Por: Fernando Eliseo Solares Zavala (Ciateq)
La medición de flujo de hidrocarburos en México está regida por las regulaciones de la Comisión Nacional de Hidrocarburos – CNH – en sus Lineamientos Técnicos en Materia de Medición de Hidrocarburos (LTMMH) emitidos en el año 2015 y de la Comisión Reguladora de Energía – CRE – en sus Disposiciones Administrativas de Carácter General (DACG) en Materia de Medición Aplicables a la Actividad de Transporte por Ducto de Hidrocarburos, Petrolíferos y Petroquímicos promulgadas el mismo año.
Ambos documentos están basados en normatividad internacional de American Gas Association (AGA), American Petroleum Institute (API) e International Standarization Organization (ISO) en sus respectivas normas aplicables. Los dos documentos de la CNH (Capítulo VI, Articulo 38) y la CRE (Sección D en adelante y especificado según el tipo de medidor utilizado) establecen los criterios para evaluar la incertidumbre de la medición y referencian, así mismo, la normatividad para estimar su valor.
El término de incertidumbre es usualmente definido de la manera como la terminología metrológica lo establece en la documentación oficial: parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza. Dicha definición, aunque totalmente válida, no es del todo clara para un usuario final. En ese sentido, un valor de caudal de gas natural usualmente se define por ejemplo como:
78 MMSCFD con una incertidumbre del 1.2% @ 95% de confianza
Lo anterior en términos de incertidumbre significa que el valor del caudal se encuentra entre 77.06 (78-1.2%) y 78.94 (78+1.2%) millones de pies cúbicos por día a condiciones estándar. No se sabe cuál es el valor real, pero se tiene la certidumbre que esta entre estos dos valores 95 de cada 100 veces que se realiza la medición de caudal.
Derivado de las disposiciones antes mencionadas, las empresas dedicadas a la medición estática o dinámica de gas o líquidos han estado implementado Sistemas de Gestión en Mediciones que les permite, entre otras cosas, dar cumplimiento en tener mediciones confiables dando trazabilidad y bajos niveles de incertidumbre a los resultados de los volúmenes reportados.
Ciateq, en su carácter de Centro Público de Investigación Conacyt, ha apoyado en el desarrollo de proyectos de diseño a implementar dichos Sistemas de Gestión de Mediciones (SGM), así como en estimar la incertidumbre de los Sistemas de Medición en estaciones de medición de Gas Natural, utilizando las mejores prácticas y basándose en los estándares internacionales.
Por un lado, los SGM desarrollados por Ciateq no solo brindan herramientas (procesos, procedimientos, formatos, indicadores y herramientas informáticas) para el cumplimiento de la regulación, si no que permiten optimizar los recursos (humanos y materiales) así como el reconocimiento, por parte de las diferentes áreas de estas empresas (u organismos), sobre la importancia de contar con mediciones confiables y el papel que desempeñan en el desarrollo de sus funciones para el logro de estos objetivos.
Por otro lado, los estimados de incertidumbre realizados por Ciateq para múltiples empresas del sector de hidrocarburos (tanto líquidos como en fase gas) han dotado de herramientas cuantitativas para la toma de decisiones.
A continuación, se muestra el ejemplo de un modelo matemático (para determinar el caudal volumétrico de gas natural con medidor tipo placa de orificio a condiciones de presión y temperatura estándar, respecto al AGA Reporte No. 3 Parte 3) y las componentes de incertidumbre que intervienen en el modelo de tal forma que se cuantifica el caudal medido con su respectiva incertidumbre.
Modelo matemático
Como se puede observar con el modelo matemático anterior, en los requerimientos regulatorios, la incertidumbre es quizá el concepto más importante debido a la trascendencia que se tiene de contar con un valor de medición confiable y lo más cercano al valor verdadero. Por lo mismo, este concepto es el más difícil de asimilar e interpretar en el campo de la medición en general ya que requiere de un amplio conocimiento de la medición que se está realizando, las magnitudes, los métodos y los fenómenos que influyen sobre la calidad del resultado.
Ciateq como parte de un estimado de incertidumbre, entrega su respectivo presupuesto (imagen posterior), que permite a los permisionarios u operadores, dimensionar la duda que tienen de su medición, además de establecer si se encuentran en apego a las regulaciones nacionales, también determinan cuál componente del sistema de medición presenta la principal contribución, lo que aporta información para enfocar los esfuerzos a reducir dicha contribución.
Si tomamos de ejemplo un presupuesto de incertidumbre (imagen anterior) se pueden observar los siguientes puntos:
· Se supera el valor del 1%, lo que ante una auditoria, puede indicar que el usuario podría hacerse acreedor a sanción o un llamado de atención del regulador.
· Se observa qué elementos están contribuyendo en la incertidumbre en mayor medida.
Con estos datos se pueden analizar las causas de no cumplir con los requerimientos regulatorios (y en su caso, los indicadores del SGM implementado), así como, observar los elementos del sistema que aportan en mayor proporción a dicho valor; esto ayuda a definir programas de acción como: mantenimiento, calibración, remplazo de equipos o requerimientos de actualización en la tecnología utilizada.
Es importante remarcar que una incertidumbre fuera de especificaciones supone un riesgo económico, ya que el valor medido probabilísticamente puede estar entre un intervalo amplio; es decir, para fines prácticos, quien hace entrega del gas natural (o el hidrocarburo en cuestión) puede estar midiendo un valor menor al que realmente es (convencionalmente verdadero).
Finalmente, no se debe considerar la incertidumbre únicamente como un requerimiento regulatorio o simplemente como un indicador de los sistemas de gestión de las mediciones: este valor proporciona información relevante del comportamiento de cada uno de los componentes que intervienen en la medición y de la certidumbre del resultado obtenido por estos. Es así como Ciateq ha aportado a lo largo de los años con este servicio tecnológico a la Industria de hidrocarburos, como parte fundamental de las evaluaciones, verificaciones y diagnósticos de los sistemas de medición a lo largo del país.
Autor
El maestro en ciencias Fernando Eliseo Solares Zavala es líder de Proyectos de Sistemas de Medición en el Centro de Tecnología Avanzada (Ciateq). Correo electrónico: fernando.solares@ciateq.mx
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