XIForo de operaciones de gas

Estudio de vida útil de medidores de gas tipo diafragma de uso residencial

Cartagena, 9 de agosto de 2018

Germán José Covelli Solanogermanjc@gdo.com.coJefatura de Aseguramiento MetrológicoGases de Occidente S.A. ESP.

METROLOGIAXI Foro de operaciones de gas

Mars Climate OrbiterSeptiembre 23, 1999

El empuje incorrecto causa un orbitador

incorrecto, la nave termina demasiado

baja y entra en contacto con la atmósfera.

NASA: Sistema Internacional

NAVE: Unidades Inglesas

METROLOGIA:

“Ciencia de las Mediciones y

sus aplicaciones”

XI Foro de operaciones de gas

Fuente imágenes: http://www.mapa-gps.com/mapa-gps-colombia

https://www.el-carabobeno.com/1395127-2/

• En Colombia, existen medidores de gas con mas

de 35 años desde su instalación.

1977 primera conexión Barranquilla.

1978 rodadero, Santa Marta.

1979 Girón, Santander.

MOTIVACIÓN DEL ESTUDIO

• Evolución del medidor tipo diafragma:

Residenciales98,1%

Comerciales1,8%

Industriales0,1%

9,18 millones de

usuarios

XI Foro de operaciones de gas

• En Colombia no existen lineamientos

regulatorios que estipulen el tiempo de validez

legal de un medidor de gas tipo diafragma.

El periodo de validez: “tiempo en el cual se permite

la operación del medidor en servicio sin reensayo

o reemplazo, al presumirse que cumple los

requisitos metrológicos” NTC 2728.

MOTIVACIÓN DEL ESTUDIO

8 años

20 años

10 años

5 años

15 años

5 años

5 años

? años

XI Foro de operaciones de gas

MOTIVACIÓN DEL ESTUDIO

• El estado metrológico de un medidor

puede ocasionar una medición de

volumen diferente al “real” usado por el

usuario.

¿Es correcta la medida de volumende gas?

Condiciones de operación.

Entorno de instalación.

Deterioro mecánico de piezas internas.

Fraudes.

Fugas.

XI Foro de operaciones de gas

• Estimar la vida útil razonable de los

medidores de gas tipo diafragma G1.6 de

uso residencial

• Evaluar mediante un ensayo de durabilidad

acelerada los medidores nuevos.

ALCANCE DEL ESTUDIO

• Evaluar mediante verificación posterior los

medidores en servicio.

XI Foro de operaciones de gas

EL ENSAYO DE DURABILIDAD

NTC 2728:2005 “Medidores de gas tipo

diafragma”

• Qensayo: a la tasa de flujo máxima.

• tensayo: 2000

horas.• Fluidoensayo: gas de operación o

aire.

nuevos con 1 m3/h<Qmax≤16 m3/h:

• Error par: 0,6% (numeral 7.2.1.2)

• Error pico a pico: 2,0%

(0,1Qmax a Qmax) (numeral 7.2.2)

• EMP en servicio (numeral 7.2.4.1)

• Error pico a pico: 3,0%(0,1Qmax a Qmax) (numeral 7.2.4.2)

• EMP en verificación inicial.• Deriva < 2,0%

(0,1Qmax a Qmax) (numeral 7.2.4.2)

CONDICIONES DEL ENSAYO:

REQUISITOS DE

DESEMPEÑO:

An

tes

de

du

rab

ilid

ad

Des

pu

és

de

du

rab

ilid

ad

XI Foro de operaciones de gas

LA VERIFICACIÓN POSTERIOR

NTC 2728:2005 “Medidores de gas tipo diafragma”:

• El intervalo de tiempo entre las

verificaciones debe ser como

máximo cada 5 años y se puede

realizar usando métodos de

muestreo estadístico.

• Limites de error en servicio para

medidores con sellos.

• Limites de error en verificación

inicial si el medidor se retira de la

red y se piensa volver a instalar.

XI Foro de operaciones de gas

REQUISITOS METROLOGICOS

NTC 2728:2005 “Medidores de gas tipo diafragma”:

CAUDAL

MÁXIMOS ERRORES

PERMITIDOS

VERIFICACIÓ

N INICIAL

EN

SERVICI

O

Qmín ≤ Q < 0,1 Qmáx ±3 %– 6 %

+ 3 %

0,1 Qmáx ≤ Q < Qmáx ±1,5 % ±3 %

Qmáximo

[m3/h]

ΔP máxima permitida

Medidor

nuevo

Medidor

en

servicio

Pa Pa

1 hasta 10 inclusive 200 220

XI Foro de operaciones de gas

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN METROLOGICA PARA ESTUDIO DE VIDA UTIL

Selección de las muestras

Medidores Nuevos

Calibración 0 horas

Durabilidad Acelerada

Calibración 720 h

Durabilidad+360 h

Calibración 1080 h

Durabilidad +360 h

Calibración 1440 h

Calibración 1800 h

Calibración 2160 h

Durabilidad +360 h

Durabilidad +360 h

7 puntos

Asc-Des7 puntosAsc-Des

3 puntosDescenso

3 puntosDescenso

3 puntosDescenso

3 puntosDescenso

7 modelos

35 medidores

Lab Acreditado.

U = 0,28% (k=2)

CAL

CAL

CAL CAL

CAL CAL

XI Foro de operaciones de gas

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN METROLOGICA PARA ESTUDIO DE VIDA UTIL

Agendamiento

Medidores Usados

Edad de los medidores

Ciclo de facturación

Designación del medidor

Calibración “In-Situ”

Mayores a 5 años

1 ciclo

9735 medidores289 medidores

5 marcas

5 a 19 años

G1.6

Patrón volumétrico

trazabilidad a Lab

Acreditado.

U = 0,73% (k=2)

Envió de carta notificación

Contacto con el usuario

XI Foro de operaciones de gas

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN METROLOGICA PARA ESTUDIO DE VIDA UTIL

Figura 1. Medidores en ensayo de

durabilidad

Figura 2. Calibración de medidores “In-

Situ”.

Figura 3. Calibración de medidores en

laboratorio Acreditado ONAC - ISO/IEC

17025

XI Foro de operaciones de gas

RESULTADOS MEDIDORES NUEVOS

-10,5

-9,0

-7,5

-6,0

-4,5

-3,0

-1,5

0,0

1,5

3,0

4,5

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Err

or

[%]

Caudal [m3/h]

-10,5

-9,0

-7,5

-6,0

-4,5

-3,0

-1,5

0,0

1,5

3,0

4,5

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Err

or

[%]

Caudal [m3/h]

0 horas 720 horas

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =𝑉𝑚𝑢𝑡 − 𝑉𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛

𝑉𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛𝑥 100

XI Foro de operaciones de gas

-2,40

-1,80

-1,20

-0,60

0,00

0,60

1,20

1,80

2,40

0 10 20 30

WM

E [

%]

Numero de medidores

-2,40

-1,80

-1,20

-0,60

0,00

0,60

1,20

1,80

2,40

0 10 20 30

WM

E [

%]

Numero de medidores

0 horas 720 horas

𝑊𝑀𝐸 = 𝑖=1𝑛 𝑘𝑖𝐸𝑖 𝑖=1𝑛 𝑘𝑖

𝑘𝑖 =𝑄𝑖𝑄𝑚𝑎𝑥

𝑘𝑖 = 1.4 −𝑄𝑖𝑄𝑚𝑎𝑥

Qi ≤ 0,7 Qmax 0,7Qmax< Qi ≤Qmax

CAUDAL

Q

DURANTE LA EVALUACIÓN DE

MODELO Y VERIFICACIÓN INICIAL

CLASE DE EXACTITUD

0.5 1.0 1.5

WME ± 0,2% ± 0,4 ± 0,6

RESULTADOS MEDIDORES NUEVOS

XI Foro de operaciones de gas

-6,00

-4,50

-3,00

-1,50

0,00

1,50

3,00

0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500

Err

or

[%]

Caudal [m3/h]

-6,00

-4,50

-3,00

-1,50

0,00

1,50

3,00

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Err

or

[%]

Caudal [m3/h]

0 horas 720 horas

RESULTADOS MEDIDORES NUEVOS

-6,00

-3,00

0,00

3,00

0 360 720 1080 1440 1800 2160

Err

or

[%]

Horas

-9,00

-6,00

-3,00

0,00

3,00

0 360 720 1080 1440 1800 2160

Err

or

[%]

Horas

XI Foro de operaciones de gas

-3,00

0,00

3,00

0 360 720 1080 1440 1800 2160

Err

or

[%]

Horas

Qmin: 0.2 Qmax:

Qmax:

-2,40

-1,80

-1,20

-0,60

0,00

0,60

1,20

1,80

0 360 720 1080 1440 1800 2160

WM

E [%

]

Horas

RESULTADOS MEDIDORES NUEVOS

XI Foro de operaciones de gas

Fabricante1

Fabricante2

Fabricante3

Fabricante4

Fabricante5

Fabricante6

Fabricante7

Qmin -0,49 -1,91 -0,37 -1,44 -2,45 -1,90 -2,66

3 Qmin 0,04 -0,96 -0,67 -1,10 -1,47 -1,62 -1,16

0,1 Qmax 0,29 -1,07 -0,64 -1,62 -1,10 -1,44 -0,96

0,2 Qmax 0,18 -0,84 -0,58 -1,84 -1,03 -1,29 -0,88

0,4 Qmax 0,28 -0,76 -0,47 -1,35 -0,92 -1,25 -0,82

0,7 Qmax 0,22 -0,69 -0,59 -1,50 -0,99 -1,16 -0,87

Qmax 0,26 -0,72 -0,62 -1,98 -1,04 -1,16 -0,95

-3,00

-2,50

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,50

De

riva

pro

me

dio

[%

Err

or]

Deriva después de durabilidad – 720 horas

RESULTADOS MEDIDORES NUEVOS

XI Foro de operaciones de gas

0 50 100 150 200

Fabricante 1

Fabricante 2

Fabricante 3

Fabricante 4

Fabricante 5

Fabricante 1 Fabricante 2 Fabricante 3 Fabricante 4 Fabricante 5

Conformes 177 11 1 52 15

No Conformes 17 0 1 6 2

Con fuga 5 2 0 0 0

89%

9% 2%

Conformes No Conformes Con fuga

0

50

100

150

200

Errores negativos Errores positivos

+1,02

-0,634,67

-1,38

1,17

POR FABRICANTE:TOTAL:

RESULTADOS MEDIDORES EN SERVICIO

12,4% 18,2% 50,0% 11,5% 13,3%

XI Foro de operaciones de gas

0 20 40 60 80 100 120 140

6 a 9 años

10 a 14 años

15 a 19 años

6 a 9 años 10 a 14 años 15 a 19 años

Conformes 120 103 33

No Conformes 2 6 18

Con fuga 0 2 5

2%

7%

41%

POR EDAD: POR FABRICANTE Y EDAD:

RESULTADOS MEDIDORES EN SERVICIO

0,37

0,63

1,63

-1,06

-1,45

0,05

Fabricante 1 Fabricante 4

XI Foro de operaciones de gas

CONCLUSIONES

• Se evidenció que los errores promedio para los medidores describen la

curva de error típica de la tecnología, con una tendencia a tener errores

negativos entre Qmin y 0.3Qmin, y errores lineales: positivos entre el

0,2Qmax y 0.4Qmax y cercanos a cero entre 0.7Qmax y Qmax.

• El WME en verificación inicial es muy cercano a cero. Sin embargo, el WME

(720 horas) fue de -1,36%.

• Se evidencio que algunos de los medidores ensayados en verificación inicial

no cumplen con los EMP permisibles definidos en la NTC 2728,

principalmente en 0.1Qmax, 0.2 Qmax y 0.4Qmax.

XI Foro de operaciones de gas

CONCLUSIONES

• En el ensayo de durabilidad acelerada, todos los medidores cumplieron con

la caída de presión permisible. Después de las 1080 horas, uno de los

medidores sobrepaso los 220 Pa y después sufrió bloqueo mecánico.

• Los resultados de las verificaciones posteriores muestran que para los

medidores con más de 15 años de operación (grupo C) se encontró que el

41% estuvo por fuera de los EMP. Para medidores entre 10 y 15 años

(grupo B) el 7% y para medidores entre 5 y 10 años (grupo A) el 2%.

• En total se verificaron 289 medidores, de los cuales 256 fueron declarados

conformes, es decir un 88,6% del total. 33 medidores fueron declarados como

no conformes, lo que corresponde al 11,4%. De los declarados como no

conformes, 7 se encontraron con fuga en el cuerpo del medidor.

XIForo de operaciones de gas

GRACIAS!