1. Sistemas de medición de
combustibles
Motivación y beneficios
06/09/2012
Tomás Godoy
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2. Sistemas de medición de combustible.
Temario
 Motivación
 Volúmenes
 Cambio de volumen por temperatura
 Medición de temperatura
 Medición en estanques
 Medición de flujo
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3. Sistemas de medición de combustible.
Motivación
 La medición de combustible es compleja.
Existe amplia experiencia en este campo pero se suele obviar un
factor fundamental.
 Los hidrocarburos cambian su volumen considerablemente con
los cambios de temperatura.
La facturación suele ocurrir en base a litros naturales al
momento de la entrega del producto.
No se considera la virtual expansión del producto que hace que
el volumen parezca ser más de lo que realmente es.
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Una medición y corrección adecuada permite compensar este
efecto y pagar por la “energía” recibida y no por un volumen
cambiante.

4. Sistemas de medición de combustible.
Volúmenes
 En hidrocarburos se conocen 4 tipos de volúmenes.
 Volumen total observado (TOV): Es el volumen que el producto tiene
a temperatura actual. Este volumen considera el producto y también
impurezas o agua que puedan estar contenidas en el producto. Este
volumen cambia con los cambios de temperatura.
 Volumen Bruto Observado (GOV = TOV – Agua/Techo): Se utiliza
principalmente en la medición de estanques para compensar efectos
de techo flotante o agua contenida en el fondo.
 Volumen Bruto Estándar (GSV = GOV * VCF) : Es el volumen anterior
corregido por los efectos del cambio de temperatura. Este volumen no
cambia con los cambios de temperatura.
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 Volumen Neto Estándar (NSV = GSV – Sedimentos) : Es el volumen
anterior descontando posibles sedimentos o agua contenida en el
producto.

5. Sistemas de medición de combustible.
Cambios de volumen debido a la temperatura
 En general, los hidrocarburos se expanden aprox. 0.1% / ºC
(0.08 %/oC para ser más exactos)
 Esta gran expansión hace que un volumen definido cambie
significativamente con respecto a aumentos o disminución de
temperatura. Esto también se ve reflejado en el nivel de un
estanque de almacenamiento.
 Este efecto es conocido internacionalmente como factor de
corrección de volumen o VCF
DVolumen
Dt [oC]
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Dnivel

6. Sistemas de medición de combustible.
Causas de cambio de temperatura
 Los efectos totales de la temperatura
son una combinación de distintas
causas (temperatura del aire, sol,
viento, etc.) y del producto (tuberías,
aislamiento, enterradas).
 La influencia total no se puede estimar
fácilmente debido a que estas
influencias no se pueden medir.
 Además, los ciclos de día-noche, según
la orientación del ducto o estanque de
almacenamiento son siempre
diferentes.
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 En algunas partes la eventual lluvia o
nieve, lo hacen aun más complejo.

7. Sistemas de medición de combustible.
Causas de cambio de temperatura en estanque y ductos
Transferencia de calor desde el aire o lluvia
Irradiación desde el sol
Radiación
Transferencia desde el suelo o agua subterránea
Transferencia de calor desde el aire
Irradiación desde el sol
Radiación
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8. Sistemas de medición de combustible.
Medición de temperatura
 La temperatura es crítica para una
buena determinación del volumen
 El sol provoca estratificación del
producto siendo una medición
correcta de temperatura
fundamental.
 La ubicación del sensor es
fundamental para una correcta
medición.
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9. Sistemas de medición de combustible.
Ciclos ía – Noche
 Los ciclos día-noche, tienen un impacto significativo en la
temperatura del producto en ductos, estanques y medios
contenedores de combustible.
 El sol calienta el metal directa o indirectamente (por reflexión).
 La irradiación del sol depende de la hora del día, época y
ubicación geográfica (‘longitud’)
 El impacto del sol también depende del color de la pintura, del
metal, de la superficie y textura.
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10. Sistemas de medición de combustible.
Por qué medir temperatura es esencial?
 Expansión térmica de hidrocarburos:
 Típicamente 0.1% por 1°C de cambio de temperatura
 Ejemplo – Considerar estanque con 17 m de altura y  45 m.
 Típicamente cuenta con 27 000 m3 de hidrocarburo
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11. Sistemas de medición de combustible.
Por qué medir temperatura es esencial?
Error de nivel 2 mm.
= 3,2 m³ (20 bbl)
 Error de temperatura 1 ºC. = 27 m³ (170 bbl)
 Error de temperatura 0,2° = 5,2 m³ (34 bbl)
 Temperatura correcta es esencial!
 Medición de temperatura promedio es siempre preferible.
Spot Measurement
15.5
15
14.5
14
HEIGHT (m)
11
5
9.
8
5
5
6.
3.
0.
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5
13.5
5
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16
2
T E M P E R A T UR E (o C )
16.5
$

12. Sistemas de medición de combustible.
Instrumentos para medir temperatura
 En estanques: Medidores multi-punto de temperatura (hasta 16
elementos) con cálculo de promedio e identificación de sensores
sumergidos.
 En oleoductos: Medidores redundantes de temperatura tipo RT
1/10 IN. Considera electrónica redundante con detección de
falla, indicación local y calibración Callendar - van usen.
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13. Sistemas de medición de combustible.
Medición de estanques
 En medición de estanques se utiliza la medición de nivel para
identificar el volumen TOV.
 Según los requerimientos se puede utilizar un medidor de
mayor o menor incertidumbre.
 La medición automática puede reemplazar o comprobar la
medición manual que usualmente es propensa a errores
significativos.
 Con un sistema de nivel automático se pueden obtener niveles
de error del NSV del orden de +/- 0.3%
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14. Sistemas de medición de combustible.
Que hacemos diferente para lograr esta incertidumbre
 Medimos el nivel con baja incertidumbre (mejor que +/- 1mm
o +/-3mm).
 Medimos la temperatura en múltiples puntos, calculamos el
promedio de los puntos sumergidos.
 Utilizamos solamente señales digitales (escalamientos
analógicos no son aceptables).
 Corregimos efectos del contenido de agua, sedimentos o
desplazamiento de techo.
 Calculamos la expansión del volumen del producto (VCF)
utilizando métodos estandarizados en el sistema Tankvision.
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15. Sistemas de medición de combustible.
Medidores de nivel disponibles
FMR530
8” cono
FMR540
4” cono
3° tilt!
FMR540
8” parabolica
(10”)
FMR533
FMR532
18” parabolica >6” plana
FMP40 NMS5
>1 1/2” > 3”
Estatus
2012
1m
1m
0,6m
0,6m
0,3m
0,1m
Distancia de bloqueo
20 m
1,23m
Wall-Distance
2,5m
1,85m
1,05m
(0,75m)
0,9m
2,46m
1,7m
0,7m
(0,5m)
1,4m
(1,05m)
Distancia
Medida
10m
1,2m
0,64m
0,3m
15m
20m
4,0m
25m
+/- 1mm
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3,69m
30m
+/- 1mm
2,8m
2,4m
+/- 1mm
+/- 1mm
35m
36m
38m
+/- 1mm
+/- 2mm +/- 0,7mm
40m

16. Sistemas de medición de combustible.
Nuestra solución estándar...
Radar/Servo + Temperatura + Sistema Tankvision = NSV
Tankvision
DCS
Servo (Proservo)
Servo
Prothermo
Promonitor
Radar (Micropilot S)
Radar (Micropilot M/Levelflex)
Radar
Prothermo
Tank Side
Monitor
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HART
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Fieldbus
ej. Modbus o Wireless MB
Ethernet (LAN)
ej. XML, HTML

17. Sistemas de medición de combustible.
Medición de ductos por flujómetros
 En ductos se utilizan flujómetros Coriolis para medir el TOV o
la masa.
 Según los requerimientos se puede utilizar un medidor de
mayor o menor incertidumbre.
 Además se utiliza un medidor de temperatura especial de muy
bajo error, insertado en la línea.
 Se debe considerar la compensación de presión en caso de que
la presión sea superior a 3 bar.
 Se utiliza un computador de flujo, de alta velocidad de cálculo,
para calcular el VCF.
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 La incertidumbre en la medición de NSV transferido puede ser
del orden de 0.1%

18. Sistemas de medición de combustible.
Que hacemos diferente para lograr esta incertidumbre
 Medimos el flujo con alta precisión ( +/- 0.05%).
 Medimos la temperatura en forma redundante con sensores de alta calidad
clase 1/10DIN y calibrados utilizando coeficientes CVD. Además se
considera un segundo termo pozo para calibración +/- 0.04 ºC.
 Medimos la presión con sistema cerámico de alta estabilidad. Se
consideran válvulas de sobre presión para prevenir daño del FT y PT.
 Escalamientos analógicos tienen errores tanto en el escalamiento como en
la estabilidad del canal. Por lo mismo utilizamos señales digitales para las
variables relevantes (pulsos para el flujo, Modbus para la densidad y Hart
para la temperatura)
 Calculamos la expansión del volumen del producto (VCF) utilizando
métodos estandarizados en un computador de flujo estándar para obtener
el NSV.
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19. Sistemas de medición de combustible.
Esquema de instalación del sistema
Temperatura
Presión
Flujómetro
By pass opcional
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Válvulas
DBB
Conexión
para prover

20. Sistemas de medición de combustible.
Retorno de inversión ROI
 Valor estimado sistema de nivel por estanque USD15.000. Valor estimado por sistema de medición de flujo entre USD50.000.y USD200.000. Incertidumbre entre TOV y NSV @ 15ºC de diferencia 1,5%
 Incertidumbre estimada en medición de nivel 0.3%
 Incertidumbre estimada en medición de flujo 0.1%
 Considerando un consumo anual de 10.000 m3 (10MUSD).
 Incertidumbre de 1,5% = 150m3 = USD 150.000/año
 Incertidumbre de 0.3% = 30m3 = USD 30.000/año
 Incertidumbre de 0.1% = 10m3 = USD 10.000/año
 ROI para mejorar de 1,5% a 0.3% -> 1.5 meses
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 ROI para mejorar de 0,3% a 0.1% -> 8.5 meses

21. Sistemas de medición de combustible.
Suministros de E+H
 Endress+Hauser suministra los siguientes componentes:
 Computador de Flujo (Marca Omni).
 Medidores de Flujo.
 Medidores de temperatura.
 Medidores de presión.
 Termopozos.
 Válvulas de 3 vías y de corte DBB.
 Segmentos de tuberías incluyendo pruebas hidráulicas y de
soldadura.
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 Fuentes de poder, cables y accesorios.

22. Sistemas de medición de combustible.
Servicios adicionales de E+H
 Endress + Hauser puede suministrar los siguientes servicios
adicionales:
 Administración del proyecto.
 Ingeniería básica y de detalles para cada instalación.
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 Servicios de construcción, montaje, configuración, puesta en
servicio y calibración, según requerimientos del cliente y
evaluación técnica.

23. Gracias por su atención.
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