04 confirmación metrológica y la administración de los sistemas de medición de flujos de hidrocarburos(cenam)

Foro de Lineamientos de Medición
México 2012
Confirmación metrológica y la
administración de los sistemas de
medición de flujo de hidrocarburos.
Ing. Darío Alejandro Loza Guerrero
Centro Nacional de Metrología, México
Villahermosa, Tabasco.
CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA

México 2012
Contenido
 Introducción
 Antecedentes
 Confirmación metrológica
 Administración de los
sistemas de medición
 Conclusiones

México 2012
En el balance energético nacional, los
hidrocarburos continúan siendo la principal
fuente de energía producida en el país, con
una aportación el 90.5%. En 2010 la
producción de energía primaria totalizó
9 250.7 petajoules (PJ) .
La energía producida a partir de fuentes
renovables representó 6.2%, la energía
nuclear aportó 1.1% y el carbón mineral 2.2%.
México continuó siendo un exportador neto
de energía primaria, al exportar 2 868.7 PJ
en 2009. Prácticamente el total (99.9%)
correspondió a las exportaciones de petróleo
crudo.
1 PJ corresponde a 947.08 barriles de petróleo
crudo equivalentes
balance energético nacional
Balance Nacional de Energía 2010 -
Publicación de la Secretaria de Energía -
México.
Introducción

México 2012
Industria
Transporte y
Almacenamiento
Producción
Mercados
Internacionales
Distribución
Refinación
Ductos
Estaciones de servicio Mercado
Interno
Calidad de
los productos
La medición de fluidos está presente en todas las etapas de
transferencia en la industria del petróleo y del gas natural

México 2012
Sistemas tradicionales
“Nuevas tecnologías”
Medidores de
flujo másico tipo
Coriolis CMF.
La Industria del Petróleo utiliza diferentes tipos de medidores de flujo. La
elección del medidor de flujo de un sistema de medición se efectúa entre
este tipo de medidores en la industria del Petróleo.
Medidores ultrasónicos
de múltiples canales
(trayectorias), UFM.
Medidores de
flujo tipo
turbina
Medidores de flujo
de desplazamiento
positivo
Medidores de
flujo de presión
diferencial
Tecnologías existentes

México 2012
Se dice que:
“Los sistemas de medición de flujo son como las cajas registradoras de una
empresa o país, si esta caja registradora está mal calibrada, afecta sin duda
la equidad de la transacción de alguna de las partes interesadas, llámese
comprador, vendedor o recaudador de impuestos”.
Importancia de la medición del flujo de fluidos
Flujo de fluidos Flujo de dinero
Introducción

México 2012
7
Transferencia de petróleo crudo.
La producción promedio de México en el 2010 fue de:
• Producción crudo 2 576·103 barriles / diarios
• Costo mezcla mexicana promedio: 81.37 dólares por barril.
• Efecto de 0.1 % de un error sistemático del medidor.
*1 barril = 158. 987 3 L
año
dólares
32950776
1000
1
37.81365102576 3































barril
dólares
año
días
día
barriles
Introducción

México 2012
8
Antecedentes

México 2012
Antecedentes
Foto: Campo “Akal “- Cantarell
.
La ASM se fundamenta en
cuatro rubros generales:
•Metodología de las mediciones
•Herramientas estadísticas
•Competencia del personal
•Control documental.
uno de los objetivos del Plan Rector para la Medición de Hidrocarburos en PEP 2011-
2015, debe efectuarse una efectiva Administración de los Sistemas de Medición
(ASM), definiéndose ésta, como el conjunto de actividades que respaldadas con
herramientas estadísticas, conocimientos, características y requisitos metrológicos,
permiten ejercer el control de un sistema, aportando evidencia objetiva de la
confiabilidad de sus mediciones.

México 2012
Estrategia de medición actualEstablecer las directrices y
lineamientos para asegurar una
efectiva administración de los
sistemas de medición que
permitan sustentar objetivamente
la confiabilidad de las mediciones
ante nuestra empresa, nuestros
clientes y órganos fiscalizadores,
desde las instalaciones de
producción hasta los puntos de
entrega-recepción, traspaso y
despacho en PEP, aplicada por
personal capacitado, y
modernizar estos sistemas como
resultado de la aplicación de
diagnósticos metrológicos.
Antecedentes

México 2012
Objetivos del Plan Rector 2011-2015Para poder alcanzar los
objetivos del Plan Rector, se
debe llevar a cabo una
adecuada Administración de
los Sistemas de Medición
(ASM), que permita sustentar
metrológicamente la
confiabilidad de las
mediciones de flujo de
hidrocarburos de PEP:
ASM
Establecer
directrices y
estrategias
Desarrollar
la cultura
metrológica en
todo el
personal de
PEP
Efectuar el
diagnóstico de los
principales sistemas
de medición de flujo
de hidrocarburos en
PEP
Antecedentes

México 2012
Directrices y responsabilidades
Compromiso de la Alta Dirección de PEP, para brindar
los recursos necesarios para que las entidades
involucradas den cumplimiento al PRM, instruyéndoles la
designación a tiempo completo del personal encargado
de las mediciones de hidrocarburos.
La Dirección General asigna el liderazgo de la medición
a la SDC, para que ésta emita las políticas rectoras y
directrices enfocadas a la confiabilidad y optimización de
los sistemas de medición.
También instruye a la SDC y las Subdirecciones
Regionales, para que sus respectivas GTDH y Activos
Integrales proporcionen o gestionen los recursos
necesarios para la consecución de las actividades
previstas o derivadas de este PRM.
El personal encargado de los sistemas de medición en
las instalaciones operativas, informará a sus superiores
inmediatos de los requerimientos que le permitan
realizar las actividades previstas en este PRM para
administrar los sistemas de medición y demostrar con
evidencias la confiabilidad de sus mediciones.
13 de febrero de 2012
Antecedentes

México 2012
Conscientes de que el sustento de la confiabilidad de las mediciones es a través de una
administración efectiva de los sistemas de medición y que ésta se logra mediante la actuación de
personal competente y diestro en el manejo de herramientas y equipos para diagnosticar los
sistemas, el PRM prevé como parte de su estrategia la siguiente secuencia:
Competencia del personal
•Dimensionar el
universo personal a
capacitar (CENSOS).
•Detectar las brechas en
el conocimiento
metrológico.
Requerimientos de
Capacitación
• Diseñar el contenido y
programa de
capacitación.
•Desarrollar un
programa de
capacitación continua.
Estrategia de
capacitación
•Administrar
efectivamente un
sistema de medición.
•Realizar los
diagnósticos de
medición
Sustento de la
Confiabilidad de las
Mediciones
Antecedentes

México 2012
Diagnóstico de medición
Implementar un programa de diagnósticos de medición a los sistemas empleados para la
cuantificación del volumen.
Los diagnósticos de medición, se realizarán a través del Grupo de Medición de PEP y de los
especialistas de alto desempeño.
El resultado del diagnóstico será remitido a la GO, quien dará parte a la Gerencia solicitante
para aplicar las mejoras resultantes.
El diagnóstico de medición: permite identificar las mejoras aplicables para asegurar la confiabilidad de los sistemas de medición de
hidrocarburos en PEP.
Un diagnóstico de medición, persigue mostrar objetivamente
el estado actual de la ASM :
o La concordancia con un marco normativo , el uso
adecuado de las metodologías aplicables y de
los requerimientos metrológicos
o El uso adecuado de herramientas estadísticas
o La competencia del personal involucrado
o Los expedientes de medición

México 2012
Tomando en consideración los campos de aplicación, los sistemas de medición
pueden clasificarse en cuatro clases de exactitud de acuerdo a la Tabla 1 de OIML R
117-1.
Clase Tipo de sistema de medición
0.3 Sistemas de medición instalados en tuberías
(con excepción de Los dados para las clases de exactitud 1.0 y 1.5)
Bombas de despacho de gasolina
Sistemas de medición instalados en auto-tanques para líquidos de
0.5 baja viscosidad
Sistemas para la descarga de barcos, auto-tanques y carro tanques
Sistemas de medición para leche, cerveza y otros líquidos espumosos.
Sistemas de medición para carga de barcos
Sistemas de medición para llenado de combustible en aeronaves
Tabla 2. Clases de Exactitud OIML R 117-1 Dynamic measuring systems for liquids
other than water, Part 1: Metrological and technical requirements. 2007.

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Clase Tipo de sistema de medición
Sistemas de medición para gases licuados, sujetos a presión y a
temperaturas mayores que -10 °C
Sistemas de medición de LPG para carga de vehículos
1.0 Sistemas de medición:
- con fluidos cuya viscosidad dinámica sea mayor que
1 000 mPa s
- con flujo menor que 20 l/h o 20 kg/min
Sistemas de medición para dióxido de carbón licuado
1.5 Sistemas de medición para gases licuados (diferentes a los
sistemas de medición de LPG para carga de vehículos),
sujetos a presión y a temperaturas menores que -10 ° C
Clases de Exactitud OIML R 117-1

México 2012
Los límites del máximo error máximo permisible, positivos o negativos,
para volumen o masa mayores que 2 L (2 kg) se especifican en la
siguiente tabla. Tabla 2 – OIMR 117-1.
Clases de Exactitud
Línea 0.3 0.5 1.0 1.5
A 0.3 % 0.5 % 1.0 % 1.5 %
B 0.2 % 0.3 % 0.6 % 1.0 %
C
(igual a
A – B)
0.1 % 0.2 % 0.3 % 0.5 %
Clases de Exactitud OIML R 117-1

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Borrador
Normas
1998 2002 2004 2007 2009
Report 9
ISO/TR
12765
MPMS 5.8
Report 9 ISO
17089-1
Por ejemplo:
AGA 9- Tiempo de Transito
+ de 2 Trayectorias (Path)
Las normas de medición de flujo de
fluidos han sido desarrolladas a través
de muchos años y la revisión para
introducir nuevas tecnologías es un
proceso rígido y lento.

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REFERENCIAS
APLICABLES
1980 1984 1989 1993 1996 2002 2006 2011
Report 7 Report 7 Report 7Report 7
9951
R32
R6
12261
R137-1 R137-
1&2

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Requisitos de Desempeño
Referencias Vigentes
Nuevo Nuevo
U Repetibilidad Linealidad
Qmin≤Q<Qt Qt≤Q≤Qmax
ISO 9951 ± 2% ± 1% ISO 5168 No Especifica No Especifica
EN 12261: 2002 ± 2% ± 1%
<1/3 EMP
ISO GUM
0,2% de
0,25Qmax a Qmax
0,25Qma
x a Qmax
≤ 4 bar > 4 bar
DN≤ 100 1,0% 0,5%
DN> 100 1,0% 0,3%
AGA 7:2006 ± 1,5 % ± 1% No Especifica
0,2% de
Qmin a Qmax
1% para Q> Qt
OIML R137-
1:2006
CL 0.5 ± 1% ± 0,5% <1/5 EMP
Evaluación
<1/3 EMP
verificación
Especifica
reproducibilida
d ≤0,15 EMP
Qt a Qmax
WME < ±0,2%
CL 1.0 ± 2% ± 1% WME < ±0,4%
CL 1.5 ± 3% ± 1,5% WME < ±0,6%

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Confirmación metrológica
SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES
Conjunto de elementos interrelacionados, o que interactúan,
necesarios para lograr la confirmación metrológica y el control
continuo de los procesos de medición.

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Conjunto de operaciones para asegurar
que el equipo de medición está conforme a
los requisitos del uso pretendido.
Características de los instrumentos de medición

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PROCESO DE CONTROL
METROLÓGICO
La ISO 10012 establece que:
«Un proceso de confirmación, tiene dos estradas:
• Los Requisitos Metrológicos del Cliente (RMC)
• Las Características Metrológicas del Equipo de Medición
(CMEM)
Y un solo resultado: el estado de Confirmación del equipo
de medición

México 2012
PROCESO DE CONFIRMACIÓN
METROLÓGICA
Calibración Verificación
Decisiones/
Acciones
Patrón
Procedimiento de
Calibración
Información
sobre el
proceso de
medición Equipo
ajustado
o reparado
Equipo de
Medición
• Características
Metrológicas de
los Equipos de
Medición
(CMEM)
• Incertidumbre
• Corrección
• Estado de
Calibración
Requisitos
Metrológicos del
Cliente (RMC)
Equipo No Cumple
con las RMC
Equipo en
adecuado
estado de
Confirmació
n
Confirmación Metrológica
Esta estrategia busca asegurar que los equipos y
procesos de medición sean adecuados para su uso
previsto, de manera que sea posible cumplir con
los objetivos de calidad estipulados.

México 2012
Calibro: Relaciono las lecturas del medidor con las del
patrón y uso los resultados apropiadamente.
Ajusto: Logro el funcionamiento
adecuado.
Verifico: Aporto evidencia objetivamente
del cumplimiento de requisitos.
Confirmo: Aseguro objetivamente el
cumplimiento de requisitos particulares
para un uso específico propuesto.
Proceso de confirmación metrológica

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VERIFICACIÓN
‘Aportación de evidencia objetiva de que un elemento
satisface los requisitos especificados’.
AJUSTE
‘Conjunto de operaciones realizadas sobre un sistema de
medida para que proporcione indicaciones prescritas,
correspondientes a valores dados de la magnitud a
medir’.
4
6
32
7
5
1
0
8

México 2012
CALIBRACIÓN
‘Operación que bajo condiciones especificadas establece,
en una primera etapa, una relación entre los valores y
sus incertidumbres de medida, y las correspondientes
indicaciones con sus incertidumbres asociadas y,
en una segunda etapa, utiliza esta información para
establecer una relación que permita obtener un resultado
de medida a partir de una indicación’’.
Nota : ‘Conviene no confundir la calibración con el ajuste de
un sistema de medida, a menudo llamado incorrectamente
“autocalibración”, ni con una verificación de la calibración.

México 2012
Usuario del
medidor
Laboratorio de
calibración

México 2012
Al fin de cuentas, ¿Qué es una calibración?
Aunque aparentemente básico y de uso trivial, debemos
comprender claramente el significado de la actividad metrológica
nombrada como calibración y sus consecuencias...
De acuerdo con el VIM (2008), el término
calibración se define como
operación que bajo condiciones especificadas
establece, en una primera etapa, una relación
entre los valores y sus incertidumbres de
medida asociadas obtenidas a partir de los
patrones de medida, y las correspondientes
indicaciones con sus incertidumbres asociadas
y, en una segunda etapa, utiliza esta
información para establecer una relación que
permita obtener un resultado de medida a
partir de una indicación.

México 2012
En este sentido, la definición anterior es clara
en relación con las condiciones especificadas.
De hecho, normalmente, los medidores de flujo
son calibrados en un laboratorio acreditado por
un organismo de acreditación oficial, en base a
los requisitos de la ISO/IEC 17025, y teniendo
en cuenta, entre otros, los siguientes factores:
 Las condiciones del laboratorio y del proceso de calibración son
controladas,
 Los patrones de medición de la magnitud están certificados y tienen
incertidumbres de medición adecuadas y evaluadas para tales
condiciones,
 La instrumentación secundaria utilizada para medir los parámetros
del proceso está adecuadamente calibrada,
 Se usan tramos rectos de tubería largos aguas arriba y aguas abajo
del medidor bajo calibración,
Calibración de Medidor de Flujo en
Laboratorio

México 2012
 Los flujos del fluido en las entradas del patrón y del medidor bajo
calibración están completamente desarrollados, acondicionados
y ocurren en régimen permanente,
 El fluido de calibración es estable, conocido y sus propiedades
son medidas y calculadas,
 El modelo matemático de la calibración es validado y representa
correctamente el modelo físico,
 Los algoritmos de cálculo utilizados en el procesamiento de los
datos están debidamente validados,
 La mano de obra responsable por la ejecución de la calibración
es calificada y entrenada,
 Hay un sistema de aseguramiento de calidad que garantiza el
proceso de calibración en su conjunto.
Laboratorio

México 2012
Una vez cumplido con los requisitos anteriores, el resultado de este
proceso de calibración es un medidor calibrado con un certificado de
calibración que presenta, de nuevo, según la definición dada por el
VIM, una relación entre los valores y sus incertidumbres de
medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y
las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres
asociadas.
Laboratorio
Resultado: medidor calibrado con un certificado de
calibración!

México 2012
Sin embargo, los resultados e incertidumbres asociadas son
válidas sólo para las condiciones de calibración...
Laboratorio

México 2012
Y, ¿Qué ocurre después de la calibración?
Después de la calibración, el medidor vuelve del laboratorio al local
original de operación, es re-instalado y comienza la operación para
medir el flujo o una cantidad total de un producto…
O sea, este sería el segundo paso de la definición del término
calibración dada por el VIM, donde el operador del medidor utiliza la
información de la relación entre los valores y sus incertidumbres
de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de
medida, y las correspondientes indicaciones con sus
incertidumbres asociadas para, a continuación, establecer una
relación que permita obtener un resultado de medida a partir de

México 2012
Y, ¿Qué ocurre después de la calibración?
Pero, en este momento, por regla
general, se inicia un problema:
Y así continúa a confiar en los resultados proporcionados por el medidor
durante un largo período, hasta la calibración siguiente.
el usuario del medidor tiende a creer
firmemente que su medidor está calibrado
y los resultados de la calibración son
aplicables a sus condiciones de operación.
Sin embargo, el usuario puede estar siendo inducido a cometer una
serie de errores involuntarios, obteniendo resultados de medición que
están lejos de seren los correctos.

México 2012
Cuestionamientos ...
Antes de confiar en los resultados de las mediciones realizadas con el
medidor de flujo calibrado, deberíamos ser capazes de responder
positivamente a las siguientes preguntas:
 ¿El medidor de flujo utilizado es adecuado a la aplicación?
 ¿La configuración física de la instalación de operación es la
misma que se utilizó para la calibración del medidor en el
laboratorio?

México 2012
 ¿La configuración física de la instalación de operación es la
misma que se utilizó para la calibración del medidor en el
laboratorio?
Configuración física de la instalación…

México 2012
Administración de los sistemas
de medición

México 2012

México 2012
• Confirmación metrológica de los sistemas de medición
• Cuidados para garantizar la trazabilidad
• Calibración
• Ajustes
• Verificación
• Confirmación
• Mantenimiento
• Monitoreo del sistema de medición
• Cartas de control
• Mantenimiento
• Capacitación del personal
• Etc.
El personal encargado de los sistemas de medición, debe dar cabal cumplimiento
a la confirmación metrológica y llevar un registro de sus resultados.

México 2012
6. ADMINISTRACIÓN DEL
MANTENIMIENTO

México 2012
El mantenimiento es una aplicación de la
ingeniería para obtener la máxima utilidad y
disponibilidad del equipo e instrumentos,
alta fiabilidad y seguridad, dentro de un
marco económico en una empresa.
 Seguro
 Eficiente
 Económico
¿Qué es el Mantenimiento?

México 2012
Objetivos
Conservar en condiciones de
funcionamiento seguro, eficiente y
confiable las propiedades de la
institución para no demorar ni
interrumpir sus servicios.
Contribuir con los medios disponibles
para obtener lo más bajo posible el
costo de operación de las propiedades
de la institución.

México 2012
Funciones y Responsabilidades
Organizacionales
• Selección, capacitación y desarrollo de
su personal.
• Planeación y programación de labores
de mantenimiento.
• Programación y relevación de equipo e
instrumentos para labores de
mantenimiento.
• Revisión, reparación y conservación de
recursos productivos.

México 2012
Exponer Defectos Escondidos y
Prevenir Fallas
F A L L A S
Una falla es la
punta del iceberg
Desgaste, juego, fugas, polvo,
suciedad, ruidos, corrosión,
deformación, grietas, tornillos
flojos, sobrecalentamiento etc.
Defectos
Escondidos
Administración típica
del mantenimiento
Administración del mantenimiento.

México 2012
www.cenam.mx
¡Gracias por su atención!
…..nada mas grande ni más sublime ha salido de las manos
del hombre que el Sistema Métrico Decimal. Henry Antoine
de Lavoisier

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