FACSA - Análisis degradación error global
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Análisis de la degradación del error global en contadores de agua.
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FACSA - Análisis degradación error global
- 1. Análisis de la degradación del error global en contadores de agua Francesc J. Gavara Nuevos Retos en la Gestión de Contadores en los Abastecimientos Valencia, 18 de Octubre de 2016
- 2. Problemática de la gestión del agua Suficiencia de recursos hídricos Gestión de la demanda Gestión de © Francesc Gavara - 2016 Gestión de la demanda Modular consumo abonados Optimizar pérdidas agua Gestión de la oferta Infraestructura
- 3. Balance hídrico de la IWA Consumo autorizado Consumo autorizado Consumo autorizado facturado Agua facturada Consumo no facturado medido Consumo facturado no medido Consumo facturado medido Consumo exportado medido © Francesc Gavara - 2016 Volumen entrada al sistema Pérdidas de agua Pérdidas reales Pérdidas comerciales autorizado no facturado Fugas en acometidas Fugas y reboses en depósitos Fugas en las tuberías de distribución Errores en el tratamiento de los datos Agua no facturada Errores de medición Consumo no facturado no medido Consumo no autorizado
- 4. Importancia de las pérdidas de agua 32.000 Mm3 48.000 Mm3 Pérdidas reales Pérdidas totales 7.500 millones Pérdidas reales © Francesc Gavara - 2016 16.000 Mm3 Mm3 Pérdidas comerciales millones US$ 6.500 millones US$ 14.000 millones US$ Pérdidas comerciales Pérdidas totales Kingdom, B., Liemberger, R. & Marin, P., 2006. The Challenge of Reducing Non-Revenue Water (NRW) in Developing Countries, Washington: The World Bank Group.
- 5. Pérdidas comerciales Existentes Nivel económico © Francesc Gavara - 2016 Nivel económico de los errores de medición Inevitables
- 6. Curva de error de un contador -20% -10% 0% 10% Error(%) © Francesc Gavara - 2016 -70% -60% -50% -40% -30% 10 100 1000 10000 Error(%) Caudal (l/h)
- 7. Curva de error de un contador -20% -10% 0% 10% Error(%) Zona de no © Francesc Gavara - 2016 -70% -60% -50% -40% -30% 10 100 1000 10000 Error(%) Caudal (l/h) Zona de no registro
- 8. Curva de error de un contador -20% -10% 0% 10% Error(%) Zona de no Zona de © Francesc Gavara - 2016 -70% -60% -50% -40% -30% 10 100 1000 10000 Error(%) Caudal (l/h) Zona de no registro Zona de transición
- 9. Curva de error de un contador -20% -10% 0% 10% Error(%) Zona de comportamientoZona de no Zona de © Francesc Gavara - 2016 -70% -60% -50% -40% -30% 10 100 1000 10000 Error(%) Caudal (l/h) Zona de comportamiento estable Zona de no registro Zona de transición
- 10. ¿Cuánta agua es capaz de registrar un contador? Patrón de consumoCurva de error 5 10 40 50 43,3 Waterconsumption(%) © Francesc Gavara - 2016 Error medio ponderado -10 -5 0 1 10 100 1000 Error(%) Flow rate (l/h) 0 10 20 30 4,7 1,9 1,3 0,8 0,5 0,4 1,1 1,1 6,3 25,3 11,9 1,2 0,2 Waterconsumption(%) Flow rate (l/h)
- 11. Necesitamos encontrar respuesta a estas preguntas: ¿Qué contador instalamos? ¿Cuál será su período óptimo de renovación? © Francesc Gavara - 2016
- 12. Para responderlas debemos saber: ¿Cuál es el error inicial de un contador? ¿Cómo se degrada este error? © Francesc Gavara - 2016 ?
- 13. Etapas de la investigación • Problemática de la gestión del agua • Necesidad control proceso de medición Introducción • Importancia de las pérdidas comerciales • Estado del arte Gestión de las pérdidas comerciales en abastecimientos de agua • Consumidores domésticos • Consumidores no domésticos: Grandes consumidores Patrón de consumo • Ensayo y análisis de 5.904 contadores • 52 modelos diferentes / 5 tecnologías de medición Análisis de los errores iniciales en contadores de agua © Francesc Gavara - 2016 • 52 modelos diferentes / 5 tecnologías de medicióncontadores de agua • Ensayo y análisis de 1.456 contadores • 7 modelos diferentes / 3 tecnologías de medición Análisis de la degradación del error global en contadores de agua • Estimación de la vida útil de los contadores • Valoración económica de las pérdidas comerciales Estudio económico • Errores iniciales y degradación en contadores domésticos • Impacto económico de las pérdidas comerciales Conclusiones • Aumento de las muestras (grandes consumidores) • Profundización en factores que afecten a la degradación Desarrollos futuros
- 14. Etapas de la investigación • Problemática de la gestión del agua • Necesidad control proceso de medición Introducción • Importancia de las pérdidas comerciales • Estado del arte Gestión de las pérdidas comerciales en abastecimientos de agua • Consumidores domésticos • Consumidores no domésticos: Grandes consumidores Patrón de consumo • Ensayo y análisis de 5.904 contadores • 52 modelos diferentes / 5 tecnologías de medición Análisis de los errores iniciales en contadores de agua © Francesc Gavara - 2016 • 52 modelos diferentes / 5 tecnologías de medicióncontadores de agua • Ensayo y análisis de 1.456 contadores • 7 modelos diferentes / 3 tecnologías de medición Análisis de la degradación del error global en contadores de agua • Estimación de la vida útil de los contadores • Valoración económica de las pérdidas comerciales Estudio económico • Errores iniciales y degradación en contadores domésticos • Impacto económico de las pérdidas comerciales Conclusiones • Aumento de las muestras (grandes consumidores) • Profundización en factores que afecten a la degradación Desarrollos futuros
- 15. 1.413 contadores domésticos Tecnología Modelo Contadores Totales Velocidad Chorro único M1 817 1.223 M2 406 Volumétricos M3 92 190 Muestras seleccionadas por edad y volumen acumulado © Francesc Gavara - 2016 Volumétricos 190 M4 98 1.413
- 16. 1.413 contadores domésticos Ensayados a 7 caudales: Caudal de arranque y EMP Edad (años) Qarr (l/h) 15 30 60 120 750 1500 3000 EMP 1 MEDIA 6,36 -15,72 -2,99 -0,10 -1,48 -2,85 -2,29 -0,01 -2,76 DESV EST - - - - - - - - - 3 MEDIA 18,99 -70,84 -21,63 -4,95 -2,67 -0,40 -0,33 -0,06 -6,84 DESV EST 14,20 35,95 31,37 14,21 8,07 2,65 2,06 1,59 5,22 © Francesc Gavara - 2016 DESV EST 14,20 35,95 31,37 14,21 8,07 2,65 2,06 1,59 5,22 4 MEDIA 22,37 -80,75 -34,32 -9,32 -4,23 -1,70 -1,37 -1,12 -9,50 DESV EST 12,23 28,94 37,41 12,62 6,70 2,71 2,45 2,23 3,22 5 MEDIA 26,12 -50,95 -20,93 -7,73 -3,64 -0,60 -0,33 -0,22 -7,35 DESV EST 36,09 40,36 35,39 21,26 11,44 2,47 2,14 5,44 4,66 6 MEDIA 17,37 -66,67 -21,09 -4,90 -4,46 -1,99 -1,63 -1,12 -8,70 DESV EST 10,93 39,57 32,01 4,61 2,18 1,92 2,02 1,52 2,71 7 MEDIA 17,71 -64,75 -22,66 -7,92 -4,24 -2,81 -2,05 -4,06 -9,21 DESV EST 12,76 35,00 31,68 13,30 3,94 2,44 2,32 16,89 3,28 8 MEDIA 15,70 -54,73 -18,11 -7,61 -3,97 -2,27 -2,57 -6,75 -8,57 DESV EST 13,35 35,80 32,78 18,24 7,76 4,31 8,49 21,96 5,28 9 MEDIA 15,49 -55,40 -11,48 -3,64 -2,39 -0,06 -2,18 -6,33 -6,69 DESV EST 22,59 36,23 21,49 15,55 9,25 3,37 14,91 24,91 4,65
- 17. Mayor deterioro a caudales bajos Evolución del error a cada caudal © Francesc Gavara - 2016
- 18. Comparativa evolución del EMP con la edad Volumétricos vs Velocidad -4 -2 0 © Francesc Gavara - 2016 y = -0,48ln(x) - 7,4455 R² = 0,7595 y = -0,5733x - 2,9618 R² = 0,6735 y = -0,6769x - 1,1689 R² = 0,7053 y = -1,5496x - 1,0739 R² = 0,9998 -12 -10 -8 -6 0 2 4 6 8 10 Error(%) Edad (años) M1 M2 M3 M4
- 19. y= -1,03ln(x) + 2,7749 R²= 0,539 -8 -6 -4 -2 0 Comparativa evolución del EMP con el volumen Degradaciones suaves vs intensas © Francesc Gavara - 2016 y = -5E-07x2 - 0,0002x - 6,2169 R² = 0,8576 y = -1,59ln(x) + 5,8112 R² = 0,6525 y= -0,0006x - 7,2713 R²= 0,7021 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 Error(%) Volumen acumulado (m3) M1 M2 M3 M4
- 20. Evolución del EMP: edad y volumen 1 2 6 1 2 1 1 1 4 6 1 1 2 1 2 3 4 1 2 -5 0 La dispersión de los errores aumenta con la edad Para una misma edad, el error aumenta con el volumen vs patrón consumo © Francesc Gavara - 2016 2 3 4 5 6 2 3 4 2 4 3 5 6 2 3 1 2 3 5 6 3 4 5 6 4 5 6 -25 -20 -15 -10 0 2 4 6 8 10 12 Error(%) Edad (años) Volumen acumulado 1: 0-1000 m3 2: 1000-2000 m3 3: 2000-3000 m3 4: 3000-4000 m3 5: 4000-5000 m3 6: 5000-6000 m3
- 21. Modelo combinado de degradación Ajuste mediante iteraciones de regresiones múltiples Errorglobal(%) -10 -5 0 © Francesc Gavara - 2016 Volumen (m3) Edad (años) Errorglobal(%) 0 3000 6000 9000 0 2 4 6 8 10 -20 -15 εglobal = (-0,34 · log(edad+1) ) + ( - 0,002 ·Vol + 1,69 · 10-7 ·Vol2 – 4,72)
- 22. Errores globales por modelo (6 años) Resultados -5,26-6 -4 -2 0 % © Francesc Gavara - 2016 Error global parque contadores joven: -7,8% -8,31 -6,40 -5,26 -10,73 -12 -10 -8 -6 M1 M2 M3 M4 %
- 23. Degradación por modelo (6 años) Velocidad vs Volumétricos -4,18-6 -4 -2 0 % © Francesc Gavara - 2016 Precisión: tolerancias muy estrechas sujetas a grandes y prematuros desgastes -5,01 -3,10 -4,18 -9,65 -12 -10 -8 -6 M1 M2 M3 M4 %
- 24. Degradación del error en contadores de agua Conclusiones • Depende fuertemente del modelo • Grandes variaciones Error medio ponderado • Velocidad: -0,72% • Volumétricos: -1,56% Degradación media anual © Francesc Gavara - 2016 • Velocidad: 1,3% • Volumétricos: 4,7% Defectuosos • Mayor problemática en contadores de velocidadSobrecontaje • Edad: excepto para un modelo, ha sido lineal • Volumen: depende directamente del modelo Tendencia degradación • Gran dificultad en conseguir contadores precisos a caudales bajos y a la vez robustos. Contador ideal
- 25. Análisis de la degradación del error global en contadores de agua Francesc J. Gavara Nuevos Retos en la Gestión de Contadores en los Abastecimientos Valencia, 18 de Octubre de 2016