Capítulo 5. Gestión de la elaboración de balances
5.2 Sistemas de control de balances
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3. Verificación mensual de la configuración del computador de flujo. El encargado de la función metrológica debe realizar la verificación de la configuración registrada en el computador de flujo, verificando entre otros puntos, las condiciones base, el método de cálculo del volumen corregido, la curva de calibración, el factor de corrección de la densidad, las constantes del densímetro en su caso y los datos del probador. Asimismo, se debe verificar que el horario del computador de flujo coincida con el horario oficial establecido por el Centro Nacional de Metrología (CENAM).
4. Verificación mensual del reporte de auditoría del computador de flujo. Es necesario que los computadores de flujo cuenten con este reporte de auditoría con la finalidad de verificar los registros que se realizaron en dicho equipo. Esta verificación se debe realizar mensualmente verificando los accesos privilegiados que tienen el perfil de cambiar los valores de la configuración del equipo. Todos los accesos deben contar con un protocolo autorizado y los valores ingresados deben ser los descritos en los certificados de calibración o verificación.
5. Realizar y evaluar las cartas de control de los equipos. Se deben realizar cartas de control de los equipos de medición (medidor, transmisores de presión, temperatura y densidad), con la finalidad de determinar si el proceso de medición utilizando dichos equipos muestra un comportamiento bajo control. Estas cartas nos permitirán determinar en un momento dado si el proceso de medición de cada equipo está bajo control y su medición es confiable y se puede utilizar como la medición más confiable.
Sistemas de medición en tanques de almacenamiento.
Los sistemas de medición automáticos de los tanques de almacenamiento al igual que los sistemas de medición en línea, deben ser controlados desde su integridad física como la configuración ingresada en el sistema.
Por esta razón, es indispensable llevar a cabo los siguientes controles:
1. Verificación semanal de los sellos de seguridad que resguardan la integridad de los equipos como son los registros de los indicadores/transmisores de señal y purgas. Los sellos de campo deben coincidir con los registrados en bitácora.
2. Verificación de las tablas de calibración de los tanques ingresadas en los sistemas. Inmediatamente después que se llevó a cabo la calibración de la
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volumetría de los tanques de almacenamiento, se deben ingresar las tablas resultantes en los sistemas informáticos y el responsable del tanque en conjunto con la función metrológica deben verificar el cálculo del volumen a diferentes niveles, con la finalidad de verificar que dichas tablas han sido ingresadas correctamente.
3. Verificación semanal del funcionamiento del sistema de medición automática.
Cada semana se debe verificar que la medición automática de nivel y temperatura funcione adecuadamente, por lo que se deberá comparar la medida manual del tanque con la medida del sistema automático, requiriéndose realizar las verificaciones y ajustes del sistema cuando se exceda los 4 mm y 0.5 °C de nivel y temperatura respectivamente (Comisión Reguladora de Energía, 2016). En este caso se deben establecer cartas de control que permitan determinar si las mediciones se encuentran bajo control.
Una vez que han sido controlados los equipos de medición de manera individual, se requiere establecer un mecanismo que nos permita conocer el comportamiento de los sistemas de medición, sobre todo de la medición que se considera como primaria o que tiene el menor valor en su incertidumbre, y que será la que se considere como la oficial para el volumen.
Por lo que es necesario llevar a cabo lo siguiente:
1. Establecer cartas de control que nos permitan conocer el comportamiento de la medición primaria con respecto a una medición de referencia. En nuestro caso se requiere llevar a cabo el comparativo entre la medición en línea con la medición de los tanques de almacenamiento.
Para el desarrollo de la carta de control se requiere establecer la desviación máxima permisible que estará en base a las incertidumbres combinadas de cada sistema de medición, es decir, la incertidumbre combinada del sistema de medición en línea y la incertidumbre combinada de los tanques de almacenamiento.
La desviación máxima permisible (DMP) se calculará con base en la Ley de propagación de las Incertidumbres (The International Organization for Standardization/The International Electrotechnical Commission, 1995) de acuerdo con lo siguiente:
DMP = 2√𝜇𝐴2+ 𝜇𝐵2 … Ec. 5.7
132 Donde:
µA2 Incertidumbre combinada expandida del sistema de medición primaria o ductos.
µB2 Incertidumbre combinada expandida del sistema de medición tanques.
En el subcapítulo 4.3 se establecieron los valores máximos para cada uno de estos sistemas de medición:
µA= 0.25%
µB = 0.5%
Por lo que, la DMP con los valores máximos establecidos será:
DMP = ± 2√(0.252 + 0.52) = ± 0.56% … Ec. 5.8
Sin embargo, este valor debe ser el límite máximo de desviación máxima permisible, ya que las incertidumbres de cada sistema de medición deben ser calculadas con los datos de las calibraciones de los equipos.
Por lo que, un ejemplo de carta de control será:
Tabla 5.1 Comparativo entre medición primaria y secundaria.
Día
Medición Diferencia DMP
Primaria (bls)
Secundaria
(bls) Bls % %
1 15,000 15,131 -131 -0.87% ±0.56%
2 28,300 28,204 96 0.34% ±0.56%
3 35,265 35,202 63 0.18% ±0.56%
4 18,743 18,642 101 0.54% ±0.56%
5 45,001 45,127 -126 -0.28% ±0.56%
6 34,892 34,526 366 1.05% ±0.56%
7 78,932 78,971 -39 -0.05% ±0.56%
8 35,743 35,657 86 0.24% ±0.56%
9 21,095 20,987 108 0.51% ±0.56%
10 19,936 20,002 -66 -0.33% ±0.56%
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Gráfica 5.1 Carta de control del comparativo medición primaria y secundaria.
En la gráfica se aprecia que en los días 1 y 6, la diferencia entre la medición primaria y secundaria excede la DMP, por lo que en esos días se deben analizar y determinar si existió algún problema de medición en la medición primaria o en la secundaria, y poder establecer la medición más confiable.
Por otro lado, es necesario determinar la incertidumbre de la medición en el balance o desviación máxima permisible, donde a través de las cartas de control de los resultados del balance se obtienen gráficas que nos permiten determinar el comportamiento de los balances, es decir, si el proceso se encuentra dentro o fuera de control.
La desviación máxima permisible, se calcula utilizando todas las incertidumbres combinadas de los diferentes sistemas de medición que intervienen en los balances, es decir, las incertidumbres de la medición de recibo, almacenamiento y las salidas.
Cartas de control.
En las cartas de control se establecen límites de control superior e inferior, con la finalidad de llevar el control de los resultados, cuando los valores se encuentran dentro de estos límites se puede decir que existen variaciones normales originadas por causas normales de operación. No obstante, cuando los valores exceden los límites de control se puede determinar que existió algún cambio en el proceso ya sea de los equipos, del operador o del procedimiento de cálculo, es decir, que existió
-0.87%
0.34%
0.18%
0.54%
-0.28%
1.05%
-0.05%
0.24%
0.51%
-0.33%
-1.00%
-0.50%
0.00%
0.50%
1.00%
1.50%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Desviación volumen (%)
Día
Carta de control.
Medición primaria vs Secundaria
Desviación Límite control inferior (LCI) Límite control superior (LCS)
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algún problema en el proceso, por lo que, será necesario investigar las causas, corregirlo e iniciar nuevamente con la carta de control.
Los límites de control superior e inferior se pueden obtener de la Ley de Propagación de las Incertidumbres utilizando las incertidumbres de medición combinadas, sin embargo, estos valores deben ser los límites de los límites de control, ya que estos deben ser obtenidos y ajustados de manera estadística con los datos que se vayan obteniendo día a día.
Cuando se tengan datos estadísticos, se pueden utilizar cartas de medidas individuales acompañada de cartas de rangos móviles de orden 2, donde los límites de control están dados por (Rivera D. , 2011):
LCS = 𝜇𝑥 + 3σx …Ec. 5.9
LCI = 𝜇𝑥 - 3σx …Ec. 5.10
LC = 𝜇𝑥 …Ec. 5.11
Donde:
LCI Límite de control inferior LCS Límite de control superior LC Línea central
𝜇𝑥 Media del proceso
σx Desviación estándar del proceso
Sin embargo, el comportamiento de las cartas de control establece comportamientos que pueden dar indicios de que el proceso se encuentra fuera de control o que está punto de salirse de control, por lo cual es necesario dar seguimiento al comportamiento de dichas gráficas.
De acuerdo con Roberto Carro y Daniel González (Roberto Carro Paz, 2015), en los siguientes comportamientos es necesario llevar a cabo análisis y detectar las causas que puedan estar originando dichos comportamientos:
a) Un punto fuera de los límites de control superior o inferior.
a) Dos puntos a punto de salirse de los límites de control superior o inferior.
b) Cinco puntos consecutivos por encima o por debajo del valor medio.
c) Cinco puntos consecutivos con tendencia hacia arriba o hacia abajo.
d) Comportamiento errático.
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Por tal motivo, es fundamental llevar a cabo las cartas de control de los diferentes procesos de las mediciones, con la finalidad de evaluar su comportamiento y poder determinar si el proceso se encuentra bajo control o fuera de control, estableciendo los mecanismos y tomando las acciones para evitar tener mediciones incorrectas.
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