REQUERIMIENTOS DE MEDICION DE FLUJO EN LA

1 XV SEMINARIO Y II ENCUENTRO Nacionales de Metrolog a y Normalizaci n Para la Industria y la Educaci n La Metrolog a de FLUJO de L quidos en M xico Dario Alejandro Loza Guerrero Centro Nacional de Metrolog a Km 4,5 Carretera a los Cu s Municipio del Marqu s 76900 Quer taro, M xico. e-mail Tel (4) 2 11 05 00,Fax (4) 2 11 05 00 ext 3776 RESUMEN Uno de los tipos de material m s com nmente medidos por la industria nacional son los fluidos en este proceso medidores de todos los tipos y tama os desempe an un papel indispensable. Los medidores de FLUJO se emplean en operaciones tan diversas, como son el control de procesos, balances de energ a, distribuci n, emisi n de contaminantes, metrolog a legal indicaci n de condici n y alarma, hasta lo que probablemente es la aplicaci n m s importante, la transferencia de custodia de fluidos como el petr leo y sus derivados.

2 La medici n de FLUJO de fluidos es un proceso complejo debido a que otras magnitudes tienen una influencia determinante en el comportamiento de los medidores de FLUJO , en algunos casos es afectado tambi n por instalaciones inadecuadas que producen distorsiones en el r gimen de FLUJO , v rtices y vibraci n. Es importante destacar que El Plan Nacional de desarrollo promueve abiertamente la adopci n de nuevas tecnolog as que requiera el pa s, fomentando la creaci n de tecnolog a propia. El sistema de medici n de FLUJO de l quidos establecido por el Centro Nacional de Metrolog a que ha sido declarado como Patr n Nacional para FLUJO de L quidos por el Gobierno Federal, establece una referencia para mejorar la exactitud y dar confiabilidad a las mediciones de FLUJO en nuestro pa s.

3 Este articulo describe brevemente este sistema de medici n, las t cnicas de calibraci n y los procedimientos empleados en la calibraci n de los tipos m s comunes de medidores de FLUJO de l quidos. Introducci n Los medidores de FLUJO han sido definidos en muchos casos como las cajas registradoras de una empresa o pa s, si esta caja registradora est mal calibrada, afecta sin duda la equidad de la transacci n de alguna de las partes interesadas, ll mese comprador, vendedor o recaudador de impuestos. Fig. 1 El Patr n Nacional de FLUJO deL quidos 2 Una de las principales metas del Gobierno Mexicano es la de incrementar la competitividad de la industria nacional a niveles internacionales, mediante el mejoramiento y control de la calidad de los productos y la modernizaci n de la industria asumiendo como prioridad la protecci n y restauraci n del medio ambiente, promoviendo los cambios en el r gimen de normalizaci n y el establecimiento del Centro Nacional de Metrolog a (CENAM).

4 El Plan Nacional de Desarrollo contempla como parte integral de una de sus l neas estrat gicas la innovaci n y adaptaci n tecnol gica. Por medio de centros de investigaci n y tecnolog a avanzada, y a trav s de nuevas experiencias del trabajo y en formas de asociaci n novedosas para la producci n; dedicando m s recursos donde somos m s eficientes, se promueve abiertamente la adopci n de las tecnolog as que m s convengan al pa s, fomentando la creaci n de tecnolog a propia. El Plan Nacional Desarrollo destaca tambi n que en ning n momento debe de perderse de vista que el destino final de estas acciones es elevar la calidad de vida de los mexicanos, el desarrollo del pa s y el respeto al medio ambiente. Sin duda, a pesar de la excelente calidad de los productos terminados producidos en M xico, nuestra econom a y desarrollo se sustenta en nuestros recursos naturales.

5 El petr leo es un recurso natural estrat gico cuya importancia no se limita a las esferas econ mica y energ tica. Hablar del petr leo y la industria petrolera nacional es sin nimo de energ a, materias primas, divisas, financiamiento, desarrollo y poder de negociaci n con otros pa ses del mundo. Problem tica La importancia del Patr n Nacional para FLUJO de L quidos puede valorarse debido a que las mediciones de FLUJO de fluidos son de vital importancia para industrias tales como la del petr leo, el ctrica (generaci n), alimentos, y bebidas, lechera, cervecera, farmac utica, petroqu mica, sider rgica, celulosa y papel, entre otras. En el balance energ tico nacional, los hidrocarburos aportan el 88,9 %1 de la energ a empleada en la actividad nacional.

6 Cabe 1 Balance Nacional de Energ a 1996 Publicaci n de la Secretaria de Energ a. mencionar que aproximadamente el 50 % de la producci n de crudo satisface las exigencias de energ a en el pa s, el restante 50 % se exporta. El petr leo origina tambi n industrias tales como la de productos petrol feros (gas licuado, gasolina, di fano, turbosina, diesel, combust leo, grasas, lubricantes y asfalto) y la industria petroqu mica para producir multitud de productos. La necesidad de regular la comercializaci n del petr leo crudo y sus derivados de acuerdo a las normas internacionales2 se lleva acabo con el objeto de asegurar la equidad en el intercambio y la satisfacci n entre compradores y vendedores. En aplicaciones industriales como el control de procesos donde la medici n del FLUJO del fluido tiene un alto impacto sobre la calidad del producto final, en los balances energ ticos de plantas para evaluar su eficiencia, en la cuantificaci n de la emisi n de contaminantes y en actividades de metrolog a legal que demandan la garant a de mediciones de buena exactitud en los sistemas de indicaci n o alarma, se encuentran siempre medidores de FLUJO de l quidos.

7 Aparte de los intereses comerciales de la industria del petr leo, el gobierno mexicano depende fuertemente de los ingresos petroleros v a los impuestos. En algunos casos, los impuestos son un elemento determinante en la conformaci n del precio de venta al p blico. Por ejemplo, para los combustibles automotores como la gasolina, el monto del impuesto especial a la producci n y servicios (IEPS) y el impuesto al valor agregado (IVA) entre otros, representa aproximadamente m s del 50% del precio pagado en una estaci n de servicio por los consumidores. Todos los sistemas de medici n utilizados para cuestiones fiscales o comerciales, deben de ajustarse a normas internacionales aceptadas por los organismos gubernamentales. Las normas de medici n de FLUJO de fluidos han sido desarrolladas a trav s de muchos a os y la revisi n para introducir nuevas tecnolog as es un proceso r gido y lento.

8 2 Estas normas incluyen las recomendaciones de La Organizaci n Internacional de Metrolog a Legal el Manual of Petroleum Measurement Standards publicado por el American Petroleum Institute (API), los reportes y normas del American Gas association (AGA), entre otras. 3 Por ejemplo, La oiml R 1173 considera a los siguientes elementos como indispensables en la constituci n de un sistema de medici n: elemento primario (sensor de FLUJO ) elemento secundario punto de transferencia circuito hidr ulico (incluye prueba del medidor en sitio) dispositivo de eliminaci n de gases filtro elemento de impulsi n (bomba o sistema elevado) dispositivos de regulaci n de FLUJO elementos auxiliares Los l mites de aplicaci n de un sistema de medici n est n dados por las caracter sticas de funcionamiento que deben observarse durante la operaci n de un sistema.

9 Cantidad m nima por medir, alcance de la medici n, la presi n m xima y la presi n m nima de trabajo, propiedades del fluido, temperatura m xima y m nima de trabajo, y los niveles de seguridad requeridos. Errores m ximos permisibles La tabla 1 muestra las clases de exactitud tomando en consideraci n la aplicaci n del sistema de medici n y las divide en cinco clases. En la tabla 2 la l nea A muestra los errores m ximos permisibles aplicables a sistemas de medici n completos, para todos los l quidos, todas las temperaturas y las presiones de los l quidos y los flujos a los que se utilizar el sistema sin llevar a cabo ning n ajuste durante las pruebas (referirse a oiml R 117). La Tabla 2 l nea B muestra los errores m ximos permisibles aplicables en una aprobaci n de modelo y/o verificaci n inicial del medidor de FLUJO (referirse a oiml R 117).

10 Tabla 1. Clases de Exactitud seg n oiml R 117 Clase Campo de aplicaci n 3 oiml (Organizaci n Internacional de Metrolog a Legal). La recomendaci n oiml R 117 Measuring systems other than water 0,3 Sistemas de medici n instalados en tuber as 0,5 Bombas de despacho de gasolina Sistemas de medici n instalados en auto-tanques Sistemas de medici n para leche Sistema de medici n para buque tanques. 1,0 Sistemas de medici n para gases licuados (diferentes a los gases licuados de petr leo, LPG), sujetos a presi n y a temperaturas mayores que -10 C Sistemas de medici n de LPG para carga de veh culos Sistemas de medici n clasificados como clase 0,3 0,5 bajo las siguientes condiciones: Con temperaturas menores que -10 C mayores que 50 C Con fluidos cuya viscosidad din mica sea mayor que 1 000 mPas Con FLUJO menor que 20 L/h 1,5 Sistemas de medici n para di xido de carbono licuado Sistemas de medici n para gases licuados (diferentes a los gases licuados de petr leo, LPG), sujetos a presi n y a temperaturas menores que 10 C 2,5 Sistemas de medici n para l quidos criog nicos Tabla 2.