utiliza equipos electrónicos de alto costo es definir el
instante económico en que el equipo deja de ser rentable y debe ser reemplazado. Cabe hacer presente que
reemplazar no significa necesariamente comprar el equipo completo, ya que existen diferentes alternativas de
reemplazo: leasing, compra de equipo nuevo, reparación, compra y montaje de partes o repuestos, arriendo
del servicio, etc.
Los reemplazos se producen ya sea por el término de la vida útil desde un punto de vista técnico, lo que
implica que el equipo no se puede operar, o si es durante la vida útil, por desgaste, obsolescencia y/o
inutilización del equipo.
Para determinar ese instante económico se requiere realizar una evaluación económica donde se deben
analizar los antecedentes existentes de costos, tanto de adquisición como de mantenimiento de los últimos
años. Este último punto es muy importante debido a que el proceso de mantenimiento es variable y las
frecuencias de ejecución de las distintas etapas puede aumentar o disminuir, por ejemplo, por un aumento en
las medidas de verificación.
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Como criterio de valoración para realizar una evaluación económica se puede usar los índices de gestión los
cuales se basan principalmente en establecer relaciones de dependencia entre datos disponibles, como costos
de mantención, reparación, y adquisición. A continuación se enumeran algunos índices:
•
•
•
Costo Promedio Acumulado (CPA)
Costo Total Medio Actualizado (CTME)
Tasa de Costo de Mantenimiento (TCM)
Tales índices sirven para formular presupuestos, analizar puntos débiles, comprobar la eficiencia relativa
entre medidas tomadas y ejecutadas, comparar diferentes instalaciones y empresas, y lo más importante para
este sub capítulo, definir el instante económico en que debe remplazarse el equipo, etc. A continuación se
detallan.
Costo Promedio Acumulado (CPA):
El procedimiento es calcular el costo promedio anual sin actualizar y compararlo con el costo marginal de
operar un año más. Se define la vida económica como el año donde el CPA se minimiza.
Costo Total Medio Actualizado (CTME):
El procedimiento es calcular el CTME suponiendo un horizonte de evaluación infinito. Para ello se utiliza la
siguiente expresión:
t  C (i ) 
CT (t ) = I + ∑ 

i

i = 1  (1 + r ) 
donde:
CT(t):
I:
t:
C(i):
r:
costo total de los t periodos.
inversión.
año.
costo de mantenimiento año i.
tasa de descuento.
El costo medio en t periodos es el valor de la anualidad que satisface la ecuación anterior suponiendo que
todos los costos son iguales e igual a CTME, o sea:
CTME (t ) =
CT (t )
 

1 
1 
 * 1 −

 r  (1 + r )t  

 
La vida económica del equipo queda definida, por el instante T0 en que:
C(T0 - 1) < CTME(T0) < C(T0 + 1)
O sea, el instante de vencimiento de la vida económica es aquel en que el costo total medio resulta superior al
costo de mantención (costo marginal) del año anterior e inferior al del año siguiente. Esto equivale a
minimizar el CTME.
La principal crítica al modelo es que no se incluyen una serie de variables relevantes para la optimización de
recursos de una empresa (por ej. valor residual, impuestos, depreciación, etc.).
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Tasa de Costo de Mantenimiento (TCM):
El VDI propone en su instructivo N°2893 plantear una tasa de costo de mantenimiento, ya sea por sistema de
medición o por equipo electrónico, la cual señala el porcentaje del valor de adquisición que se gastó
anualmente en su mantenimiento.
El primer paso es determinar las relaciones posibles de establecer entre los diversos parámetros (gastos,
inversiones, etc.) que involucra una operación y mantención de un sistema de medición, por ejemplo,
relacionar el costo de mantenimiento anual con el valor de adquisición actual. Luego se obtienen los costos y
valores involucrados.
Como siguiente paso se calculan y evalúan las dependencias entre los parámetros involucrados en las
relaciones planteadas en el primer punto, chequeando si es que siguen alguna tendencia o patrón
determinado. Finalmente se determina la Tasa de Costo de Mantenimiento. Con este valor es posible estimar
el presupuesto de mantenimiento a partir de los datos existentes y la empresa puede programarse con tiempo
para disponer de dichos fondos.
Finalmente, y sobre la base del informe de la sub etapa anterior, se ejecuta la evaluación económica para
determinar la solución técnico económica óptima. Para ello se debe evaluar las alternativas de solución y
determinar los costos de mantención involucrados.
Los pasos a seguir son:
• Evaluación: se debe evaluar económicamente las alternativas planteadas sobre la base de una misma
escala de precios para poder compararlas entre sí.
• Priorización: se debe encontrar una ecuación que pondere equilibradamente los factores relativos a los
costos de las soluciones e importancia del punto de medición reflejada según la priorización técnica. Estos
ponderadores deben ser definidos para cada punto según el criterio de la entidad usuaria del medidor.
• Decisión: Por último, basándose en todo lo anterior y teniendo en cuenta determinar la vida útil del
sistema de medición, se debe decidir el futuro del sistema evaluado: mantenerlo, repararlo o reemplazarlo.
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE LA METODOLOGIA DE DIAGNOSTICO
El sistema de medición del ejemplo es un sistema de flujo en presión y consiste en un medidor magnético
inductivo de tecnología reciente, inserto en una cámara de concreto armado, por el cual circula agua potable
y físicamente está ubicado en una matriz de distribución a la salida de unos estanques. Ejecutando la
metodología:
Nivel 0: Clasificación
El caudal medio para el servicio de la empresa donde funciona el medidor analizado es igual a 12 metros
cúbicos por segundo. Este servicio consta con 40 medidores funcionando en paralelo, por lo tanto, el caudal
medio medido por sistema de medición es de 300 litros por segundo. Considerando, además, que el caudal
medio del sistema es 90 litros por segundo, la clasificación según el caudal relativo es media:
25% Qm = 75 l/s < 90 l/s < 225 l/s = 75% Qm
El sistema de medición opera a la entrada de un sistema de distribución, por lo tanto se puede clasificar el
medidor como de clasificación baja.
Con estos dos valores se determina que la importancia de la medición es de clasificación media. El medidor
es de tipo magnético inductivo, el cual tiene una precisión según catálogo de 0.5% con respecto al caudal
medido en ese instante, lo cual lo clasifica como alto según la precisión.
Finalmente, y conjugando las clasificaciones según la precisión y según la importancia de la medición, se
determina que la Clasificación General del Sistema de Medición es alto.
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Nivel 1: Inspección
Basándose en la visita a terreno realizada, se puede clasificar el sistema de medición como operativo con
reparos. Esto se debe a que la cámara contiene 40 cm. de agua en su interior, las tuberías que conducen y
protegen los cables de señal del medidor al convertidor están con agua, los tableros eléctricos se encuentran
mojados debido a la condensación de humedad y el gabinete del tablero eléctrico y las cañerías eléctricas tipo
conduit están con agua en su interior.
Corresponde ejecutar el nivel de evaluación, específicamente el informe técnico. En este informe se puede
sugerir algunas soluciones a los problemas detectados, tales como secar la cámara e impermeabilizarla, secar
los equipos y tableros y mejorar su aislación y protección. Como complemento a lo anterior se sugiere
levantar el acceso de la cámara con respecto al suelo, prevenir que se introduzca agua del riego automático o
de otra procedencia, y realizar una mantención al sistema de ventilación automático.
Para continuar el ejemplo, el sistema fue evaluado y rápidamente reparado, pasando satisfactoriamente los
niveles 0 y 1 nuevamente ejecutados.
Nivel 2: Verificación
•
Chequeo Electrónico.
El informe señala lo siguiente:
Lugar:
{Identificación del sistema de medición}.
Marca:
Endress + Hauser.
Modelo:
Promag 33.
Configuración de salida Iout:
4-20 mA.
Ubicación Convertidor:
Cámara de medidor, con indicador local.
Estado de cables de sensores:
OK.
Malla de cables de sensores:
Conectada.
Rango de medición Qmáx:
0-1256,3 l/s.
Comprobación digital de Caudal % v/s Iout:
0% !
4,00 mA.
50 % !
12,00 mA.
100 % !
19,99 mA.
Caudal Instantáneo medido:
155,0 l/s !
5,97 mA.
La evaluación realizada señala que el instrumento funciona bien y estaban bien programados todos los
parámetros de cálculo. Sin embargo, es importante señalar que el valor de caudal instantáneo chequeado está
cerca del 10% inferior del rango total de medición. Luego conviene revisar el rango de funcionamiento en las
etapas posteriores.
•
Chequeo Hidráulico:
Se instaló un medidor portátil de tipo ultrasónico en serie con el medidor fijo y se tomaron datos durante tres
horas continuas, almacenando los datos de caudal de ambos medidores en un datalogger para tener seguridad
y sincronía en la medición.
En la página siguiente se muestra una hoja resumen con algunos datos como la identificación del punto, los
medidores involucrados, los datos medidos, la instalación del medidor portátil, un cuadro resumen y un
cuadro de observaciones.
Según los datos obtenidos la evaluación del sistema de medición es mala debido a que el error obtenido por la
comparación de los caudales acumulados durante el chequeo supera el 10% con respecto al medidor portátil.
Por lo tanto es necesario continuar el diagnóstico.
Los datos del chequeo hidráulico realizado y una foto del medidor portátil de ultrasonido se presentan en las
figuras 9 y 10 respectivamente.
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Figura 9. Ficha de Chequeo Hidráulico.
EMPRESA LTDA.
HOJA DE TERRENO
MEDICION DE CAUDAL
INFORM ACION DE TERRENO
EQUIPOS
Proyecto:
Lugar:
Medidor Portátil de Velocidad
{Identificación del lugar}
Krohne Modelo UFM 600 Portable
Descripción: Salida de estanques
Usuario:
AVM
Fecha:
22/01/98
Hora:
Medidor Fijo
Endress + Hauser Promag 33F
15:00
DATOS OBTENIDOS
Hora
DATOS DEL ESTANQUE AFORADO
Identificación:
Nivel de
Caudal
Velocidad
Caudal
Caudal
Estanque (1)
Efluente
Medidor
Portátil
Medidor Fijo
m
m 3/s
m/s
m 3/s
m 3/s
Estanque Nº1
3
Volumen:
1000
m
1
15:30
0.121
0.135
Diámetro:
22
m
2
15:40
0.118
0.138
Superficie de Agua:
177
m2
3
15:50
0.119
0.134
4
16:00
0.120
0.141
5
16:10
0.118
0.134
6
16:20
0.117
0.133
7
16:30
0.118
0.132
8
16:40
0.126
0.144
9
16:50
0.128
0.142
10
17:00
0.124
0.141
11
17:10
0.122
0.142
12
17:20
0.120
0.142
13
17:30
0.123
0.145
14
17:40
0.119
0.143
15
17:50
0.124
0.142
16
18:00
0.119
0.145
17
18:10
0.132
0.150
18
18:20
0.126
0.150
19
18:30
0.133
0.154
GEOMETRIA DE LA TUBERIA
(señalar la posición de la copla)
Material de tubería:
ACERO
Sensores de ultrasonido
RESUM EN
Diámetro interno:
400
mm.
(15.75")
Caudal
Volumen
Medio
Acumulado
Diferencia
Display Medidor fijo:
0.136
407
---
Medidor Portátil:
0.119
356
-13%
OBSERVACIONES O COMENTARIOS.
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Figura 10. Foto de un medidor portátil ultrasónico instalado en una tubería de acero.
Nivel 3: Calibración
•
Curva de Error.
Aprovechando el hecho que el instrumento patrón está instalado, se mantiene adquiriendo datos durante un
periodo más largo de tiempo. Se recomienda proteger el medidor contra la humedad y también se recomienda
inspeccionarlo al menos una vez al día para verificar que nada le ha ocurrido.
Con los datos obtenidos se pueden confeccionar gráficos de caudal versus tiempo (distribución de caudal)
para representar los datos y ver el rango de medición, caudal acumulado versus tiempo y error en caudal
acumulado versus tiempo para ver la variación del error general del sistema durante el tiempo, y error en
caudal instantáneo versus caudal medido para mostrar cuán alejado están las medidas y qué tan dispersas
están (errores sistemático y aleatorio respectivamente).
Figura 11. Caudal versus tiempo.
T O M A D E D A T O S D E C A U D A L . Id e n tif ic a c ió n d e l s is te m a d e m e d ic ió n .
0 .2 00
0 .1 80
0 .1 60
0 .1 40
Caudal [m3/s]
0 .1 20
0 .1 00
0 .0 80
0 .0 60
0 .0 40
0 .0 20
0 .0 00
2 2- ene- 98 1 2: 00
2 3- ene- 98 0 :0 0
2 3- ene- 98 1 2: 00
2 4- ene- 98 0 :0 0
2 4- ene- 98 1 2: 00
2 5- ene- 98 0 :0 0
2 5- ene- 98 1 2: 00
2 6- ene- 98 0 :0 0
2 6- ene- 98 1 2: 00
2 7- ene- 98 0 :0 0
H o ra
2 7- ene- 98 1 2: 00
Dt = 60 seg .
t = 116 hrs.
SIMBOLOGIA:
Datos de caudal obtenidos por el medidor patrón.
Datos de caudal obtenidos por el medidor a diagnosticar.
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Figura 12. Curva de Error para Caudales Acumulados.
16.00%
14.00%
12.00%
Diferencia porcentual
10.00%
8.00%
6.00%
Diferencia a 6 horas: 10.0%
Diferencia a 12 horas: 10.6%
4.00%
Diferencia a 18 horas: 9.7%
Diferencia a 24 horas: 11.7%
2.00%
0.00%
22/ene/98
23/ene/98
24/ene/98
25/ene/98
26/ene/98
27/ene/98
28/ene/98
Hora
Diferencia porcentual: Caudal acumulado del medidor fijo menos caudal acumulado del medidor portátil, con respecto a valor de caudal acumulado del medidor fijo.
Figura 13. Curva de Error.
Curva de mejor ajuste para 95% de datos
Identificación del sistema de medición.
50%
40%
Dispersión Porcentual
30%
20%
10%
0%
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
0.140
0.160
0.180
0.200
-10%
y = 0.0605Ln(x) + 0.2572
2
-20%
R
= 0.1433
-30%
Caudal Medidor Fijo [m3/s]
Diferencia porcentual: Caudal medidor fijo menos caudal medidor portátil, con respecto a valor de caudal medidor fijo.
Basándose en lo anterior, se puede ver que el error sistemático es de un 13%, el aleatorio es de un 14% y el
rango normal de caudales es entre los 20 y los 190 litros por segundo lo que significa que se utiliza el
medidor por debajo del rango óptimo de uso.
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De acuerdo a los errores determonados, el medidor se evalúa como malo debido a que el error sistemático se
encuentra por sobre el 8%, lo que implica que se debe realizar el aforo volumétrico. Además, el medidor se
evalúa como regular debido a que el error aleatorio se encuentra entre el 10% y el 15%, lo que implica
reconfigurar el equipo en lo que se refiere a su tiempo de respuesta.
•
Aforo Volumétrico.
Finalmente se realiza el aforo utilizando uno de los estanques de la planta donde se encuentra instalado el
medidor.
El estanque es de 1000 m3 de capacidad, pero sólo se puede usar 600 m3 por razones de operación. Este
volumen equivale a una diferencia de altura de 3 metros, y considerando que la medición de la distancia al
pelo de agua tiene un error de un centímetro, el error base del aforo es de 0.3%.
Según los datos, el aforo marcó un error del 12% el que fue corregido electrónicamente sobre el equipo.
Nivel 4: Evaluación y Actualización
A pesar que el equipo es relativamente nuevo, se debe considerar realizar la determinación del periodo de
vida considerando el costo del presente diagnóstico y del costo de adquisición del aparato.
Finalmente se actualiza el programa de mantenimiento, si es que existe, o simplemente se guardan los
resultados obtenidos para un uso futuro.
CONCLUSIONES
El objetivo principal, señalado en la introducción de este trabajo, es plantear una metodología de diagnóstico
hidráulico para medidores de caudal tanto en agua cruda y agua potable, como en efluentes de aguas
industriales considerando medidores de gran tamaño y para tecnología reciente de medición.
El costo relativo a cada una de las etapas desarrolladas aumenta a medida que se avanza en la metodología.
Esto da una gran importancia al hecho que esta metodología entrega opciones de finalizar el procedimiento
cuando no es necesario continuar desde un punto de vista técnico, lo que permite disminuir los costos de
mantenimiento, pero manteniendo la calidad del trabajo.
El plan de mantenimiento propuesto está diseñado para detectar y reparar errores o fallas evitables antes de
que ocurran (mantenimiento preventivo). Pero también puede predecir problemas que causarán, en un plazo
determinado, fallas inevitables (mantenimiento predictivo), los cuales pueden ser solucionados en forma
programada. La manera de realizar este mantenimiento predictivo es usar los datos almacenados en la “hoja
de vida” del sistema de medición y calcular líneas de tendencia de los distintos errores, especialmente el error
sistemático o general.
El programa de mantenimiento se plantea como un flujo de actividades para poder ser programado como un
software de mantenimiento y control. Este software debe controlar todas las variables involucradas, tales
como tiempo en funcionamiento de los equipos, trabajos realizados en él, clasificación, etc., y debe funcionar
en forma complementaria al programa de operación de los procesos industriales.
La metodología de diagnóstico está diseñada para funcionar como parte de un plan de mantenimiento
preventivo, o para funcionar en forma independiente o aislada. En este último caso la opción continuar no se
considera. De todas maneras se recomienda evaluar la opción de incorporar un plan de mantenimiento
preventivo considerando, en la evaluación, la seguridad de la medición, los costos de mantención, los costos
de reparación, los costos por la no-operación del sistema para ambos casos, etcétera.
Los criterios planteados en la metodología de diagnóstico y en el plan de mantenimiento no son rígidos ni
son certeros ni eficientes para todas las situaciones. Los valores límites para evaluar se sugieren porque
grafican las situaciones más comunes. La opción de modificar estos criterios existe cuando la experiencia
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adquirida en la aplicación de la metodología o las características del medio en que se encuentran los sistemas
de medición (situaciones específicas, avances tecnológicos), avalan el cambio.
Finalmente, se puede concluir que la metodología desarrollada no sólo sirve para sistemas de medición de
caudal, sino que es factible aplicarlo a otros equipos o sistemas complejos que lo requieran. Para ello sólo es
necesario evaluar su conveniencia.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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