Trabajo De Grado.docx

ÍNDICE DE CONTENIDO Pág. CAPÍTULO I: GENERALIDADES ................................................................................ 1 1.1

ANTECEDENTES ......................................................................................... 1

1.2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................... 2

1.2.1

Identificación del Problema........................................................................... 2

1.2.2

Formulación del Problema. ........................................................................... 2

1.2.3

Análisis Causa – Efecto ................................................................................ 3

1.3

OBJETIVOS .................................................................................................. 4

1.3.1

Objetivo General........................................................................................... 4

1.3.2

Objetivos Específicos ................................................................................... 4

1.4

JUSTIFICACIÓN ........................................................................................... 5

1.4.1

Justificación Técnica .................................................................................... 5

1.4.2

Justificación Personal ................................................................................... 5

1.4.3

Justificación Económica ............................................................................... 5

1.5

ALCANCE ..................................................................................................... 6

1.5.1

Alcance Temático ......................................................................................... 6

1.5.2

Alcance Geográfico ...................................................................................... 6

1.5.3

Alcance Temporal......................................................................................... 7

I

1.6

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ................................................................... 8

1.7

MARCO METODOLÓGICO .......................................................................... 9

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ............................................................................. 10 2.1

MEDICIÓN .................................................................................................. 10

2.1.1

La metrología. ............................................................................................. 10

2.1.2

Clasificación de la metrología ..................................................................... 11

2.1.2.1 Metrología científica. ................................................................................... 11 2.1.2.2 Metrología industrial o aplicada. ................................................................. 11 2.1.2.3 Metrología legal........................................................................................... 12 2.1.2.4 Metrología química...................................................................................... 12 2.1.3

Metrología dimensional. ............................................................................. 12

2.1.4

Definición de calibración. ............................................................................ 12

2.1.5

Importancia de la calibración. ..................................................................... 13

2.2

EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) ............................................... 14

2.3

ERROR ....................................................................................................... 17

2.3.1

Errores sistemáticos ................................................................................... 17

2.3.2

Errores accidentales ................................................................................... 17

2.3.3

Error relativo ............................................................................................... 18

2.3.3.1 Error porcentual .......................................................................................... 18 II

2.3.3.2 Error con respecto a un valor nominal ........................................................ 19 2.4

SISTEMA DE GESTIÓN.............................................................................. 19

2.4.1

Etapa de la formación de idea .................................................................... 20

2.4.2

Etapa de Planificación ................................................................................ 20

2.4.3

Etapa de Implementación (Gestión) ........................................................... 20

2.4.4

Etapa de Control......................................................................................... 21

2.5

ISO 10012:2003 SISTEMA DE GESTION DE LAS MEDICIONES .............. 21

2.5.1

Objeto y campo de aplicación..................................................................... 23

2.5.2

Requisitos generales .................................................................................. 23

2.5.3

Responsabilidad de la dirección ................................................................ 24

2.5.3.1 Función Metrológica .................................................................................... 24 2.5.3.2 Enfoque del cliente...................................................................................... 24 2.5.3.3 Objetivos de la calidad ................................................................................ 25 2.5.3.4 Revisión por la dirección ............................................................................. 25 2.5.4

Gestión de los recursos .............................................................................. 26

2.5.5

Confirmación metrológica y realización de los procesos de medición ........ 27

2.5.6

Análisis y mejora del sistema de gestión de las mediciones ...................... 28

2.6

TRANSFERENCIA DE CUSTODIA ............................................................. 29

2.6.1

Medición en la transferencia de custodia ................................................... 30 III

2.7

MEDICIÓN DE FLUJO DE GAS NATURAL ................................................. 30

2.7.1

Medidores de flujo ...................................................................................... 32

2.7.2

Criterios para la Selección de Medidores de Flujo ..................................... 33

2.7.1

Elementos primarios: Placa orificio ............................................................. 33

2.7.1.1 Principio de funcionamiento ........................................................................ 35 2.7.1.2 Principales Características de la placa de orificio ....................................... 36 2.7.1.3 Componentes .............................................................................................. 36 2.7.1.4 Principio de medición y mensurando .......................................................... 42 2.7.1.5 Fuentes de incertidumbre ........................................................................... 45 2.7.1.6 Expresión de una medida ........................................................................... 48 2.7.2

Instrumentos secundarios y terciarios empleados en la medición de flujo de

gas

……………………………………………………………………………………..52

2.7.2.1 Registrador Mecánico ................................................................................. 52 2.8

ANÁLISIS FUNCIONAL DE OPERATIVIDAD (HAZOP) .............................. 56

CAPÍTULO III: MARCO PRÁCTICO ......................................................................... 60 3.1

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL CAMPO YAPACANI ................................. 60

3.1.1

Composición del Gas Natural ..................................................................... 61

3.1.2

Especificaciones del Gas de Venta ............................................................ 62

3.1.3

Condiciones de Sitio ................................................................................... 63

IV

3.2

GESTION DE CALIDAD DEL CAMPO YAPACANI ..................................... 64

3.3

PRINCIPALES ACTIVIDADES DESARROLLADAS.................................... 65

3.3.1

Cooperación y esquema de trabajo ............................................................ 66

3.3.2

Diagnóstico y plan de implementación ....................................................... 66

3.3.2.1 Herramientas usadas y contenido ............................................................... 66 3.3.3

Productos generados ................................................................................. 67

3.3.3.1 Determinación de las condiciones iniciales ................................................. 67 3.3.3.2 Elementos para el diagnóstico. ................................................................... 69 3.3.3.3 Criterios de medición usados ...................................................................... 70 3.3.3.4 Estado inicial del sistema de gestión de las mediciones ............................. 71 3.3.3.5 Plan estratégico de implementación ........................................................... 75 3.3.4

Diseño y documentación del sistema de gestión de las mediciones .......... 75

3.3.4.1 Herramientas usadas y contenido ............................................................... 75 3.3.5

Productos generados ................................................................................. 76

3.3.5.1 Determinación de las condiciones iniciales ................................................. 76 3.3.5.2 Documentos revisados................................................................................ 77 3.3.6

Nuevos documentos ................................................................................... 84

3.3.7

Diseño y documentación del sistema de gestión de las mediciones .....Error!

Bookmark not defined.

V

3.3.8

Descripción y Cálculo de la incertidumbre ..... Error! Bookmark not defined.

3.3.8.1 Descripción del Puente de medición .............. Error! Bookmark not defined. 3.3.8.2 Calculo de la incertidumbre ............................ Error! Bookmark not defined. 3.3.8.3 Diagnóstico de resultados .............................. Error! Bookmark not defined. CAPITULO 4. ANÁLISIS DE VIABILIDAD ............................................................. 101 4.1

VIABILIDAD TÉCNICA .............................................................................. 101

4.2

EVALUACIÓN ECONÓMICA .................................................................... 106

CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................... 115 5.1

CONCLUSIONES ..................................................................................... 115

5.2

RECOMENDACIONES ............................................................................. 118

VI

ÍNDICE DE FIGURAS Pág. FIGURA 1: MATRIZ CAUSA-EFECTO ....................................................................... 3 FIGURA 2: UBICACIÓN CAMPO YAPACANI ............................................................. 7 FIGURA 3: ESQUEMA DE GESTIÓN ....................................................................... 20 FIGURA 4: MODELO DE SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES ............. 22 FIGURA 5: SECUENCIA E INTERACCIÓN ENTRE LOS PROCESOS DE CONFIRMACIÓN METROLÓGICA Y DE MEDICIÓN ............................................... 27 FIGURA 6: RED DE NEGOCIO Y MANEJO DE GAS Y PETROLEO ....................... 31 FIGURA 7: MEDIDOR DE PLACA DE ORIFICIO ..................................................... 34 FIGURA 8: MEDIDOR DE ORIFIC (INSTALADO EN UN PUENTE DE MEDICIÓN) 34 FIGURA 9: PLACA ORIFICIO CONCENTRICA ........................................................ 37 FIGURA 10: TIPOS DE PORTA PLACA ................................................................... 38 FIGURA 11: ENDEREZADORES DE FLUJO ........................................................... 39 FIGURA 12: PATRÓN DE FLUJO............................................................................. 40 FIGURA 13: TOMAS DE PRESIÓN EN LA BRIDA ................................................... 41 FIGURA 14: TOMAS DE PRESIÓN EN LA TUBERÍA .............................................. 41 FIGURA 15: TOMAS DE PRESIÓN EN PLACAS DE ORIFICIO .............................. 44 FIGURA 16: INTERVALO DE CONFIANZA .............................................................. 49 FIGURA 17: REGISTRADOR MECÁNICO BARTON ............................................... 52 FIGURA 18: TRANSMISOR DE TEMPERATURA INSTALADO ............................... 54 FIGURA 19: MEDIDOR DE FLUJO ELÉCTRICO INSTALADO ................................ 55 FIGURA 20: UBICACIÓN CAMPO YAPACANI ......................................................... 61 FIGURA 21: PLAN SECUENCIAL DE DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES ....... 67 FIGURA 22: ESQUEMA DE UN BRAZO DE MEDICIÓN PARA UNA PLACA DE ORIFICIO .................................................................................................................. 68 FIGURA 23: BRAZO DE MEDICIÓN PARA UNA PLACA DE ORIFICIO .................. 69

VII

FIGURA 24: ACTIVIDADES PREVISTA PARA EL DESARROLLO DE LA ETAPA E2. .................................................................................................................................. 76 FIGURA 25: DISEÑO DE UN SISTEMA DE GESTION DE LAS MEDICIONES ISO 10012 ........................................................................................................................ 76 FIGURA 26: TIPOS DE DOCUMENTOS QUE SON PARTE DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES ............................................................................. 77 FIGURA 27 ACTIVIDADES PREVISTA PARA EL DESARROLLO DE LA ETAPA E3. .................................................................................................................................. 85 FIGURA

28:

PRINCIPALES

ACTIVIDADES

DEL

PLAN

PARA

LA

PRE-

CERTIFICACIÓN ...................................................................................................... 86 FIGURA 29: ACTIVIDADES. DE LA ETAPA 1 DEL PLAN DE PRE-CERTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 89 FIGURA 30: REQUISITOS METROLÓGICOS DE EQUIPOS Y PROCESO DE MEDICIÓN ................................................................................................................ 90 FIGURA 31: ACTIVIDADES DE LA ETAPA 2 DEL PLAN DE PRE-CERTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 90 FIGURA 32: ACTIVIDADES DE LA ETAPA 3 DEL PLAN DE PRE-CERTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 91 FIGURA 33: ACTIVIDADE PREVIAS PARA EL DESARROLLO DE LA ETAPA E4 . 96

VIII

INDICE DE TABLAS Pág. TABLA 1: DESARROLLO DE OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................... 8 TABLA 2 UNIDADES BÁSICAS DEL SI .................................................................... 14 TABLA 3 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BÁSICAS DEL SI............................ 15 TABLA 4 EJEMPLOS DE UNIDADES DERIVADAS EXPRESADAS EN TÉRMINOS DE LAS UNIDADES BÁSICAS DEL SI. .................................................................... 16 TABLA 5 UNIDADES DERIVADAS DEL SI CON NOMBRE Y SÍMBOLOS ESPECIALES. ........................................................................................................... 16 TABLA 6 DISTRIBUCIÓN DE LA T DE STUDENT ................................................... 51 TABLA 7: COMPOSICION DE ENTRADA DEL GAS NATURAL .............................. 61 TABLA 8: ESPECIFICACIONES GAS DE VENTA .................................................... 62 TABLA 9: CONDICIONES AMBIENTALES PLANTA YAPACANÍ ............................. 63 TABLA 10: DESARROLLO DEL DISEÑO DE GESTION DE LA MEDICION ............ 65 TABLA 11: ACTIVIDAD Y COOPERACIÓN .............................................................. 66 TABLA 12: DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA ................................. 67 TABLA 13: ELEMENTOS USADOS PARA REALIZAR EL DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES ...................................................... 70 TABLA 14: CRITERIOS DE VALORACIÓN DE LOS ASPECTOS EVALUADOS ..... 71 TABLA 15: ESTADO DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS USADOS PARA EL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES ...................................................... 72 TABLA 16: RESULTADO DE LA REVISIÓN DE LOS DOCUMENTOS .................... 78 TABLA 17: DATOS PARA EL CALCULO DE LA PLACA DE ORIFICIO .................. 79 TABLA 18: DATOS PARA EL CALCULO DE PLACA DE ORIFICIO ........................ 80 TABLA 19 DISTRIBUCIÓN DE LA T DE STUDENT ................................................. 82 TABLA 20 CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS ................. 84 TABLA 21: NUEVOS DOCUMENTOS ELABORADOS ............................................ 84 IX

TABLA 22: DATOS DE EVALUACIÓN PARA DIAGRAMA DE PARETO DE CONSECUENCIAS ................................................................................................... 87 TABLA 23: DATOS DE EVALUACIÓN PARA DIAGRAMA DE PARETO DE EVENTOS/RIESGOS ................................................................................................ 88 TABLA 24: RESUMEN DEL DISEÑO DEL PLAN PARA LA "CERTIFICACIÓN DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES EN YPFB ANDINA" ...................... 95 TABLA 25: ESTRUCTURA Y DATOS TÉCNICOS DE LAS CAPACITACIONES ..... 97 TABLA 26: CALCULO DEL ERROR DEL PUENTE DE MEDICIÓN DEL CAMPO YAPACANI ................................................................... Error! Bookmark not defined. TABLA 27: EGRESOS POR LA PRODUCCIÓN DE GAS NATURAL ..................... 106 TABLA 28: PODER CALORÍFICO DEL GAS CONDENSADO DEL RESERVORIO PETACA .................................................................................................................. 107 TABLA 29: FLUJO DE CAJA SIN LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (PRIMERA PARTE) ................................................................................................. 108 TABLA 30: FLUJO DE CAJA SIN LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (SEGUNDA PARTE) ............................................................................................... 109 TABLA 31: FLUJO DE CAJA CON LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (PRIMERA PARTE) ................................................................................................. 111 TABLA 32: FLUJO DE CAJA CON LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (SEGUNDA PARTE) ............................................................................................... 112 TABLA 33: RESUMEN DE LA EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PRODUCCIÓN DE GAS ......................................................................................................................... 114

X

INDICE DE GRAFICAS Pág.

GRAFICA 1: ESTADO DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS USADOS PARA EL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES ...................................................... 74 GRAFICA 2: NIVEL DE CUMPLIMIENTO DE CADA UNO DE LOS REQUISITOS DE ISO 10012 ................................................................................................................. 74 GRAFICA 3: DIAGRAMA DE PARETO DE CONSECUENCIAS ............................... 87 GRAFICA 4: DIAGRAMA DE PARETO DE EVENTOS/RIESGOS ........................... 88

XI

CAPÍTULO I: GENERALIDADES 1.1

ANTECEDENTES

El flujo de fluidos económicamente importantes (agua, gas natural, petróleo y derivados como la gasolina, diesel, etc.) ocurre a través de tuberías. Por tanto, la medición del caudal permite controlar procesos de producción de petróleo, gas natural y otros, así como procesos industriales; asimismo, representa una garantía de la calidad, confiabilidad y seguridad en la comercialización y de protección de los derechos del vendedor y del comprador, en los casos de medición fiscal y de transferencia de custodia. Es conocido ya el concepto de que la fiscalización es la “caja registradora” en la industria de los hidrocarburos. Es decir, a través de la fiscalización de hidrocarburos se pueden conocer los volúmenes que serán comercializados, sujetos a regalías o retribución y transportados de un lugar a otro. YPFB ha hecho uso de tecnologías de medición cada vez más modernas en sus procesos de medición durante las operaciones de transferencia de custodia de petróleo y gas natural tratando de eliminar o reducir el error humano, a fin de obtener mayor precisión en las mediciones para reducir los costos y trasmitir datos a control remoto en tiempo real, pocos esfuerzos se han realizado para la identificación de los factores que pueden afectar estas mediciones. En Bolivia en la gestión 2015, como antecedente de la adquisición de un sistema de gestión, fueron de las empresas GTB (Gas TransBoliviano S.A) que en noviembre una auditoría externa recertificó las normas ISO 10012 y OHSAS 18001 y mantuvo la certificación para las normas ISO 9001 e ISO 14001.

A finales del 2016 YPFB

Transporte S.A. logra la certificación emitidas por AFNOR e IBNORCA, conforme a las normas internacionales ISO 9001, ISO 14001 y OSHAS 18001. También se otorgó la certificación de la ISO 10012, que asegura que el equipo y los procesos de medición sean adecuados para su uso previsto.

1

1.2 1.2.1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Identificación del Problema

Actualmente, en las mediciones de flujo de gas natural no se reportan las incertidumbres por lo que los resultados no son comparables entre mediciones realizadas con el mismo instrumento, con patrones de referencia y otros instrumentos similares. Por tanto, en la medida que a cualquiera de los actores que actúa en el Punto de Fiscalización (vendedor, comprador o Estado) le interesa una mejor precisión cualesquiera que sean las razones: incumplimiento de regulación, mejora en la determinación de regalías, y otros, es que debe realizarse esta estimación. El campo Yapacaní es el yacimiento más importante en cuanto a producción de YPFB Andina, además de tener campos próximos como Boquerón y Patujú lo cual convierte a éste campo como el centro de operaciones de atención al Área Norte. Ubicado en la provincia de Ichilo del Departamento de Santa Cruz, produce gas un gas amargo (contenido de CO2 del 8%). 1.2.2

Formulación del Problema.

¿De qué manera podrá mejorar la transferencia de custodia con el sistema de gestión de mediciones para el campo Yapacaní?

2

1.2.3

Análisis Causa – Efecto FIGURA 1: MATRIZ CAUSA-EFECTO

Fuente: Elaboración propia

3

1.3

OBJETIVOS

1.3.1

Objetivo General

Proponer un sistema de gestión para la certificación de la norma ISO 10012 aplicado al puente de medición de transferencia de custodia del campo Yapacaní. 1.3.2

Objetivos Específicos



Recolectar datos generales de los puentes de medición del Campo Yapacaní



Proponer un sistema de gestión de medición al campo Yapacaní



Especificar las responsabilidades de la dirección y gestión de recursos



Especificar los procedimientos técnicos para la calibración de equipos

4

1.4 1.4.1

JUSTIFICACIÓN Justificación Técnica

La relevancia del presente trabajo de grado se encuentra en los métodos utilizados para el sistema de gestiones de las mediciones que permita alcanzar los objetivos de la calidad del producto y manejar el riesgo de obtener resultados de medición incorrectos. 1.4.2

Justificación Personal

El proyecto dará la oportunidad de realizar un estudio importante y de analizar la posibilidad de implementación de las normas para un sistema eficaz de las mediciones para alcanzar los objetivos de la calidad del producto y gestionar los riesgos. 1.4.3

Justificación Económica

La relevancia económica del proyecto se encuentra de incrementar la rentabilidad de las inversiones. Además, que permitirá encontrar a la empresa operadora, nuevas oportunidades de mejorar su gestión de calidad.

5

1.5

ALCANCE

1.5.1

Alcance Temático

Área de investigación:

Producción Petrolera Instrumentación y Automatización Gestión de Calidad y Medio Ambiente Transporte y Almacenaje de hidrocarburos Tecnología del Gas Natural

1.5.2

Alcance Geográfico

Departamento:

Santa Cruz

Provincia:

Ichilo

Campo:

Yapacani

Área de contrato:

Boquerón

Compañía:

YPFB ANDINA S.A

Ubicación:

Latitud: 17°0’53,5”S Longitud: 64°4’16,5” N

El Campo Yapacani está ubicado en la Provincia Ichilo del Departamento de Santa Cruz, 230 km por carretera al Noroeste de la capital.

6

FIGURA 2: UBICACIÓN CAMPO YAPACANI

Fuente: Extraído del “Programa de trabajo y presupuesto 2012”, cortesía de YPFB Andina S.A.

1.5.3

Alcance Temporal

El trabajo se realizará a lo largo de dos semestres académicos, es decir desde el mes de enero del año 2017, hasta el mes de noviembre del año 2017, que son 10 meses, en los que debe ser concluida según el calendario académico de la Escuela Militar de Ingeniería.

7

1.6

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA TABLA 1: DESARROLLO DE OBJETIVOS ESPECÍFICOS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

ACCIONES

FUNDAMENTOS

1. Analizar Cromatografía de los Reservorios Recolectar datos generales de los puentes de medición del Campo Yapacani

hidrocarburos.

Gestión de calidad y medio

2. Verificar si el campo cuenta con ambiente otras normas de sistemas de calidad ISO. 1. Recopilar

 Proponer un sistema de gestión de mediciones al campo Yapacani

información

de

la

norma. 2. Detallar las características de la norma de sistemas de gestión de

Gestión

de

calidad

y

medio ambiente

las mediciones ISO 10012:2003.

1. Identificar Especificar las responsabilidades de la

el

control

de

los

registros

Instrumentación

2. Explicar los equipos de medición.

dirección y gestión de

y

automatización Gestión de calidad y medio

recursos

ambiente

1. Identificar la incertidumbre en un Producción petrolera Especificar los

medidor de flujo

Instrumentación

procedimientos técnicos para 2. Mencionar los modos de fallas y automatización la calibración de equipos

efectos

Fuente: Elaboración propia

8

y

1.7

MARCO METODOLÓGICO

1)

Tipo de estudio

El trabajo adquiere un carácter de estudio del tipo prospectivo y descriptivo. Prospectivo porque los resultados obtenidos serán evaluados para su aplicación en el futuro, descriptivo porque durante el desarrollo del trabajo se describen diversos parámetros de estudios, en base a ellos se establecen los resultados, se observa una situación existente por lo que se trabaja a partir de ese punto. 2)

Tipo de investigación

La investigación es de tipo documental, se realizará el proyecto apoyándose en información de carácter documental de cualquier especie relacionadas al proyecto. Investigación aplicada, se buscará la aplicación o utilización de los conocimientos adquiridos durante la formación universitario en el área de producción, instrumentación y automatización, transportes y almacenaje de hidrocarburos, gestión de calidad y generales. 3)

Procedimiento de tratamiento de la información:

El procedimiento de recolección de la información, en una primera parte se la realizará mediante técnicas de revisión documental que llevaran a una verificación oral y verbal, mediante el uso de métodos de entrevistas o consultas a ingenieros especializados en el área de producción y transporte y como segunda parte se empleará la técnica de verificación documental, que consiste en obtener de la empresa operadora del campo, documentación escrita y bibliografía, para soportar los análisis y estudios a realizar. 4)

Fuentes:

Primaria: Información y datos proporcionada por el tutor de trabajo e ingenieros relacionados con el área de producción, instrumentación y automatización, transportes y almacenaje de hidrocarburos y gestión de calidad. Secundaria: Libros, trabajos referentes al tema, documentos, informes de la empresa operadora del campo, páginas web y otros.

9

2 2.1

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO

MEDICIÓN

Es el conjunto de operaciones que tiene por finalidad determinar un valor de una magnitud, las mismas que pueden realizarse en forma automática. En cualquier proceso de medición, mientras más mediciones se realicen más calidad y rigor metrológico tendrá el proceso de medición ofreciendo un resultado más confiable que facilitará tomar decisiones más certeras. Desde el punto de vista técnico, un número mayor de mediciones aumentará los grados de libertad del proceso de medición y permitirá tener más información sobre el comportamiento del mensurando (error de indicación, corrección, valor convencionalmente verdadero, etc.), la influencia de efectos aleatorios y sistemáticos y la incidencia de magnitudes influyentes. Se puede afirmar que es necesario medir para: a) Realizar transacciones comerciales. b) Ampliar los conocimientos y tecnológicos c) Verificar el cumplimiento de especificaciones d) Mejora continua 2.1.1

La metrología.

Las mediciones juegan un papel importante en la vida diaria de las personas. Se encuentran en cualquiera de las actividades, desde la estimación a simple vista de una distancia, hasta un proceso de control o la investigación básica. La metrología es probablemente la ciencia más antigua del mundo y el conocimiento sobre su aplicación es una necesidad fundamental en la práctica de todas las profesiones con sustrato científico ya que la medición permite conocer de forma cuantitativa, conocer las propiedades físicas y químicas de los objetos. En su generalidad, trata del estudio y aplicación de todos los medios propios para la medida de magnitudes, tales como: longitudes, ángulos, masas, tiempos, velocidades, potencias, intensidades de corriente, temperaturas y presión para nuestro caso. El 10

progreso en la ciencia siempre ha estado íntimamente ligado a los avances en la capacidad de medición En el mundo industrializado son numerosos los aspectos de la vida que dependen de las medidas. La complejidad creciente de las técnicas modernas va acompañada de continúas demandas de más exactitud, mayor rango y mayor diversidad de patrones en los dominios más variados, además la metrología es parte importante para la comercialización de productos a nivel nacional e internacional, ya que es usada por los organismos que se encargan de asegurar y darle la confianza al cliente de que lo que está adquiriendo cumple con los requisitos mínimos de calidad, en cualquier parte del mundo. Asegurar un nivel de las calidades de las medidas es un modo de evitar decisiones erróneas y reducir las pérdidas económicas derivadas de productos y procesos deficientes, mejorar la gestión y operación de las actividades metrológicas en las organizaciones, contribuye a dotar de mayor confianza a las declaraciones de conformidad con los requisitos de sus productos y servicios y requisitos reglamentarios. Un sistema eficaz de gestión de las mediciones debe garantizar que: el equipo y los procesos de medición son adecuados para su uso previsto se alcanzan los objetivos de la calidad del producto se gestiona el riesgo de obtener resultados de medición incorrectos. 2.1.2 2.1.2.1

Clasificación de la metrología Metrología científica.

Es la responsable de la obtención, desarrollo, conservación y diseminación de patrones de las magnitudes medidas. 2.1.2.2

Metrología industrial o aplicada.

A través de la cual se implantan cadenas de calibración que garanticen la trazabilidad de los patrones nacionales en todos los procesos de medida que se realizan dentro de un país. Desde los pequeños talleres hasta las grandes empresas, utilizan

11

instrumentos de medida para sus operaciones de control de fabricación. Estos instrumentos deben ser lo suficientemente exactos como para que puedan garantizarse las tolerancias de fabricación indicadas en los planos o dibujos que usan. 2.1.2.3

Metrología legal.

Encargada de ejercer el control y la fiscalización del estado sobre todos los instrumentos de medida, con el fin de velar por la corrección y exactitud de las medidas para la protección de la salud, la seguridad pública, el medio ambiente y evitar fraudes en perjuicio de los consumidores. A nivel mundial el organismo que rige la metrología legal es la organización internacional de metrología legal (OIML). 2.1.2.4

Metrología química.

Es la relacionada con las mediciones que se realizan para el desarrollo de análisis, pruebas y ensayos químicos. 2.1.3

Metrología dimensional.

Es una parte importante de la metrología que se encarga de estudiar los métodos y técnicas de medición que determinan correctamente las magnitudes lineares y angulares (longitudes y ángulos).La metrología dimensional se aplica en la medición de longitudes que pueden ser: exteriores, interiores, profundidades, alturas. También en la medición de ángulos y en la evaluación del acabado superficial. La unidad de la magnitud de longitud, es el metro (m), una de las siete unidades base del Sistema Internacional de Unidades (SI). 2.1.4

Definición de calibración.

La calibración, según el vocabulario internacional de términos metrológicos (VIM) es el conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento de medida o un sistema de medida, o los valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores correspondientes de esa magnitud realizados por patrones.

12

La calibración determina las características metrológicas del instrumento o del material de referencia y se realiza mediante comparación directa con patrones de medida o materiales de referencia certificados. La calibración da lugar a un certificado de calibración y, en la mayoría de los casos, se fija una etiqueta al instrumento calibrado. Una manera práctica de entender el concepto de calibración, es, asociarlo directamente con el termino comparación, agregando que lo que se compara es el valor indicado por un equipo de medición cualesquiera, con el proporcionado por un patrón de medición. El Patrón empleado debe ser de mayor exactitud y debe estar calibrado. 2.1.5

Importancia de la calibración.

El envejecimiento de los componentes y los cambios de temperatura que soportan los equipos deterioran poco a poco sus funciones. Cuando esto sucede, los ensayos y medidas comienzan a perder confianza y se refleja tanto en el diseño como en la calidad del producto. Este tipo de situaciones pueden ser evitadas por medio del proceso de calibración. La correcta calibración de los equipos proporciona la seguridad de que los productos o servicios que se ofrecen reúnen las especificaciones requeridas. Cada vez son más numerosas las razones que llevan a los fabricantes a calibrar sus equipos de medida con el fin de mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos, responder a los requisitos establecidos en las normas de calidad y garantizar la fiabilidad y trazabilidad4 de las medidas. Pero para que todo esto sea factible se necesita tener un mantenimiento preventivo y constante de todas las instalaciones donde se realiza la calibración y de los instrumentos de calibración utilizados. Gracias a este mantenimiento se conseguirá: a) Confiabilidad b) Disminución del tiempo de parada de los equipos c) Mayor duración de los equipos y de las instalaciones d) Menor coste de las reparaciones 13

2.2

El Sistema Internacional de Unidades (SI)

Un trabajo de laboratorio correcto requiere de un manejo adecuado de las unidades de medición en las que se expresarán los resultados de la medición. Por ello, es necesario conocer apropiadamente un sistema de unidades que sea universalmente aceptado. El Sistema Internacional de Unidades se estableció en 1960 por la 11ª Conferencia General sobre Pesos y Medidas (CGPM.) Abreviado universalmente como el SI, es el sistema métrico moderno de medición utilizado alrededor del mundo. Las unidades del SI están divididas actualmente en dos categorías: 

Unidades básicas,



Unidades derivadas,

Entre ellas forman lo que se conoce como un “sistema de unidades coherente.” El SI también incluye prefijos para formar múltiplos y submúltiplos de las unidades del mismo SI. La Tabla 2 resenta las siete cantidades básicas, supuestamente independientes entre sí, sobre las que se fundamenta el SI, al igual que los nombres y símbolos de sus respectivas unidades, llamadas las “Unidades básicas del SI.” Las definiciones de dichas unidades básicas se presentan en la Tabla 3 TABLA 2 UNIDADES BÁSICAS DEL SI

.Fuente: Extraído del paper “Evolución de la incertidumbre en datos experimentales”

14

TABLA 3 DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BÁSICAS DEL SI

Fuente: Extraído del paper “Evolución de la incertidumbre en datos experimentales”

Las unidades derivadas se expresan algebraicamente en términos de las unidades básicas o de otras unidades derivadas. Los símbolos para unidades derivadas se obtienen por medio de operaciones matemáticas de multiplicación y división. Por ejemplo, la unidad derivada para la cantidad derivada “masa molar” (masa dividida entre cantidad de sustancia) es el kilogramo sobre mol (con símbolo kg/mol.) Otros ejemplos se dan en las tablas 4 y 5

15

TABLA 4 EJEMPLOS DE UNIDADES DERIVADAS EXPRESADAS EN TÉRMINOS DE LAS UNIDADES BÁSICAS DEL SI.

Fuente: Extraído del paper “Evolución de la incertidumbre en datos experimentales” TABLA 5 UNIDADES DERIVADAS DEL SI CON NOMBRE Y SÍMBOLOS ESPECIALES.

Fuente: Extraído del paper “Evolución de la incertidumbre en datos experimentales”

16

2.3

ERROR

Entendemos que por error a la indeterminación o incerteza propia del proceso de medición y no lo tomamos como si fuera una equivocación por el operador. Por su carácter, los errores de análisis se dividen en errores sistemáticos; errores accidentales y, errores debidos al descuido 2.3.1

Errores sistemáticos

Se denomina error sistemático a aquel que es constante a lo largo de todo el proceso de medida y, por tanto, afecta a todas las medidas de un modo definido y es el mismo para todas ellas. Estos errores tienen siempre un signo determinado y las causas probables pueden ser: -

Errores instrumentales (de aparatos); por ejemplo, el error de calibrado de los instrumentos.

-

Error personal: Este es, en general, difícil de determinar y es debido a las limitaciones de carácter personal. Como, por ejemplo, los errores de paralaje, o los problemas de tipo visual.

-

Errores de método de medida, que corresponden a una elección inadecuada del método de medida; lo que incluye tres posibilidades distintas: la inadecuación del aparato de medida, del observador o del método de medida propiamente dicho.

2.3.2

Errores accidentales

Se denominan errores accidentales a aquellos que se deben a las pequeñas variaciones que aparecen entre observaciones sucesivas realizadas por el mismo observador y bajo las mismas condiciones. Las variaciones no son reproducibles de una medición a otra y se supone que sus valores están sometidos tan sólo a las leyes del azar y que sus causas son completamente incontrolables para un observador. Los errores accidentales poseen, en su mayoría, un valor absoluto muy pequeño y si se realiza un número suficiente de medidas se obtienen tantas desviaciones positivas como negativas. Y, aunque con los errores accidentales no se pueden hacer

17

correcciones para obtener valores más concordantes con los reales, si pueden emplearse métodos estadísticos, mediante los cuales se pueden llegar a algunas conclusiones relativas al valor más probable en un conjunto de mediciones. 2.3.3

Error relativo

Es la relación del error absoluto al valor verdadero de la magnitud que se determina. La mayoría de las veces se expresa en %, multiplicando la relación por 100. Si el valor verdadero de la magnitud por determinar se desconoce, se toma la media aritmética de los resultados de las determinaciones efectuadas y se compara con este valor cada uno de los resultados. Las magnitudes obtenidas se denominan desviaciones del valor medio de los resultados individuales. Las desviaciones del valor medio se pueden expresar también en unidades absolutas o relativas, tomando como el 100 % la magnitud del valor medio correspondiente. Indica el error con respecto del valor medio 𝐸𝑟𝑝 =

𝐸𝑥 𝑋̅

Ec. 2.1

Donde: 𝐸𝑟𝑝 = Error relativo 𝐸𝑥 = Error absoluto 𝑋̅ = Valor medio 2.3.3.1 Error porcentual Indica el error en porcentaje con respecto del valor medio

𝐸𝑝 =

𝐸𝑥 𝑥 100 𝑋̅

18

Ec. 2.2

Donde: 𝐸𝑝 = Error porcentual 𝐸𝑥 = Error absoluto 𝑋̅ = Valor medio 2.3.3.2 Error con respecto a un valor nominal Indica el error en porcentaje cometido con respecto a un valor nominal o teórico. 𝐸𝑝 =

|𝑉𝑒𝑥 − 𝑉𝑁 | 𝑥 100 𝑉𝑁

Ec. 2.3

Donde: 𝐸𝑝 = Error en porcentaje 𝑉𝑒𝑥 = Valor experimental 𝑉𝑁 = Valor nominal o teórico 2.4

SISTEMA DE GESTIÓN

Un Sistema de Gestión es un conjunto de etapas unidas en un proceso continuo, que permite trabajar ordenadamente una idea hasta lograr mejoras y su continuidad. Se establecen cuatro etapas en este proceso, que hacen de este sistema, un proceso circular virtuoso, pues en la medida que el ciclo se repita recurrente y recursivamente, se logrará en cada ciclo, obtener una mejora. Las etapas del sistema de gestión son: 

Etapa de Ideación



Etapa de Planeación



Etapa de Implementación



Etapa de Control 19

2.4.1

Etapa de la formación de idea

El objetivo de esta etapa es trabajar en la idea que guiará los primeros pasos del proceso de creación que se logra con el sistema de gestión propuesto. procede a analizar las ideas y a pulir su cercanía con lo que realmente se quiere.

2.4.2

Etapa de Planificación

Dentro del proceso, la planificación constituye una etapa fundamental y el punto de partida de la acción directiva, ya que supone el establecimiento de sub-objetivos y los cursos de acción para alcanzarlos. En esta etapa, se definen las estrategias que se utilizarán, la estructura organizacional que se requiere, el personal que se asigna, el tipo de tecnología que se necesita, el tipo de recursos que se utilizan y la clase de controles que se aplican en todo el proceso. Si bien es cierto que el proceso de planificación depende de las características particulares de cada organización. 2.4.3

Etapa de Implementación (Gestión)

En su significado más general, se entiende por gestión, la acción y efecto de administrar. Pero, en un contexto empresarial, esto se refiere a la dirección que toman las decisiones y las acciones para alcanzar los objetivos trazados. Es importante destacar que las decisiones y acciones que se toman para llevar adelante un propósito, se sustentan en los mecanismos o instrumentos administrativos (estrategias, tácticas, procedimientos, presupuestos, etc.), que están sistémicamente relacionados y que se obtienen del proceso de planificación. (Véase la figura 3 Esquema de gestión).

FIGURA 3: ESQUEMA DE GESTIÓN

20

Fuente: HAX, A. y MAJLUF, N., Estrategias para el Liderazgo Competitivo. De la visión a los resultados”.

2.4.4

Etapa de Control

El control es una función administrativa, esencialmente reguladora, que permite verificar (o también constatar, palpar, medir o evaluar), si el elemento seleccionado (es decir, la actividad, proceso, unidad, sistema, etc.), está cumpliendo sus objetivos o alcanzando los resultados que se esperan. 2.5

ISO 10012:2003 SISTEMA DE GESTION DE LAS MEDICIONES

La norma ISO 10012:2003 se presenta como un modelo completo de gestión que permite abordar, de manera eficaz y eficiente, la gestión de los procesos metrológicos y de soporte necesarios de un sistema de gestión de las mediciones para apoyar y demostrar el cumplimiento de los requisitos metrológicos (en materia de calidad, medio ambiente, seguridad y salud, etc.) y gestionar el riesgo de obtener resultados de medición incorrectos. La propia norma define un sistema de gestión de las mediciones como el conjunto de elementos interrelacionados o que interactúan, necesarios para lograr la confirmación metrológica y el control continuo de los procesos de medición. El modelo del sistema de gestión de las mediciones, con un claro enfoque a procesos, sirve de punto de partida para justificar la estructura de la propia norma y para trasladar este enfoque a los requisitos de manera particular.

21

De hecho, la trascendencia del enfoque basado en procesos en la norma es tan evidente que los propios contenidos se estructuran con este enfoque, lo que permite a su vez concebir y entender los requisitos de la norma vinculados entre sí. La Figura 4 muestra un esquema de aplicación del modelo del sistema de gestión de las mediciones aplicable a esta norma internacional. Esta norma internacional incluye tanto requisitos como orientaciones para la implementación de sistemas de gestión de las mediciones y puede ser útil en la mejora de las actividades de medición y de la calidad de los productos (Sistemas de gestión de las Mediciciones, 2003) Las organizaciones tienen la responsabilidad de determinar los niveles de control necesarios y especificar los requisitos del sistema de gestión de las mediciones a aplicarse como parte de su sistema global de gestión. A menos que así se acuerde, esta norma internacional no está prevista para añadir o eliminar requisitos de otras normas ni para sustituirlos. FIGURA 4: MODELO DE SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES

Fuente: ISO 10012:2003, Sistemas de gestión de las mediciones - Requisitos para los procesos de medición y equipos de medición

22

2.5.1

Objeto y campo de aplicación

Esta norma internacional especifica requisitos genéricos y proporciona orientación para la gestión de los procesos de medición y para la confirmación metrológica del equipo de medición utilizado para apoyar y demostrar el cumplimiento de requisitos metrológicos. Especifica los requisitos de gestión de la calidad de un sistema de gestión de las mediciones que puede ser utilizado por una organización que lleva a cabo mediciones como parte de su sistema de gestión global, y para asegurar que se cumplen los requisitos metrológicos. Esta norma internacional no está prevista para ser utilizada como requisito para demostrar conformidad con las normas ISO 9000, ISO 14001 o cualquier otra norma. Las partes interesadas pueden acordar la utilización de esta norma internacional como entrada para cumplir los requisitos del sistema de gestión de las mediciones en actividades de certificación. 2.5.2

Requisitos generales

La primera reflexión que incluye este apartado es que la organización debe evaluar el alcance y extensión del sistema de gestión de las mediciones, es decir, qué equipos de medición y qué procesos de medición van a estar dentro del alcance de este sistema. La respuesta a esta reflexión debe provenir de una adecuada identificación de los requisitos metrológicos del cliente (RMC), que son todos aquellos requisitos de la organización que precisan de la medición para evaluar su conformidad, y que deben estar expresados en términos de especificaciones en las variables a medir. Ejemplos de RMC suelen ser: tolerancias permitidas, valores máximos, límites de especificación o de capacidad de un proceso productivo, límites operacionales, requisitos sobre características metrológicas del sistema de medida (clase metrológica, resolución, etc.). Este análisis permitirá definir el alcance de un sistema de gestión de las mediciones, centrando los esfuerzos de la organización hacia aquellos procesos y equipos de medición que intervengan en el cumplimiento de los requisitos metrológicos del cliente. 23

El proceso de identificación de los requisitos metrológicos del cliente

permitirá

contestar a la preguntas que siempre han estado latentes en las empresas a la hora de abordar los requerimientos metrológicos de otras normas de gestión: ¿se deben calibrar y verificar todos los equipos de medición de la organización?, ¿cuáles son los criterios que permiten garantizar que el equipo de medición es coherente con un determinado proceso de medición?. 2.5.3

Responsabilidad de la dirección

La norma ISO 10012:2003 deja claro que un sistema de gestión de las mediciones debe contar con el compromiso e impulso de la dirección. Los requisitos contemplados en este capítulo especifican cómo debe expresarse y evidenciarse este compromiso, para lo cual es necesario definir y dotar de recursos necesarios a la función metrológica de la organización, que a su vez debe asegurar que se establecen los objetivos del sistema de gestión de las mediciones. 2.5.3.1 Función Metrológica La Gestión metrológica debe ser definida por la organización y debe disponer los recursos necesarios. La función metrológica puede concentrarse en un solo departamento o distribuirse entre toda la organización. (Sistemas de gestión de las Mediciciones, 2003). Cuando se decide el alcance y extensión del sistema de gestión de las mediciones, debe tenerse en cuenta los riesgos y las consecuencias del incumplimiento de los requisitos metrológicos. 2.5.3.2 Enfoque del cliente La dirección de la función metrológica debe asegurarse de que: 

Los requisitos de medición del cliente se determinan y se convierten en requisitos metrológicos.



El sistema de gestión de las mediciones cumple los requisitos metrológicos de los clientes.



Puede demostrarse el cumplimiento de los requisitos especificados por el cliente. 24

2.5.3.3 Objetivos de la calidad La dirección de la función metrológica debe definir y establecer objetivos de la calidad medibles para el sistema de gestión de las mediciones. Deben definirse criterios de desempeño objetivos y los procedimientos para los procesos de medición, así como para su control. Los siguientes son ejemplos de tales objetivos de la calidad en diferentes niveles de la organización: 

no aceptar productos no conformes ni rechazar productos conformes debido a mediciones incorrectas;



detectar, en un periodo máximo de 24 h, los procesos de medición fuera de control.



completar todas las confirmaciones metrológicas en los tiempos acordados;



mantener legibles todos los registros de confirmación metrológica;



completar todos los programas de formación técnica de acuerdo con los tiempos establecidos;



reducir en un porcentaje establecido el tiempo durante el cual el equipo de medición está fuera de operación.

2.5.3.4 Revisión por la dirección La alta dirección debe asegurarse de que están disponibles los recursos necesarios para la revisión del sistema de gestión de las mediciones. La revisión sistemática de la gestión metrológica que permita una adecuación continua, la eficacia y la conveniencia, los resultados debe ser usados para: 

Mejorar la gestión metrológica



Revisión de objetivos



Modificar si fuese necesario el sistema de medida

Los resultados de la revisión de programas, decisiones y acciones relacionadas con cambios a: 

La política de la empresa

25



Los objetivos y metas



El compromiso de mejora continua 2.5.4

Gestión de los recursos

El objetivo de este capítulo de la norma es dotar de robustez a los procesos metrológicos operativos del sistema de gestión de las mediciones, identificando y proporcionando los recursos adecuados para los mismos y asegurando que se mantienen adecuadamente:  Recursos Humanos. Trata de asegurar que las personas que intervienen y participan en los procesos metrológicos operativos del sistema de gestión de las mediciones tengan una competencia adecuada para los mismos. Este aspecto es de especial relevancia en la operación de los procesos metrológicos, ya que la fiabilidad de los resultados dependen ampliamente de la capacitación de los técnicos implicados.  Recursos de información. Se incluyen aspectos para la identificación, control y validación de la documentación del sistema de gestión de las mediciones (procedimientos de calibración y verificación, procedimientos de los procesos de medición, etc.), así como del software empleado en los procesos de medición y confirmación metrológica.  Recursos materiales. Dentro de los recursos materiales, la norma de referencia establece requisitos para la gestión tanto de los equipos de medición (gestión de la planificación y control de la calibración, mantenimiento, etc.) así como para la identificación y control de las condiciones ambientales que puedan afectar a los resultados de los procesos de confirmación metrológica y de medición (incluyendo las correcciones debidas a la variación de las condiciones ambientales).  Proveedores externos. Se establecen los requisitos para la evaluación y selección de los proveedores del sistema de gestión de las mediciones,

26

analizando en profundidad los criterios para la subcontratación de los procesos de calibración y medición a laboratorios externos. 2.5.5

Confirmación metrológica y realización de los procesos de medición

Este capítulo incluye un conjunto de requisitos orientados a garantizar que los resultados de la medición se han obtenido de forma fiable y coherente con los requisitos metrológicos establecidos. Constituyen lo que podría denominarse los procesos metrológicos operativos del sistema de gestión de las mediciones, destacando la confirmación metrológica (que incluye la calibración y verificación de los equipos de medición) y el propio proceso de medición. Asimismo, para garantizar la fiabilidad de los resultados, es necesario que se estime adecuadamente la incertidumbre de la medida y que se garantice la trazabilidad de los resultados. FIGURA 5: SECUENCIA E INTERACCIÓN ENTRE LOS PROCESOS DE CONFIRMACIÓN METROLÓGICA Y DE MEDICIÓN

Fuente: ISO 10012:2003, Sistemas de gestión de las mediciones - Requisitos para los procesos de medición y equipos de medición

 Confirmación metrológica. La confirmación metrológica del equipo de medición incluye los procesos de calibración y verificación metrológica, así como las posibles decisiones derivadas de los resultados de la calibración (ajustes, reparaciones, etc.). La norma ISO 10012:2003 presenta la calibración y la verificación como dos procesos secuenciales y complementarios. La calibración

27

determina las características metrológicas del equipo de medición, necesarias para evaluar la incertidumbre de la medida en relación con el proceso de medición. La verificación metrológica, mediante la comparación directa de la incertidumbre de la medida con los requisitos metrológicos, determinará si el equipo de medición es confirmado o no para un determinado proceso de medición.  Proceso de medición. En este apartado se incluyen las directrices para el diseño y realización de los procesos de medición, con el objetivo de impedir resultados de medición erróneos y asegurar la rápida detección de deficiencias y la oportunidad de establecer acciones correctivas.  Incertidumbre de la medición y trazabilidad. La norma ISO 10012:2003 establece la necesaria evaluación de la medida para cada proceso de medición. Asimismo, incluye requisitos y recomendaciones para garantizar, en todo momento, la trazabilidad de los resultados, tanto de la confirmación metrológica como los resultados de la medición. 2.5.6

Análisis y mejora del sistema de gestión de las mediciones

Este capítulo comprende todos aquellos requisitos que debe contener un sistema de gestión de las mediciones orientados a medir la eficacia de los procesos metrológicos y del sistema en su conjunto, identificando y planificando las acciones necesarias que refuercen el enfoque de mejora continua. A continuación se muestra los distintos resultados de seguimiento y medición requeridos por esta norma: a) Satisfacción del cliente (apartado 8.2.2): Tiene como finalidad medir y obtener información de la percepción que tiene el cliente respecto a cómo el sistema de gestión de las mediciones cumple sus necesidades metrológicas. b) Auditorías Internas (apartado 8.2.3): Tiene como finalidad determinar el grado de conformidad del sistema de gestión de las mediciones con los requisitos que le apliquen, así como conocer si el sistema está implantado y se mantiene

28

eficazmente. Las auditorías constituyen una herramienta muy potente para la mejora del sistema y es necesario planificarlas previamente. Las personas que la realizan (auditores), deben tener la competencia adecuada para ello. c) Seguimiento y medición de los procesos de confirmación metrológica y de medición, así como del sistema de gestión de las mediciones en general (apartado 8.2.4): Tiene como finalidad determinar si los procesos tienen capacidad para alcanzar los resultados que se espera de ellos, y si efectivamente los alcanzan. Lo más habitual para hacer este seguimiento y medición es el establecimiento de indicadores (generalmente ratios, como por ejemplo el % de resultados de medición declarados incorrectamente), sobre el que además es posible definir un valor de control o un objetivo para compararlo con el valor real, y de esta manera conocer la eficacia del proceso. El seguimiento del sistema de gestión de las mediciones debe prevenir las desviaciones de los requisitos mediante la rápida detección de las deficiencias y las oportunas acciones para su corrección. Este capítulo confiere al sistema de gestión de las mediciones una verdadera vocación hacia la mejora continua, identificando las oportunidades de mejora a través de las diversas herramientas de seguimiento y medición mostradas anteriormente, junto con la gestión de no conformidades y acciones correctivas y preventivas. Esta información debe constituir la entrada para la planificación y establecimiento de objetivos del sistema de gestión de las mediciones (Responsabilidades de la Dirección). 2.6

TRANSFERENCIA DE CUSTODIA

La ‘Transferencia de custodia’ es el traspaso de responsabilidad durante el almacenamiento y transporte de un volumen determinado o medido de hidrocarburos. Cualquier pérdida o ganancia que resulte de una medición errónea es la responsabilidad de la compañía operadora del oleoducto.

29

La transferencia de custodia se da en varios puntos de la trayectoria del producto desde el borde del pozo hasta el usuario final. Algunos de los puntos de transferencia de custodia son: 

inyección del crudo al oleoducto (de propiedad del transportador) por el productor (despachador),



recepción del crudo en una instalación de almacenamiento de Refinería,



inyección de un producto refinado al oleoducto,



movimiento de un producto al oleoducto a través de un límite jurisdiccional; y



entrega del producto refinado en la instalación de almacenamiento para venta. 2.6.1

Medición en la transferencia de custodia

La transferencia de custodia es la base para una amplia gama de transacciones comerciales en la industria petrolera. Es esencial tomar medidas exactas en el punto de la transferencia. La medición del crudo, gases licuados de petróleo (GLP) y productos refinados en oleoductos y tanques de almacenamiento es una parte sumamente importante de la operación del oleoducto. Las compañías operadoras de oleoductos (transportadoras) deben conocer los volúmenes de petróleo crudo, LPG y otros líquidos que manejan, ya que estos volúmenes determinan la cantidad que se les paga. El líquido se mide tanto en el oleoducto durante la transferencia de custodia (cuando el líquido cambia de propietario) y en las instalaciones de almacenamiento. La densidad del líquido, presión de vapor, temperatura y presión influyen en el volumen. Por lo tanto, también deben medirse estos factores ajustándose el volumen de acuerdo a estos. 2.7

MEDICIÓN DE FLUJO DE GAS NATURAL

La medición de flujo de fluidos se puede definir como la medición de partículas moviéndose, que llenan y conforman el interior de una tubería, en una corriente interrumpible, para determinar la cantidad que fluye. 30

La medición de un volumen de gas en estado de movimiento, tal como es el caso de un gas que fluye a lo largo de una tubería requiere tener que medir volúmenes transportados a lo largo del tiempo, este factor denominado tasa de flujo requiere a su vez de un elemento mecánico que mide una respuesta del mismo, que permita conocer con la exactitud deseada la tasa de flujo. Es de suma importancia la medición exacta del flujo de gas natural. Esto permite determinar la cantidad de gas que produce un campo petrolero así como sus respectivos usos entre los que se destacan: inyección para sistemas de recuperación secundaria, combustible, transferencia custodia y entre los diferentes distritos, cantidad que se transforma en los procesos de GNL, mermas de los diferentes sistemas de recolección, levantamiento artificial por gas, ventas a consumidores industriales y domésticos, gas arrojado a la atmósfera. Igualmente, permite determinar la relación de gas petróleo; la cantidad de gas que se produce en un pozo de petróleo, ya sea como gas libre o gas asociado al petróleo, la cantidad de gas que se comprime, etc. La medición de flujo de gas forma parte importante de las operaciones a lo largo de toda la Red de Negocio y Manejo de Gas y Petróleo. En la Figura 6 se muestra la cadena de Negocio y Manejo de Gas y Petróleo.

FIGURA 6: RED DE NEGOCIO Y MANEJO DE GAS Y PETROLEO

31

Fuente: Medición de flujo de gas en el distrito norte, estado monagas, Por la Br. Cindy A Rondón C.

2.7.1

Medidores de flujo

Los medidores de flujo son dispositivos que miden la tasa de flujo o cantidad de un fluido en movimiento que pasa a través de una tubería. Estos dispositivos están conformados por tres elementos principales que son: Elemento Primario: Dispositivo instalado interna o externamente en la tubería de flujo, que produce una señal con relación al flujo de fluidos que circula por la tubería. Ejemplos: placa de orificio, turbina, medidor ultrasónico, etc. Elemento Secundario: Dispositivo que responde a la señal del elemento primario y la convierte en señal de salida que puede ser traducida como medida de flujo o de cantidad. Ejemplo: registrador de presión, transmisores. Elemento Terciario: Es el sistema o programa de computación que recoge, configura o interpreta datos e información producidos por los elementos primarios y secundarios.

32

2.7.2

Criterios para la Selección de Medidores de Flujo

Los más comúnmente usados son: 

Tipo de fluido (líquido, gas, vapor de agua).



Objetivo de la medición: control de flujo, distribución de volúmenes, venta.



Costo de instalación y mantenimiento.



Volúmenes a manejar.



Precisión requerida.



Rango de presión y temperatura de operación



Fácil instalación y remoción



Rangoabilidad



Pérdidas de presión a través del medidor 2.7.1

Elementos primarios: Placa orificio

La medición de gas a través de la placa orificio se basa en la restricción de flujo que ocasiona este elemento, creando una presión diferencial que se relaciona con la velocidad del gas y a partir de la cual puede calcularse la tasa de flujo. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa captan esta presión diferencial La placa de orificios (Figura 7) es un tipo de medidor de flujo de gas natural que determina el flujo mediante la medición de caída de presión sobre una placa insertada en la vía de flujo. (STEINBERG, 2014) Se utiliza el mismo principio que se utiliza en un metro de estilo Venturi (principio de Bernoulli), lo que sugiere que existe una relación entre la velocidad y la presión del fluido. Esa relación es como la velocidad aumenta la presión disminuye. Con un medidor de orificio, el flujo se determina mediante la diferencia de presión entre aguas arriba y el lado aguas abajo de un tubo parcialmente impedido.

33

FIGURA 7: MEDIDOR DE PLACA DE ORIFICIO

Fuente: Sage metering, Orifice Plate, Part VII Natural Gas Flow Meter Types

En la Figura 8, se presenta un medidor de orificio instalado, donde se puede detallar la tubería del medidor con las tomas de presión, la caja porta orificio y el elemento secundario, que en este caso es un computador de flujo electrónico.

FIGURA 8: MEDIDOR DE ORIFIC (INSTALADO EN UN PUENTE DE MEDICIÓN)

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

34

a) Ventajas 

Placas de orificio tienen una larga historia de uso



Aceptación amplia de la industria petrolera, y ellos están bien documentados en las normas.



Calibración en seco es aceptable, y no hay límites en la temperatura, la presión o el tamaño.



La relación β puede ser optimizada para obtener una señal máxima con una pérdida de presión permanente mínima. (Villajulca, 2010)

b) Desventajas 

Medidores de placa de orificio tienen baja precisión en condiciones de bajo caudal.



Tienen una baja de descubierta / rangeabilidad y una pérdida de alta presión que puede afectar los costos de operación.



No son autolimpiables y pueden dañarse u obstruyen por altas velocidades de flujo.



Además, para el cálculo de la temperatura de flujo de masa y se requiere corrección de la presión.



Son sensibles a las variaciones en el perfil de velocidades y a las turbulencias.



No son aptos para aplicaciones higiénicas. (Villajulca, 2010)

2.7.1.1 Principio de funcionamiento La medición de gas a través de la placa orificio se basa en la restricción de flujo que ocasiona este elemento, creando una presión diferencial que se relaciona con la velocidad del gas y a partir de la cual puede calcularse la tasa de flujo. Dos tomas conectadas en la parte anterior y posterior de la placa captan esta presión diferencial la cual es proporcional al cuadrado del caudal. El medidor consta de un elemento primario, compuesto por la placa orificio y la tubería del medidor, la cual tiene ciertos requerimientos de longitud y ubicación de tomas de presión, y el elemento secundario,

35

que registra la presión diferencial originada por la restricción en la tubería, el cual puede ser mecánico o electrónico. 2.7.1.2 Principales Características de la placa de orificio Las principales características del medidor de placa de orificio son las mencionadas a continuación: 

Rangeabilidad.: 3:1



Baja rangeabilidad.



No tiene limitaciones en cuanto a la temperatura, presión o corrosión con elección de los materiales más apropiados.



Requiere tramos de cañerías rectos aguas arriba y aguas abajo de la medición.



Se utiliza generalmente para la medición en gases, vapores.



Caída de presión permanente considerable.



Son de fácil instalación.



Son relativamente baratos.



La señal de salida no es lineal con el caudal

2.7.1.3 Componentes Este medidor consiste en un plato orificio, un porta placa, una tubería acondicionada aguas arriba, una tubería acondicionada aguas abajo y en algunos casos un acondicionador de flujo (venas enderezadoras), y unas tomas de presión y temperatura. La selección del diámetro de la carrera de medición depende del volumen del fluido a manejar. Consiste en una placa metálica que presenta un agujero, cuyas dimensiones están establecidas en las normativas vigentes internacionales. Este elemento es el encargado de generar la restricción al paso del fluido la cual es proporcional al cuadrado del caudal. Las placas pueden ser de tres tipos:

36

a)

Orificio concéntrico

En este medidor, el orificio de la placa se encuentra en el centro. Los procedimientos de medición son sencillos y no requieren detener el flujo. En la Figura 9 se presenta una placa de tipo concéntrica. b)

Orificio excéntrico

En este medidor la ubicación del orificio, generalmente hacia la parte superior de la tubería, le permite usarlo para medición de fluidos con contaminantes sólidos, aguas aceitosas y vapor húmedo. c)

Orificio segmentado

Este medidor es similar al de tipo excéntrico, donde el segmento abierto es colocado en el tope o en el fondo de la línea dependiendo del tipo de servicio para el cual se requiera. FIGURA 9: PLACA ORIFICIO CONCENTRICA

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

d)

Sujetadores de la placa orificio

En los medidores de orificio, las placas se sujetan en bridas o dispositivos (denominados cajas porta placa) con el objeto de facilitar su inserción o remoción de la tubería, entre los cuales se mencionan:

37



Bridas

Son acopladas al tubo medidor de forma tal que la superficie interna del conducto se extienda a través de la brida y no quede ninguna cavidad antes de la placa, tomando como referencia una medida paralela al eje del tubo. Su función es sostener la placa de orificio en el centro de la tubería, se usa normalmente cuando la placa no requiere ser removida con frecuencia. 

Caja de una cámara

Se utilizan en situaciones donde la placa requiere ser cambiada con frecuencia para inspección o cambio de orificio, y la operación permite detener el flujo para realizar los cambios de placa o existen medios para desviar el caudal temporalmente. Es necesario desahogar la tubería para realizar el cambio de placas. 

Caja de dos cámaras

Este posee dos comportamientos y al igual que el porta placa de una cámara se utiliza en situaciones donde la placa tenga que ser cambiada con frecuencia, con la diferencia que las placas pueden ser removidas sin necesidad de interrumpir el proceso. En la figura 11 se muestran los diferentes tipos de caja porta placa orificio marca Daniel. FIGURA 10: TIPOS DE PORTA PLACA

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

38

e) Tubo medidor El tubo medidor o simplemente tubo, consta de una cierta longitud de tubería en la cual se ubica la brida de orificio o la caja porta orificio y también las conexiones de presión. Es de fundamental importancia que el gas que se está midiendo, entre y salga de la placa orificio con la menor perturbación posible en el perfil de flujo del fluido, con el fin de evitar errores en la medición. Estas perturbaciones pueden ser causadas principalmente por expansiones y/o reducciones de la tubería, instalación de accesorios (codos, termopozos, tapones, entre otros) adyacentes a la placa. f)

Enderezadores de flujo

Los enderezadores de flujo consisten en un haz de tubos colocados en la tubería con el propósito de regular el perfil de flujo antes de llegar a la placa de orificio, eliminando los remolinos y corriente cruzadas creadas por los accesorios y las válvulas que preceden al tubo medidor. Estas longitudes han sido estandarizadas y se expresan en diámetros nominales de tubería. La figura 11 muestra los tres tipos de configuraciones de enderezadores de flujo, mayormente usados en las instalaciones de medición de gas. FIGURA 11: ENDEREZADORES DE FLUJO

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

39

La figura 12 Muestra el patrón de flujo que puede llevar el fluido a la entrada del elemento medidor y como éste puede modificarse con la instalación de un acondicionador de flujo permitiendo lograr el patrón requerido para la medición de gas a través de la placa de orificio que sea más precisa. FIGURA 12: PATRÓN DE FLUJO

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

g) Conexiones de presión Las conexiones de presión son lineas cuya función principal es enviar la señal que emite el elemento primario al registrador o transmisor (elemento secundario), en el cual la señal recibida es transformada en un registro que puede ser leido por el operador. Las conexiones de presión se pueden realizar de dos formas, como se describe a continuación: 

Tomas de brida

En este los orificios estáticos se ubican a 1 pulgada aguas arriba y 1 pulgada aguas abajo en relación con la placa.

40

FIGURA 13: TOMAS DE PRESIÓN EN LA BRIDA

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)



Tomas de tuberías

Los orificos estáticos se localizan a 2 ½ diámetro de la tuberia corriente arriba y 8 diámetro de tubería corriente abajo de la placa. FIGURA 14: TOMAS DE PRESIÓN EN LA TUBERÍA

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

h) Termopozos Los termopozos son dispositivos mediante los cuales se refleja la temperatura de fluido. La ubicación de la toma para la instalación del termómetro será aguas abajo de la placa orificio, cumpliendo con las distancias establecidas en el Reporte AGA 3.

41

En el caso de utlilizar enderezadores de flujo, el termómetro se ubicara entre 30 y 90 cm. con aguas arriba del enderezador. 2.7.1.4 Principio de medición y mensurando Como mensurando se considera el flujo másico, esto es la masa por unidad de tiempo que atraviesa una superficie dada como el mensurando. La medición de flujo por medio de elementos de presión diferencial se basa en las leyes de conservación de la masa y de la energía. Combinando ambas leyes es posible relacionar el flujo másico (o volumétrico) con la caída de presión que se presenta al pasar a través del elemento primario. La ecuación que se emplea para el cálculo de flujo másico de fluidos es la siguiente.

Q =

𝐶d 𝜀𝑙 𝜋𝑑 2𝑇 4√1 − 𝛽 4

√2∆𝑃𝜌𝑙

Ec. 2.4

Donde Q: Flujo de gas (ft/h) 𝐶𝑑 : Coeficiente de descarga, [adimensional] 𝜀𝑙 : Coeficiente de expansibilidad, [adimensional] Para fluidos compresibles y cuando se usa una placa de orificio como elemento primario de medición se usa la siguiente ecuación para su estimación: 𝜀𝑙 = 1 − (0,41 + 0,35𝛽4 )

∆𝑃 𝑘 𝑃1

donde ∆𝑃 : Presión diferencial a través de la placa de orificio, [kg/cm2]

𝛽 : Relación de diámetros, [adimensional]

42

Ec. 2.5

𝛽=

𝑑𝑇 𝐷𝑇

Ec. 2.6

donde 𝑑𝑇 : Diámetro de la placa, a la temperatura de trabajo, [pulg] 𝐷𝑇 : Diámetro de la tubería adyacente, a la temperatura de trabajo, [pulg]

𝑑𝑇 = 𝑑0 (1 + 𝛼𝑑 ∗ (𝑇 − 𝑇0 ))

Ec. 2.7

𝐷𝑇 = 𝐷0 (1 + 𝛼𝐷 ∗ (𝑇 − 𝑇0 ))

Ec. 2.8

𝛼𝑑 : Coeficiente lineal de expansión térmica de la placa, [1/ºC] 𝛼𝐷 : Coeficiente lineal de expansión de la tubería, [1/ºC] 𝑘 : Exponente isentrópico del fluido a la temperatura y presión de trabajo, [adim] 𝑃1

: Presión del fluido aguas arriba de la placa, [kg/cm2]

𝜌𝑙 : densidad del fluido a las condiciones existentes en la toma de presión aguas arriba, [lb/ft3 ] La placa de orificio consiste en una placa delgada que se puede colocar entre las bridas de dos tubos. Como su geometría es muy simple, su costo es bajo y se puede fácilmente instalar o remplazar. La arista que forma el orificio generalmente es muy afilada de tal modo que no se forman depósitos en ella. En la instalación típica de las placas de orificio (Figura 15), las tomas de presión se encuentran localizadas a distancias de D y D/2 veces el diámetro de la tubería, aguas arriba y aguas abajo respectivamente. Otro arreglo comúnmente empleado es el de posicionar las tomas de presión en las bridas adyacentes a la placa de orificio. Tales tomas de presión son maquinadas en forma radial en el cuerpo de las bridas y se les conoce como "tomas de presión en brida" (flange tappings). Si las tomas de presión son maquinadas en

43

diagonal, de tal forma que el orificio de toma de presión quede posicionado justamente en ambos costados de la placa, se denominan "tomas de presión esquinadas" (corner tappings). El posicionamiento de las tomas de presión afecta el coeficiente de descarga. En las normas internacionales es posible encontrar el valor del coeficiente de descarga para cada uno de los tipos de tomas de presión. FIGURA 15: TOMAS DE PRESIÓN EN PLACAS DE ORIFICIO

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

La predicción de los coeficientes de descarga en placas de orificio ha requerido de una gran cantidad de investigación y trabajo experimental por parte de los principales institutos involucrados en la medición de flujo de fluidos. Como resultado, se han publicado diversas expresiones para el cálculo del coeficiente de descarga en placas de orificio de borde recto, entre ellas la más popular debida a Stolz, recomendada por la norma, toma la siguiente forma: 1006 𝐶𝑑 = 0,5959 + 0,031𝛽2,1 − 0,184𝛽8 + 0,0029𝛽2,5 ( ) 𝑅𝑒𝐷

0,75

+ 0,09𝐿𝑙 𝛽4 (1 − 𝛽4 )−1 − 0,0337𝐿2 𝛽3

Ec. 2.9

𝑅𝑒𝐷 : Es el número de Reynolds calculado según el diámetro D de la tubería calculado

como

𝑅𝑒𝐷 =

𝑣 ∗ 𝐷 ∗ 𝜌𝑙 𝜂

44

Ec. 2.10

𝑣 : Velocidad del fluido, [pies/s] 𝐷 : Diámetro interno de la tubería a condiciones de operación, [pulg]. 𝜂 : Viscosidad Dinámica del fluido, [cp]

𝜌𝑙 : Densidad del fluido aguas arriba de la placa, [lb/ft3 ] 𝐿1 =

𝑙1 𝐷

: es la relación que existe entre la distancia l1, medida desde el plano de las

tomas de presión aguas arriba hasta la cara aguas arriba de la placa de orificio y el diámetro de la tubería. 𝐿2 =

𝑙2 𝐷

: es la relación que existe entre la distancia l2, medida desde el plano de las

tomas de presión aguas abajo hasta la cara aguas abajo de la placa de orificio y el diámetro de la tubería. 2.7.1.5 Fuentes de incertidumbre De acuerdo con los modelos matemáticos expresados con anterioridad, las variables que contribuyen a la incertidumbre de medición del flujo másico por medio de una placa de orificio son las siguientes: 𝐶𝑑 : Coeficiente de descarga, [adimensional] 𝑑𝑇 : Diámetro de la placa, a la temperatura de trabajo, [pulg] 𝐷𝑇 : Diámetro de la tubería adyacente, a la temperatura de trabajo, [pulg] 𝛼𝑑 : Coeficiente lineal de expansión térmica de la placa, [1/ºC] 𝛼𝐷 : Coeficiente lineal de expansión de la tubería, [1/ºC]

𝜀𝑙 : Coeficiente de expansibilidad (según propiedades aguas arriba), [adimensional] ∆𝑃 : Presión diferencial a través de la placa de orificio, [kg/cm2]

𝑇 : T: temperatura de trabajo, [ºC] 𝑃1

: Presión del fluido aguas arriba de la placa, [kg/cm2]

𝜌𝑙 : densidad del fluido a las condiciones existentes en la toma de presión aguas arriba, [lb/pie3 ] 45

𝑘 : Exponente isentrópico del fluido a la temperatura y presión de trabajo, [adim] 𝜂 : Viscosidad Dinámica del fluido, [Cp]



Coeficiente de descarga, Cd: El valor del coeficiente de descarga puede ser obtenido de alguna norma de referencia o bien mediante la calibración de la placa de orificio contra algún sistema de referencia de medición de flujo de fluidos. Las contribuciones dominantes a la incertidumbre del coeficiente de Cd siguen distribuciones normales, y debido al teorema del límite central, es razonable atribuir a esta variable Cd una distribución de probabilidad normal.



Diámetro de la placa, d0: El diámetro de la placa de orificio debe ser estimado a partir de varias mediciones, realizadas con algún instrumento con trazabilidad. Un valor de incertidumbre típico para el diámetro de una placa de orificio es del orden de 0,05 %, para niveles de confianza del orden de 95 %. De acuerdo con la norma ISO 5167, la incertidumbre no debe exceder 0,07 %.



Diámetro de la tubería, D0: El diámetro de la tubería debe ser estimado a partir de varias mediciones, realizadas con algún instrumento con trazabilidad. Un valor de incertidumbre típico para el diámetro de la tubería adyacente es del orden de 0,25 %, para niveles de confianza del orden de 95 %. De acuerdo con la norma ISO 5167, la incertidumbre no debe exceder 0,4 %.



Coeficiente de expansión térmica de la placa, 𝜶𝒅 : Normalmente, el valor del coeficiente de expansión térmica de los materiales se obtiene a partir de la literatura especializada. Consultas en diferentes fuentes de información pueden proporcionar información acerca de la variabilidad en el valor de este coeficiente. Típicamente, un valor de incertidumbre estándar de 1e-6 ºC-1 es empleado para cálculos de incertidumbre.



Coeficiente de expansión térmica de la tubería, 𝜶𝑫 : Normalmente, el valor del coeficiente de expansión térmica de los materiales se obtiene a partir de la literatura especializada. Consultas en diferentes fuentes de información pueden proporcionar información acerca de la variabilidad en el valor de este coeficiente. Típicamente,

46

un valor de incertidumbre estándar de 1e-6 ºC-1 es empleado para cálculos de incertidumbre. 

Coeficiente de expansibilidad, 𝜺𝒍 : El valor del coeficiente de expansibilidad (ec. 2,5) fue determinada en forma experimental, por lo que su uso implica una contribución a la incertidumbre en el cálculo del flujo másico. En la norma ISO 5175, se establece un valor de incertidumbre relativa (en porciento) igual a 4×DP/P 1 respecto del valor del coeficiente de expansibilidad. Se asume este valor con un nivel de confianza del orden de 95%.



Presión diferencial a través de la placa de orificio, ∆𝑷: Para esta contribución deben tomarse en cuanta la calibración del sistema de medición de presión diferencial, además de la dispersión de los datos por mediciones sucesivas. Típicamente, un medidor de presión diferencial de aplicación industrial puede medir presión diferencial con incertidumbre del orden de 0,5% a un nivel de confianza de 95% cuando es calibrado con un sensor de referencia con trazabilidad.



Temperatura de trabajo, T: Para esta contribución deben tomarse en cuanta la calibración del sistema de medición de temperatura, además de la dispersión de los datos por mediciones sucesivas. Típicamente, un sistema de medición de temperatura instalado en campo, e integrado por termopozo, transmisor y dispositivo indicador puede lograr valores de incertidumbre del orden de 0,1 ºC cuando es calibrado con un sistema de referencia apropiado.



Presión del fluido aguas arriba, P1: La presión del fluido aguas arriba de la placa de orificio contribuye a la incertidumbre del flujo másico de fluido debido a dos razones: a) su calibración contra algún patrón de referencia y b) la dispersión en mediciones repetitivas.



Densidad del fluido, 𝝆𝒍 : La densidad puede ser obtenida de alguna ecuación de estado para el fluido o bien puede ser medida. Cualquiera que sea el caso, debe incorporarse la incertidumbre estándar al cálculo de la incertidumbre estándar combinada para el flujo másico. Si la densidad es obtenida de tablas o de alguna

47

ecuación de estado entonces debe también tomarse en cuenta la influencia de la temperatura y la presión. 

Exponente isentrópico, k: La fuente de información para obtener el mejor valor para k puede servir como referencia para asociar un valor de incertidumbre a esta variable aleatoria.



Viscosidad dinámica del fluido, 𝜼: El valor de viscosidad puede obtenerse de tablas o de algún modelo matemático específico; o bien por medio de algún instrumento de medición en línea. En cualquier caso, es necesario estimar el valor de incertidumbre estándar asociado.

2.7.1.6 Expresión de una medida Para obtener la medida estadística de la calidad de un experimento deben realizarse series distintas de análisis. Si la muestra se analiza una sola vez, el resultado será el valor medido, pero si realizamos una serie de mediciones a réplicas distintas, no es probable que todos los valores sean iguales. Ninguna medida es totalmente exacta en consecuencia cualquier medida siempre tiene un error y debe ser expresarse de la siguiente manera. 𝑋 = 𝑋̅ ± 𝐸𝑥

Ec. 2.12

Donde: 𝑋̅ = Promedio de la media 𝐸𝑥 = Error del valor medio La ecuación 2.12 representa un intervalo de confianza, graficando la misma se tiene:

48

FIGURA 16: INTERVALO DE CONFIANZA

Fuente: Análisis de los sistemas de Medición

El intervalo de confianza nos indica que existe una probabilidad de que la medida se encuentre en el intervalo (𝑋̅ − 𝐸𝑥 ) hasta (𝑋̅ + 𝐸𝑥 ). I)

Calculo del intervalo de confianza de una magnitud medida n veces

Si las realizadas de una magnitud cambian, como las estaturas de estudiantes de un curso de física, el error se puede calcular medida teórica estadística. a) Promedio Es el resultado de sumar todos los elementos del conjunto y dividir entre el número total de ellos. 𝑋̅ =

∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 𝑋1 + 𝑋2 + . . +𝑋𝑛 = 𝑛 𝑛

Donde: 𝑋̅ = Promedio 𝑛 = Número de datos ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 = Sumatoria de datos

49

Ec. 2.13

b) Desviación estándar La desviación estándar en estadística, es una de las medidas de dispersión. Representa el alejamiento de una serie de números de su valor medio.

𝑆=

(∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 )2 𝑛 𝑛−1

𝑛 2 √∑𝑖=1 𝑋𝑖 −

Ec. 2.14

Donde: 𝑆 = Desviación estándar ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖2 = Sumatoria de valores individuales elevados al cuadrado ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 = Sumatoria de valores individuales elevados c) El nivel de confianza Es la probabilidad estadística del valor verdadero de la medida para que ese se encuentre en el intervalo de confianza construido. d) La significancia Es la probabilidad a equivocarnos llamado error se simboliza con α, también se puede indicar como el complemento a la confiabilidad. e) Intervalo de confianza derivados de la distribución “t” de Student Para un número de muestras pequeñas si la significancia es α el error de la medida está dada por: 𝐸𝑥 = 𝑡𝛼 , 𝑣 2

𝑆 √𝑛

Donde: 𝐸𝑥 = Error de la medida a un nivel de confianza 𝑡 = Distribución de la t de student 50

Ec. 2.15

𝛼 = Significancia o error 𝑛 = Número de datos 𝑣 = Grados de libertad 𝑣 = 𝑛 − 1 𝑡𝛼 , 𝑣 = Se encuentra en la tabla 2 de “𝑡” de student 2

TABLA 6 DISTRIBUCIÓN DE LA T DE STUDENT

Fuente: Análisis de los sistemas de Medición

Entonces el intervalo de confianza es: 𝑋 = 𝑋̅ ± 𝐸𝑥 Donde: 𝑋̅ = Valor medio 𝐸𝑥 = Error del valor medio

51

Ec. 2.16

2.7.2

Instrumentos secundarios y terciarios empleados en la medición de flujo de gas

2.7.2.1 Registrador Mecánico a.

Principio de Funcionamiento

Es el dispositivo empleado para medir la presión diferencial a través del orificio de la placa, con la finalidad de calcular el caudal de flujo o tasa volumétrica del gas que pasa por una tubería. La Figura 17 muestra un registrador mecánico Barton. FIGURA 17: REGISTRADOR MECÁNICO BARTON

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)



Medidor de Mercurio con tubos en “U”

Esta unidad de presión diferencial, consiste en un tubo “U” lleno de mercurio. En este caso el componente de mayor magnitud de presión se conecta a uno de los brazos del tubo y el de menor presión al otro brazo. El nivel de mercurio tiende a bajar el brazo conectado a la mayor presión. La unidad de detección de presión diferencial, consiste de dos cámaras, la cámara del flotador y el tubo de rango. Este tipo de registrador ya no es empleado hoy en día en la industria petrolera.

52



Registrador Tipo Fuelle

La unidad de presión diferencial consiste en dos fuelles instalados a cada lado de un plato central, los cuales se llenan de fluido. Cámaras de presión cubren ambos fuelles, el lado de alta presión se conecta a una de las cámaras de presión comprimiendo el fuelle dentro de él y forzando el fluido en su interior hacia el otro fuelle, provocado su expansión. El movimiento de los fuelles se transmite a través de un tubo al brazo de la plumilla del registrador. El registrador marca Barton es el más utilizado en las instalaciones de la industria petrolera. b.

Partes

Este dispositivo está constituido por las siguientes partes: 1.

Elemento diferencial: constituye el elemento principal del registrador, está conformado por dos fuelles, donde es recibida la señal de presión aguas arriba y abajo del orificio, este la transforma por medio de un mecanismo de tipo mecánico en un registro. Las unidades diferenciales vienen calibradas en pulgadas de agua y de acuerdo a su capacidad nominal máxima se las encuentra en 25, 50, 100, 200, 300, 400 pulg de agua.

2.

Elemento estático: representado por un resorte o bourdón, se emplea para medir la presión estática aguas arriba del medidor del orificio, estos pueden ser de tipo helicoidal o espiral de acuerdo a su forma y viene calibrados en lb/pulg2 para valores de 100, 250, 500, 1000, 1500, 2500,3000, 4500, 5000 y 6000 lb/pulg2.

3.

Discos o Cartas de medición: son cartillas circulares, donde se lleva el registro de presión estática y diferencial. Existen cartas diarias, semanales y mensuales. Las cartas semanales con escala de raíz cuadrada son las empleadas, ya que en estas se lee directamente una lectura estática (Le) y una lectura diferencial (Ldif).

4.

Plumillas: son las encargadas de marcar el registro, operan muy similar a un bolígrafo. Los colores usados son el azul y el rojo para los registros de la lectura estática y diferencial respectivamente. Ambas lecturas son reportadas en el disco. 53

5.

Reloj: es un mecanismo encargado de rotar el disco a medida que las plumillas marcan el registro, utilizan una pila de bajo voltaje para su funcionamiento.

6.

Múltiple de válvulas: son un conjunto de válvulas conectadas al registrador, cuya función es regular la presión entrante al registrador por las tomas de presión. Es de mucha utilidad al momento de calibrar el mismo.

i. Transmisores y Computadores de Flujo En medición de flujo electrónica, el elemento secundario es un transductor electromecánico que responde a una variable de entrada (presión, temperatura, densidad relativa), estos equipos responden a cambios en el parámetro medido con un correspondiente cambio en el valor eléctrico. Estos elementos se denominan transmisores cuando son diseñados específicamente para permitir la transmisión de la información a otro lugar (convierten la salida del transductor en una señal estándar). En la Figura 18 se muestra un trasmisor de temperatura en operación. FIGURA 18: TRANSMISOR DE TEMPERATURA INSTALADO

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004) Por su parte, el computador electrónico está diseñado para corregir y calcular el flujo, y que puede recibir información del elemento primario y/o secundario. Las señales electrónicas son transmitidas por el elemento secundario al elemento terciario, quien las recibe y combina con instrucciones programadas para calcular la cantidad de gas que fluye a través del elemento primario. 54

La Figura 19 muestra un medidor de flujo electrónico instalado en campo, empleando un panel solar como fuente de energía. La medición de flujo electrónica permite obtener cálculo instantáneo del flujo de gas a través del medidor, y produce un acumulado del día empleado a través de algoritmos que deben estar diseñados siguiendo los estándares de AGA y API. FIGURA 19: MEDIDOR DE FLUJO ELÉCTRICO INSTALADO

Fuente: “Medición de flujo de gas” Rondón (2004)

La instalación de estos equipos, aunque requiere de una inversión inicial mayor que los equipos mecánicos, brindan condiciones de operación sencillas en lo que concierne a su mantenimiento y calibración, y además se ajustan a los requerimientos de medición de gas en puntos fiscales. Sin embargo, debe prestarse atención a los parámetros del medidor que se configuración en el equipo, ya que pueden presentarse errores de manipulación de datos que se convertirán luego en mediciones erróneas del flujo de gas.

55

2.8

ANÁLISIS FUNCIONAL DE OPERATIVIDAD (HAZOP)

La técnica del HAZOP fue desarrollada en el Reino Unido en la década del 60, por la compañía Imperial Chemical Industries en el estudio de procesos químicos. Las demás metodologías de análisis de riesgos han surgido a partir de ésta. La selección de la técnica PHA de identificación de riesgos a aplicar se realiza en función del propósito del análisis, resultados deseados, información disponible, complejidad de la instalación, etapa del desarrollo de la instalación y otros factores. De todas las metodologías, el HAZOP es el método más completo y riguroso por lo que es generalmente la técnica preferida por las empresas. El análisis de HAZOP se basa en identificar cuatro elementos clave: La fuente o causa del riesgo. La consecuencia, impacto o efecto resultante de la exposición a este riesgo. Las salvaguardas existentes o controles, destinados a prevenir la ocurrencia de la causa o mitigar las consecuencias asociadas. Las recomendaciones o acciones que pueden ser tomadas si se considera que las salvaguardas o controles son inadecuados o directamente no existen. (Freedman, 2003) El estudio de HAZOP se basa en analizar en forma metódica y sistemática el proceso, la operación, la ubicación de los equipos y del personal en las instalaciones, la acción humana (de rutina o no) y los factores externos, revelando las situaciones riesgosas. Se enfoca en determinar cómo un proceso puede apartarse de sus condiciones de diseño y sus condiciones normales de operación, planteando las posibles desviaciones que pudieran ocurrir. Para cada riesgo identificado, se determina su probabilidad y severidad de ocurrencia y se realizan recomendaciones para mitigar o eliminar dichas situaciones peligrosas. La técnica del HAZOP es el método disponible de análisis de riesgos más riguroso, pero no puede proporcionar la seguridad completa de que todos los riesgos han sido

56

identificados ya que el resultado del estudio depende fundamentalmente de la performance del equipo. i.

Campo de aplicación

Se puede aplicar indistintamente a todo tipo de instalaciones ya sean nuevas, existentes o en casos de modificaciones de unidades en operación. En el caso de nuevas instalaciones, el estudio se puede realizar en cualquiera de las etapas del proyecto, como ser: diseño conceptual, durante la ingeniería básica o de detalle, o antes de la puesta en marcha. Se deberá tener en cuenta que los cambios resultantes del análisis van a tener distinto impacto en función del grado de avance del proyecto. Por lo tanto, es aconsejable realizarlo en una etapa temprana del proyecto una vez que estén definidos los ítems relevantes. También es posible utilizar una metodología menos rigurosa de análisis de riesgo en la etapa conceptual del proyecto de modo de encontrar los riesgos más importantes en un período corto de tiempo y luego realizar un HAZOP cuando la ingeniería básica esté avanzada. Es aconsejable que el estudio de HAZOP se repita varias veces durante la vida útil de una instalación sobre todo antes de realizar cualquier modificación al proceso. La intención general de este estudio es aplicar la técnica de identificación de riesgos de operabilidad a los procesos críticos de servicio petrolero, de una empresa que se dedica a la prestación de servicios de exploración y producción de crudo y gas, todo ello dentro de un marco legal local e internacional. Los objetivos específicos son: 

Identificar los riegos que presenta una instalación industrial para las personas, medio ambiente y los bienes materiales.



Deducir los posibles accidentes graves que pudieran producirse.



Determinar las consecuencias en el espacio y el tiempo, de los accidentes.



Analizar las causas de dichos accidentes.

57



Discernir sobre la aceptabilidad de las instalaciones y operaciones realizas en el establecimiento industrial.



Definir medidas y procedimientos de prevención y protección para evitar la ocurrencia y limitar sus consecuencias.



Cumplir los requisitos legales de las normativas nacionales e internacionales que persiguen los mismos objetivos. ii.

Tipos de metodología HAZOP

a) HAZOP de procesos. La técnica Hazop fue inicialmente desarrollada para evaluar plantas y sistemas de procesos. b) HAZOP de personal. Una familia de HAZOP especializados. Más centrado en los errores humanos que en las fallas técnicas. c) HAZOP de procedimientos. Revisión de los procedimientos o secuencias operativas. A veces denota un SAFOP - Estudio de seguridad operacional. d) HAZOP de software. Identificación de posibles errores en el desarrollo de software. iii.

Ventajas de la aplicación HAZOP en instalaciones industriales



No requiere prácticamente recursos, a exclusión del tiempo de dedicación.



El coordinador y los participantes mejoran el conocimiento de los procesos.



Es una técnica sistemática que puede crear desde un punto de vista de seguridad, hábitos metodológicos útiles.



Contribuye a la operación segura de las plantas con el máximo de disponibilidad.



Reduce la subjetividad en la identificación de peligros potenciales.



Alcanza diseños de instalaciones industriales con capacidad de respuestas a contingencias que pudiesen ocasionar condiciones inseguras, accidentes y daños a equipos.

58



Emplea un equipo multidisciplinar que incluye personas con experiencia real y las que pueden llevar a cabo acciones tratamiento de los riesgos.



Genera soluciones y acciones de tratamiento del riesgo.

59

3 3.1

CAPÍTULO III: MARCO PRÁCTICO

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL CAMPO YAPACANI

El campo Yapacaní está ubicado en la Provincia Ichilo del Departamento de Santa Cruz, sobre la margen izquierda del río Yapacaní en la Llanura Central. Dista desde la ciudad de Santa Cruz de la Sierra aproximadamente 125 km en línea recta con dirección Noreste. El nivel del terreno se encuentra a una altura promedio de 235 msnm y conforma una planicie boscosa con una ligera pendiente regional hacia el Norte; aunque localmente se observan suaves ondulaciones y una depresión hacia el Sudeste en dirección a la ribera del río Yapacaní.. El campo Yapacaní está situado en el lineamiento estructural conocido como el Boomerang Hills. Fue descubierto por la Bolivian Gulf Oil Co. en el año 1968, con la perforación del pozo YPC-X1, que resultó descubridor de importantes reservorios productores de gas y condensado en niveles arenosos del Terciario (Petaca), Cretácico (Yantata) y Devónico (Ar 1 y Ayacucho) y Silúrico (Sara). El primer pozo, que alcanzó niveles del sistema Silúrico, fue el YPC-X5, perforado por YPFB en el año 1981, mismo que resultó descubridor de un importante depósito comercial de hidrocarburos (Gas/Condensado) en el reservorio. Seguidamente, se perforó el pozo YPCX4, ubicado en el hundimiento Occidental de la estructura; el cual además de confirmar la productividad de los niveles someros Petaca y Yantata, verificó también la existencia de un anillo de petróleo por debajo del casquete gasífero en el reservorio Sara. El campo se encuentra en periodo de desarrollo y explotación considerando para este año la perforación de cinco pozos. Actualmente el campo cuenta con 26 pozos productores, 3 cerrados y 3 abandonados

60

FIGURA 20: UBICACIÓN CAMPO YAPACANI

Fuente: Informe de operación YPFB Andina S.A 2016

3.1.1

Composición del Gas Natural

La composición inicial obtenida de la recopilación de informes de YPFB Andina S.A. TABLA 7: COMPOSICION DE ENTRADA DEL GAS NATURAL Componentes

Porcentaje molar (%)

N2

0,94

CO2

0,04

H2O

0,00

C1

87,84

C2

5,52

C3

2,76

i-C4

0,47

n-C4

0,92

i-C5

0,31

n-C5

0,28

61

C6

0,33

C7+

0,59

Total

100,00

Fuente: Informe de operación YPFB Andina S.A 2016

3.1.2

Especificaciones del Gas de Venta

Las condiciones del gas de venta deben cumplir las especificaciones señaladas en la Tabla 5 TABLA 8: ESPECIFICACIONES GAS DE VENTA

Propiedad Presión de Salida de Gas

Valores Especificados

Método del Test

1000-1400

Variable

100

Máximo

0,58

Mínimo

0,69

Máximo

95

5 Máximo

ASTM D1142

Dióxido de Carbono (%)

2

Máximo Volumen

ASTM D1945

Nitrógeno (%)

2

Máximo volumen

ASTM D1945

Gas inerte (incluye dióxido

3,5

Máximo volumen

5

Máximo

ASTM D2385

15

Máximo

ASTM D2385

50

Máximo

ASTM D1072

(psi) Temperatura de Salida de Gas (°F) Gravedad Especifica

Contenido de vapor de

ASTM D3588

agua (mg/m3)

de carbono y nitrógeno) (%) Sulfuro de hidrógeno (mg/m3) Sulfuro de Mercaptano (mg/m3) Azufre Total (mg/m3)

62

Mercurio (µg/m3)

0,6

Máximo

Poder Calorífico Superior

970

Mínimo

ASTM D3588

32°F @ 640,11 psig

Máximo

ASTM D1142

(BTU/SCF) Punto de rocío

Fuente: [AND-IPOM-IN03 Informe Técnico Bases de diseño/ YPBF Andina]

3.1.3

Condiciones de Sitio

Las condiciones ambientales en donde se encuentra ubicada la planta de Yapacaní se representan en la Tabla 6 TABLA 9: CONDICIONES AMBIENTALES PLANTA YAPACANÍ Propiedad

Valor

Temperatura ambiente (min.- máx.)

50 º F hasta 105 º F

Temperatura promedio diaria

89,6 ºF

Velocidad de Diseño del viento

33.33 m/s (120 km/h)

Dirección predominante del viento

Norte

Temperatura del aire para el diseño de

105 ºF

Aeroenfriadores Máxima humedad Relativa

96 %

Promedio de Humedad Relativa alta

85 %

Promedio de Humedad Relativa Normal

56 %:

Promedio de Humedad Relativa Mínima

33 %

Fuente: [AND-IPOM-IN03 Informe Técnico Bases de diseño/ YPBF Andina]

63

3.2

GESTION DE CALIDAD DEL CAMPO YAPACANI

Actualmente la compañía está certificada bajo las normas ISO 9001:2008, ISO TS 29001:2010, OHSAS 18001:2007, ISO 14001:2004, con el cual la empresa Buereau Veritas, estas certificaciones ya han llegado a cumplir más de 10 años de mantenimiento y de maduración de sistema de gestión. Para que estas certificaciones se obtengan y se mantengan, uno de los pilares fundamentales es el apoyo por parte de la dirección (Directorio de YPFB Andina S.A.), los cuales definen los lineamientos a seguir durante toda la gestión. En YPFB Andina S.A. se han desarrollado herramientas acorde a la tecnología de nuestros tiempos y al liderazgo que tiene la compañía en el sector, una de las herramientas se denomina Sistema Integrado de Gestión (SIG), en la cual están todos los procedimientos a los cuales se rige la compañía, como ser: Producción, Ingeniería, mantenimiento, perforación, exploración, compras y contratos, comercial con un enfoque en medio ambiente, seguridad, salud, higiene industrial y calidad. El sistema integrado de gestión (SIG) es de uso común de todo el personal y puede cambiar en base a las necesidades del personal. La auditoría interna del sistema integrado de gestión es un examen global, detallado y sistemático de todos los elementos que intervienen en la gestión de la organización y su incidencia en los resultados de la organización utilizando como metodología el procedimiento de auditoria basados en la norma ISO 19011, las auditorías internas son exigentes, YPFB Andina S.A. ha formado a sus propios auditores internos al ser especialistas técnicos tienen los fundamentos teóricos para autoevaluarse. Anualmente se realiza una profunda revisión de la metodología de autoevaluación, con el fin de mejorar su alineación con la estrategia del negocio, asegurar la integración de todas las iniciativas de mejora, el seguimiento de los planes de acción y conseguir que la función calidad actué como elemento de gestión del cambio. Todo ellos apoyándose en la formulación de objetivos ambiciosos, ligados a la creación de valor y contando con un sistema de indicadores con los que poder realizar un seguimiento y afianzar los procesos de mejora continua y aumento de la eficiencia 64

En un afán de buscar la mejora continua para llegar a la excelencia es que YPFB Andina S.A, trabaja la gestión por procesos. Se forman equipos multidisciplinarios los cuales se reúnen en distintas ocasiones y tratan problemas críticos dentro de la empresa, de estos talleres que se realizan se procesan informes como análisis de causas, utilizando metodologías como los 5 porque, AMPE y otros. Con las cusas encontradas se resuelven alternativas de solución y son entregadas a la alta dirección para la toma de decisiones. 3.3

PRINCIPALES ACTIVIDADES DESARROLLADAS

El diseño de la certificación se desarrollo en etapas mencionadas en la siguiente tabla TABLA 10: DESARROLLO DEL DISEÑO DE GESTION DE LA MEDICION

Etapas

Programas/Actividades E0.1 Acciones planeadas

E0. Movilización del experto e E0.2Gestión de proyecto, informes y

inicio de contacto con el supervisor

aseguramiento de la calidad

del contrato E0.3 Coordinación con YPFB Andina E1.1 Planificación y de las visitas técnicas a !o: sistemas de medición e entrevista a personal involucrado

E1: Diagnóstico y plan de implementación

E1.2 Definición del plan de implementación E1.3 Presentación de resultados E2.1 Responsabilidad de las dirección y gestión

E2: Diseño y

de recursos

documentación del sistema de gestión de

E2.2 Confirmación metrológica y procesos de medición

las mediciones E2.3 Medición y mejora E3.1 Auditoria interna del sistema de gestión

65

E3.2. Plan de acción

E3: Definición de un plan de acción para la auditoria y precertificación

E3.3. Plan de certificación

de la norma ISO 10012 E4: Capacitación al personal

Diseño de los cursos

involucrado

Desarrollando de los cursos

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

3.3.1

Cooperación y esquema de trabajo

Para realizar el siguiente proyecto de grado se ha coordinado con el personal especializado en las áreas que se muestra en la siguiente tabla. TABLA 11: ACTIVIDAD Y COOPERACIÓN

Actividad / Cooperación Cooperación en la gestión de contrato e información para ejecución de las actividades. Coordinación y gestión en la ejecución de las actividades técnicas en el marco de la orden de servicio. Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

3.3.2

Diagnóstico y plan de implementación

3.3.2.1 Herramientas usadas y contenido Para desarrollar la actividad de levantamiento de información e identificación de oportunidades de mejora se ha usado las siguientes herramientas o una combinación de éstas:  Visitas a instalaciones;  Entrevistas;  Charlas presenciales y 66

 Listas de verificación FIGURA 21: PLAN SECUENCIAL DE DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES

Visita y

Visita

entrevistas Reunión

con el área de

inicial

mediciones

a

Entrevista a

Yapacani

área involucradas

Revisión de

(Sistemas,

documentos

con YPFB

gestión de

Andina

calidad)

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB AndinaLos

temas abordados en la actividad fueron

 Actividades y procesos que se realiza  Documentación con la que se cuenta  Sistemas de mediciones de fujos  Otras estrategias organizacionales 3.3.3

Productos generados

3.3.3.1 Determinación de las condiciones iniciales i.

Sistemas de medición

Los sistemas de medición que se definió en la reunión inicial fueron los que se muestra en la siguiente tabla. TABLA 12: DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA

Sistema de medición Medición flujos

Ubicación

de  1 sistema de Yapacani

Características

Los

sistemas

conformados fundamentales:

67

de por

medición tres

están

elementos

a) Elemento primario, constituido por el medidor constituido

(objeto por

de un

evaluación tubo

de

está

medición

horizontal de 8 pulgadas de diámetro nominal, con medidor de placa orificio), los tubos de medición y el acondicionador de flujo (El tubo de medición está constituido por dos tramos rectos aguas arriba (unidos por bridas), un tramo recto aguas abajo, con termopozo y sonda cromatográfica); b) Elemento secundario, el cual abarca los sistemas

de

medición

de

presión,

temperatura y densidad; y c) Elemento terciario, compuesto por el computador de flujo. Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina FIGURA 22: ESQUEMA DE UN BRAZO DE MEDICIÓN PARA UNA PLACA DE ORIFICIO

Fuente: Curso de diplomado en medición de hidrocarburos

68

FIGURA 23: BRAZO DE MEDICIÓN PARA UNA PLACA DE ORIFICIO

Fuente: Curso de diplomado en medición de hidrocarburos

3.3.3.2 Elementos para el diagnóstico. Los elementos que se ha usado se muestran en la siguiente tabla

69

TABLA 13: ELEMENTOS USADOS PARA REALIZAR EL DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

3.3.3.3 Criterios de medición usados Para determinar las condiciones iniciales se ha elaborado una lista de verificación con todos los requisitos de ISO 10012; para la calificación de cada uno de los aspectos considerados se ha tomado los criterios de ISO 9004 que se muestran en la siguiente tabla.

70

TABLA 14: CRITERIOS DE VALORACIÓN DE LOS ASPECTOS EVALUADOS

Descripción

Calificador

Cuando la información suministrada y/o evidencia muestra que el criterio es cumplido y/o está documentado e implementado en forma adecuada

Valor

Según ISO 9004

Requisito con repuesta Si Requisito con Sistemática Definido

4

Nivel 5

3

Nivel 4

2

Nivel 3

1

Nivel 2

0

Nivel 1

4

Nivel 5

documentalmente en forma correcta e Implantad, eficazmente.

Cuando la información suministrada y/o evidencia muestra

Requisito con Sistemática Definida

que el criterio se encuentra documentado, en etapa de

documentalmente en forma correcta

ajuste y se ha iniciado el proceso de implementación

pero No Implantada eficazmente

Cuando la información suministrada y/o evidencia muestra

Requisito con Sistemática Definida

que el criterio en proceso de análisis, planificación y/o en

documentalmente en forma Preliminar

etapa de toma de decisión, es decir se está trabajando, pero

y existen Actuaciones orientadas a la

no se tiene nada formalizado y/o documentado

implantación

Cuando la información suministrada y/o evidencia muestra

Requisito con Sistemática No Definida

que el criterio en proceso de análisis, planificación y/o en

documentalmente

etapa de toma de decisión, es decir se está trabajando, pero

Actuaciones

no se tiene nada formalizado y/o documentado

implantación.

Cuando la información suministrada y/o evidencia muestra

Requisito que No se ha Definido

que no se ha iniciado el proceso

sistemática alguna Ni se realizan

pero

orientadas

existen a

la

Actuaciones relativas a la implantación del

requisito

y/o

Requisito

con

repuesta No Cuando la información suministrada y/o evidencia muestra

Requisito que No es de aplicación al

que el criterio no es de aplicación de la entidad / organismo

laboratorio

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

Como base para la calificación se ha considerado las entrevistas en campo, registros y análisis de la información suministrada por el YPFB Andina S.A. 3.3.3.4 Estado inicial del sistema de gestión de las mediciones La calificación de cada uno de los requisitos se muestra en la siguiente tabla e

71

ilustración, en el anexo 2 se muestra la lista de verificación con todo el nivel de detalla. TABLA 15: ESTADO DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS USADOS PARA EL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES Elemento de ISO

Sigla

10012

Interpretación

Calificación

Según ISO 9004

Requisito con Sistemática Definida 4. Requisitos

4.

generales

Requisitos

generales

DPA

documentalmente en forma Preliminar y existen Actuaciones orientadas a la

2,00

Nivel 3

1,50

Nivel 2

1,00

Nivel 2

1,00

Nivel 2

1,00

Nivel 2

2,20

Nivel 3

1,55

Nivel 2

1,83

Nivel 2

0,80

Nivel 1

1,18

Nivel 2

implantación

5.1.

Función

metrológica

5.2.

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentación ente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

Enfoque

al

cliente

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

5. Responsabilidad de la dirección 5.3. Objetivos de la calidad

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

5.4. Revisión por la dirección

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

Requisito con Sistemática Definida 6.1.

Recursos

humanos

DPA

documentalmente en forma Preliminar y existen Actuaciones orientadas -, la implantación

6.2. 6. Gestión de los

Recursos

de

información

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

recursos 6.3.

Recursos

materiales

6.4.

Proveedores

externos

7.

Confirmación

metrólogica

y

7.1.

Confirmación

metrológica

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

Requisito que No se ha Definido sistemática NDNA

alguna Ni se realizan Actuaciones relativas a la implantación del requisito

Requisito con Sistemática No Definida NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

realización de los

72

procesos

de

medición

Requisito con Sistemática Definida 7.2.

Proceso

de

medición

DPA

documentalmente en forma Preliminar y existen Actuaciones orientadas a la

2,08

Nivel 3

0,38

Nivel 1

1,00

Nivel 2

2,09

Nivel 3

2,00

Nivel 3

2,00

Nivel 3

implantación

7.3. Incertidumbre de la

medición

y

Requisito que No se ha Definido sistemática NDNA

alguna Ni se realizan Actuaciones relativas a la

trazabilidad

implantación del requisito

Requisito con Sistemática No Definida 8.1. Generalidades

NDA

documentalmente pero existen Actuaciones orientadas a la implantación

Requisito con Sistemática Definida 8.2.

Auditoria

y

seguimiento

DPA

documentalmente en forma Preliminar y existen Actuaciones orientadas a la implantación

8. Análisis y mejora del

sistema

gestión

de

mediciones

de las

Requisito con Sistemática Definida 8.3. Control de las no conformidades

DPA

documentalmente en forma Preliminar y existen Actuaciones orientadas a la implantación

Requisito con Sistemática Definida 8.4. Mejora

DPA

documentalmente en forma Preliminar y existen Actuaciones orientadas a la implantación

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

En general las condiciones metrológicas del puente de medición visitados son del 37%, es decir Requisito con Sistemática No Definida documentalmente, pero existen Actuaciones orientadas a la implantación" (NDA). Según el criterio de ISO 9004, corresponde a un nivel 1 lo que significa que "No hay un enfoque sistémico para la organización de las actividades del sistema de gestión de las mediciones, teniendo implementado algunos procesos e instrucciones de trabajo básicos"'. Los resultados de la valoración solo están relacionados con los sistemas de medición que se muestran en la tabla 13, no refleja el estado y/o tiene vinculación a otros procesos que tiene como parte de sus operaciones YPFB Andina S.A. Las calificaciones que se dan en la tabla 14 y grafica 1 son valores medios de las 73

condiciones encontradas en los sistemas de medición antes mencionados, GRAFICA 1: ESTADO DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS USADOS PARA EL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES 1111134 107109 105 3.5 103 101 3 99 2.5 97 2 95 1.5 93 91 1 89 0.5 87 0 85 83 81 79 77 75 73 71 69 67 65 63 61 59

1

3 5 7 9

57 55 53

51

11

49

13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

Nivel de cumplimiento %

GRAFICA 2: NIVEL DE CUMPLIMIENTO DE CADA UNO DE LOS REQUISITOS DE ISO 10012 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

74

En a las ilustraciones anteriores el área azul es el estado del sistema de las mediciones según ISO 10012. Los números de la figura 21 corresponden a cada requisito evaluado según lista de verificación del anexo 1 3.3.3.5 Plan estratégico de implementación i.

Diseño del plan

En función de la información levantada y lineamiento de la propuesta técnica se ha redefinido el plan de implementación de tal manera que se alcance el objetivo del diseño del sistema gestión de las mediciones según ISO 10012, para ello se ha considerado criterios de ISO 10005, ISO 10006 y los criterios e información levantada en la fase 1 (en el anexo 2 se muestra este plan). Este plan contempla.  Definición de objetivos  Meta,  Programas,  Recursos responsables,  Indicadores y  Cronograma 3.3.4

Diseño y documentación del sistema de gestión de las mediciones

3.3.4.1 Herramientas usadas y contenido Según plan de trabajo, se ha desarrollado las siguientes etapas. E2: Diseño y documentación del sistema de gestión de las mediciones.

75

FIGURA 24: ACTIVIDADES PREVISTA PARA EL DESARROLLO DE LA ETAPA E2.

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

3.3.5

Productos generados

3.3.5.1 Determinación de las condiciones iniciales i.

Documentos requeridos según ISO 10012.

Los principales numerales y estructura de la norma ISO ISO 10012 para el diseño de sistema de gestión de las mediciones se muestra en la siguiente figura: FIGURA 25: DISEÑO DE UN SISTEMA DE GESTION DE LAS MEDICIONES ISO 10012

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

76

Los principales tipos de documentos que son parte del sistema de gestión de las mediciones son los mostrados en la siguiente ilustración. FIGURA 26: TIPOS DE DOCUMENTOS QUE SON PARTE DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

3.3.5.2 Documentos revisados En función del lineamiento dados en el apartado anterior, el experto a solicitado la documentación existente en YPFB Andina para la revisión y ajuste en función de los criterios de ISO 10012. El objetivo de la revisión se ha centrado fundamentalmente en criterios establecidos en ISO 10012, ISO 10013 e ISO 313001, los aspectos considerados fueron:  Identificar si el contenido y su estructura puede usarse para implementar los procesos del sistema de gestión de las mediciones  Identificar oportunidades de mejora y realizar ajustes  Identificar la necesidad de crear nuevos documentos Para realizar la revisión se ha solicitado al responsable de gestión los documentos en formato electrónico y los resultados de las revisiones se muestran en la siguiente tabla. 77

TABLA 16: RESULTADO DE LA REVISIÓN DE LOS DOCUMENTOS Tipo de documento

Nombre y tipo de documento

Manual

Manual de funciones

Contenido y estructura Suficiente

X

Insuficiente Manual

Manual de la organización

Suficiente

X

X

DOCUMENTACIÓN NORMATIVA Suficiente Procedimiento Y SU CONTROL SIN CONTROL Insuficiente DE CAMBIOS

X

Procedimiento de Auditorias al SIG

Procedimiento

Procedimiento NO CONFORMIDAD ACCIONES CORRECTIVAS Y PREVENTIVAS

Procedimiento

Procedimiento registro

Suficiente

Procedimiento

Manejo del cambio sin control de cambios

X

Procedimiento

Procedimiento

Procedimiento

Procedimiento

Procedimiento

Procedimiento

Procedimiento

Procedimiento de evaluación al desempeño Reclutamiento y selección de personal

No necesario Necesari o

X

No necesario

Necesari as

Necesari o

No necesario

Necesari as

Necesari o

No necesarias

Suficiente

Insuficiente X

Suficiente

X

Suficiente

X

Insuficiente

No necesario

Suficiente

X

Necesari o

X

No necesario

Necesari as

Necesari o

X

No necesario

Necesari as

Necesari o

No necesarias

Suficiente

Insuficiente X

Revisión de los requisitos del producto

Suficiente

Procedimiento gestión proveedores

Suficiente

X

X

Gestión de contratación de bienes Suficiente y servicios Insuficiente Procedimiento documento de medición

Suficiente

Procedimiento Gestión de acciones de mejora

Suficiente

Procedimiento control de la producción y el servicio

Suficiente

X

Insuficiente X

Insuficiente

Insuficiente

No necesario Insuficiente No necesario Necesari o

X

No necesario

Necesari as

Necesari o

X

X

Insuficiente

No necesarias

No necesario

Necesari as

Necesari o

X

X

Insuficiente

No necesarias

Insuficiente

X

Necesari o

X

Necesari as

Insuficiente X

Insuficiente

No necesarias Insuficiente

X

Necesari o

Necesari as

X

Insuficiente No necesario

X

No necesarias Insuficiente

X

Necesari o

No necesarias Insuficiente

Insuficiente No necesario

X

Necesari as

Insuficiente

X

Necesari o

No necesarias Insuficiente

Insuficiente No necesario

X

Necesari as

Insuficiente

X

Necesari o

No necesarias Insuficiente

X

Insuficiente No necesario

X

Necesari as

Insuficiente

X

Insuficiente

No necesarias X

X

Insuficiente

No necesarias

Necesari as

Insuficiente

Insuficiente No necesario

Insuficiente

X

Necesari o

X

Necesari as

Insuficiente X

Insuficiente

No necesarias Insuficiente

X

Necesari o

No necesarias Insuficiente

X

Insuficiente No necesario

X

Necesari as

Insuficiente

X

Insuficiente

No necesarias X

X

Insuficiente

No necesarias X

X

Insuficiente

Necesari as

Necesari as

Insuficiente Procedimiento

X

No necesarias

Insuficiente

Insuficiente

Suficiente

Capacitación

Necesari o

Insuficiente

Insuficiente Procedimiento

No necesario

Necesari as

Insuficiente

Procedimiento requisitos legales y Suficiente de otro tipo Insuficiente

Procedimiento

No necesarias Insuficiente

Insuficiente Procedimiento

Resultado de la revisión Oportunidades de Nuevo documento mejora y ajustes

X

Insuficiente

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

78

Según muestra la tabla e ilustración anteriores el 73% de los documentos tienes una estructura suficiente y el 100% requieren ser mejorados para contar con los niveles de exigencia para la implementación de los procesos del sistema de gestión de las mediciones; en este caso las recomendaciones de mejora se muestran en formato electrónico directamente en el documento, según anexo A de este proyecto. Los documentos que no cuentan con la estructura/contenido adecuado, se ha procedido a realizar el diseño y elaboración de nuevos documentos según los que se describe. 3.3.5.3 Calculo de la incertidumbre Los datos de la Tabla 17 son los datos para el cálculo de la placa de orificio, tanto datos de entrada como se salida TABLA 17: DATOS PARA EL CALCULO DE LA PLACA DE ORIFICIO Magnitud de entrada

Datos de entrada

Coeficiente de descarga (adm)

0,6036

Presión Estática (kg/cm2)

100,2

Presión diferencial (kg/cm2)

1,0332

Coeficiente de expansibilidad (adm)

0,6036

Densidad del Caudal (lb/ft3)

0,1713

Temperatura (°C)

42,2

Diámetro de la placa a To (pulg)

8,9987

Diámetro de la tubería a To (pulg)

14,3199

Coeficiente de expansión de placa (1/°K)

17e-6

Coeficiente de expansión de la tubería (1/°K)

12e-6

Viscosidad Dinámica (cp)

0,24

Exponente Isentropico

1,31745

Relación de Diámetro (beta)

0,5935

Numero de reynolds

448514,484

Velocidad del caudal (pies/s)

46,6687

Fuente: Hoja de datos para la placa de orificio (Campo Yapacani)

La Tabla 18 es la base para el cálculo de flujo del gas en el puente de medición, por lo tanto son variables cada cierto tiempo, por este motivo se debe calcular la incertidumbre de cada dato obtenido del puente de medición. 79

De acuerdo con los datos extraídos del puente de medición de transferencia de custodia se realiza cálculos para obtener la incertidumbre, para realizar la calibración del medidor de flujo con los siguientes pasos: TABLA 18: DATOS PARA EL CALCULO DE PLACA DE ORIFICIO Magnitud de entrada – Fuente de

Incertidumbre

incertidumbre Coeficiente de descarga (adm)

0,00214

Presión Estática (kg/cm2)

0.4526

Temperatura (°C)

0.137

Densidad del Caudal (lb/ft3)

0,000258

Coeficiente de expansión de placa (1/°K)

0,00003

Coeficiente de expansión de la tubería (1/°K)

0,00025

Viscosidad Dinámica (cp)

0,000000124

Exponente Isentropico

0,01317

Coeficiente de expansibilidad (adm)

0,000823

Fuente: Elaboración de la hoja de datos para la placa de orificio (Campo Yapacani)

1° Promedio Determinación el promedio con la ecuación 2.5 para la presión estática, temperatura y caudal de producción -

Presión estática (Kg/cm2) 𝑋̅ =

-

∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 = = 97,5 𝑛 30

Temperatura (°C) 𝑋̅ =

∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 = = 41,5 𝑛 30 80

-

Caudal (m3/d) 𝑋̅ =

∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 = = 14478018 𝑛 30

2° Desviación estándar -

Presión estática (Kg/cm2) (∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 )2 𝑛 2 ∑ 𝑋 − √ 𝑖=1 𝑖 𝑛 𝑆= = 19.893 𝑛−1

-

Temperatura (°C)

𝑆= -

(∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 )2 𝑛 = 8.466 𝑛−1

𝑛 2 √∑𝑖=1 𝑋𝑖 −

Caudal (m3/d)

𝑆=

(∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 )2 𝑛 = 5500187,39 𝑛−1

n 2 √∑𝑖=1 𝑋𝑖 −

3° Grados de libertad Con los grados de libertad v=29 se ingresa a la tabla de t student

81

TABLA 19 DISTRIBUCIÓN DE LA T DE STUDENT

Fuente: Análisis de los sistemas de Medición

-

Presión estática (Kg/cm2) 𝐸𝑥 = (1.3114)0.29 , 29

19.893

2

-

Temperatura(°C) 𝐸𝑥 = (1.3114)0.29 , 29 2

-

√30

8.466 √30

Caudal (m3/d) 𝐸𝑥 = (1.3114)0.29 , 29 2

82

5500187,390 √30

Finalmente -

Presión estática (Kg/cm2) 𝑃 = 97,5 ± 0.4526

-

Temperatura (°C) 𝑇 = 41,5 ± 0.137

-

Caudal (m3/d) 𝑄 = 14478018 ± 156259,56

Error porcentual -

Presión estática (Kg/cm2) 𝐸𝑝 =

-

0.4526 𝑥 100 = 0.46% 97,5

Temperatura (°C) 𝐸𝑝 =

-

0.137 𝑥 100 = 0.33% 41,5

Caudal (m3/d) 𝐸𝑝 =

156259,56 𝑥 100 = 1,09% 14478018

3.3.5.4 Diagnóstico de resultados En la tabla 20 se realiza una tabla comparativa de los resultados realizados con los cálculos de la incertidumbre con respecto a la tolerancia máxima según el AGA 3.

83

TABLA 20 CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS

Fuente: Elaboración propia

3.3.5.1 Nuevos documentos En función de los resultados descritos en 3.3.5.2, se ha procedido a la elaboración de nuevos documentos, con el fin de contar con procedimientos y formularios que cumplan con los niveles de exigencia de ISO 10012, los mismos se muestran en la siguiente tabla. TABLA 21: NUEVOS DOCUMENTOS ELABORADOS Tipo de documento Procedimiento

Nombre interno

Formularios vinculados

ASEGURAMIENTO DE CALIDAD EN LAS MEDICIONES

Procedimiento

ESTIMACIÓN

DE

INCERTIDUMBRE

1 Control de precisión 2 Control del índice de capacidad de medición

LA EN

1 Estimación de incertidumbre de las mediciones

CALIBRACIONES INTERNAS Procedimiento

TRAZABILIDAD METEREOLOGICA

1 Definición de requisitos EN

2 Evaluación de los datos del certificado de calibración

CALIBRACIONES INTERNAS 3 Cartas de trazabilidad Procedimiento

VERIFICACIÓN DE MÉTODOS

1 Análisis de método normalizados

84

DE CALIBRACIÓN

2 Estudio de precisión- Repetibilidad 2 Estudio de precisión-Reproducibilidad interna 3 Informe de verificación

Procedimiento

VERIFICACIÓN

DE

MANÓMETROS Procedimiento

VERIFICACIÓN

DE

TERMÓMETROS Procedimiento

GESTIÓN

METROLÓGICA

DE

EQUIPOS Y PATRONES

Procedimiento

1 Verificación de manómetros

1 Verificación de termómetros

1 Determinación de intervalos de calibración Método 2 2 Verificación de patrones de referencia

ELABORACIÓN

DE

CERTIFICADOS

DE

1 Protocolo de medición 2 Cálculos de calibración

CALIBRACIÓN 3 Certificado de calibración

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

Los documentos mencionados en la anterior hoja se muestran en el anexo B 3.3.6

Definición de un plan de acción para la auditoria y pre certificación de la norma iso 10012

3.3.6.1

Metodología desarrollada

Según plan de trabajo, se ha desarrollado las siguientes etapas. FIGURA 27 ACTIVIDADES PREVISTA PARA EL DESARROLLO DE LA ETAPA E3.

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

85

3.3.7

Productos generados

3.3.7.1 Diseño y planeación i.

Principales actividades.

Las principales actividades a desarrollase para el diseño e implementación de] sistema de gestión de las mediciones según ISO 10012, se muestra en la siguiente ilustración. FIGURA 28: PRINCIPALES ACTIVIDADES DEL PLAN PARA LA PRE-CERTIFICACIÓN

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

Se ha establecido un cronograma de implementación donde se ha definido objetivos, metas, programas, recursos responsables, indicadores y niveles de avances proyectados. En el anexo A se muestra el plan de implementación de las actividades y el apartado 3.3.7.3 se muestra los criterios específicos a ser trabajado por cada actor. 3.3.7.2 Principales recursos y presupuesto Los principales recursos para cada actividad se describen en el anexo A y en el anexo B se muestra el presupuesto estimado para la implementación. Los costos son estimativos y pueden sufrir variaciones dependiendo de las condiciones reales de cada actor en el momento trabajar en los criterios establecidos 3.3.7.3 Gestión de riesgos Siguiendo criterios de ISO 31010, ISO 73 e ISO 10006 se ha establecido una matriz de riesgos de operación que pueden afectar la implementación de¡ programa, en el anexo C se muestra este análisis. 86

GRAFICA 3: DIAGRAMA DE PARETO DE CONSECUENCIAS

Fuente: Dato obtenido del informe “Provisión del Diseño de un sistema de gestión para el campo Yapacani” TABLA 22: DATOS DE EVALUACIÓN PARA DIAGRAMA DE PARETO DE CONSECUENCIAS

Fuente: Dato obtenido del informe “Provisión del Diseño de un sistema de gestión para el campo Yapacani”

87

GRAFICA 4: DIAGRAMA DE PARETO DE EVENTOS/RIESGOS

Fuente: Dato obtenido del informe “Provisión del Diseño de un sistema de gestión para el campo Yapacani TABLA 23: DATOS DE EVALUACIÓN PARA DIAGRAMA DE PARETO DE EVENTOS/RIESGOS

Fuente: Dato obtenido del informe “Provisión del Diseño de un sistema de gestión para el campo Yapacani

88

3.3.8

Criterios de implementación

3.3.8.1 E1: Mediciones en los procesos i.

Objetivo

Objetivo de esta etapa es el "Establecimiento de lineamientos y criterios de medición y evaluación de conformidad a ser implementado por los involucrados en las mediciones de los procesos". Para alcanzar este objetivo, esta etapa contempla como el inicio las siguientes actividades FIGURA 29: ACTIVIDADES. DE LA ETAPA 1 DEL PLAN DE PRE-CERTIFICACIÓN

E1.1. Criterios

E1.2.

Sistema de

de medición y

Implementación

gestión de las

evaluación de la

de los criterios

mediciones en

conformidad

los procesos de

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

ii.

Descripción de actividades

a. Criterios de medición y evaluación de la conformidad 

Requisitos metrológicos aplicables

Los requisitos metrológicos especificados por YPFB Andina en los sistemas de medición visitados en la etapa 1, se derivan de los requisitos para el producto y las normas de ensayos definido por la reglamentación. Estos requisitos son necesarios tanto para el equipo de medición como para los procesos de medición Se recomienda trabajar y mejorar la descripción entre requisitos metrológicos de los equipos y proceso de medición; en la siguiente ilustración se muestra una orientación.

89

FIGURA 30: REQUISITOS METROLÓGICOS DE EQUIPOS Y PROCESO DE MEDICIÓN

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina



Plan de implementación

Para cada sistema de medición ya sea hidrocarburos gaseosos o hidrocarburos líquidos, se debe analizar cuál es la situación real se los criterios dados en Criterios de medición y evaluación de la conformidad, y seguir los lineamientos del plan de implementación que se describe en el anexo A. 3.3.8.2 E2: Mediciones de confirmación metrológica i.

Objetivo

Objetivo de esta etapa es el "Establecimiento de lineamientos y criterios de medición y evaluación de conformidad a ser implementado por los involucrados en las mediciones de confirmación metrológica". Para alcanzar este objetivo, esta etapa contempla como el inicio las siguientes actividades FIGURA 31: ACTIVIDADES DE LA ETAPA 2 DEL PLAN DE PRE-CERTIFICACIÓN

E1.1. Criterios de

E1.2. Implementación

Sistema de gestión de

medición y evaluación

de los criterios

las mediciones de

de la conformidad

confirmación metrologica

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

90

ii.

Descripción de actividades

a. Criterios de medición y evaluación de la conformidad 

Requisitos metrológicos aplicables

Los requisitos metrológicos de la confirmación metrológica para las principales magnitudes de medición en los sistema de medición visitados durante la etapa 1, se derivan de los requisitos para el producto y las normas asociadas a los productos. Estos requisitos son necesarios tanto para el equipo de medición como para los procesos de medición Se recomienda trabajar y mejorar la descripción entre requisitos metrológicos de los equipos y proceso de medición; en la siguiente ilustración se muestra una orientación. 

Plan de implementación

Para responsable de realizar mediciones de confirmación metrológica de las magnitudes del los sistema de medición sea hidrocarburos gaseosos o hidrocarburos líquidos debe analizar cuál es la situación real se los criterios dados en E2.1, y seguir los lineamientos del plan de implementación que se describe en el anexo A. 3.3.8.3 E3: Función metrológica i.

Objetivo

Objetivo de esta etapa es el Establecimiento de lineamientos y criterios de medición y evaluación de conformidad a ser implementado por la función metrológica. Para alcanzar este objetivo, esta etapa contempla como el inicio las siguientes actividades. FIGURA 32: ACTIVIDADES DE LA ETAPA 3 DEL PLAN DE PRE-CERTIFICACIÓN

E3.1. Criterios de

E3.2.

medición y

Implementación

evaluación de la

de los criterios

Sistema de gestión de las mediciones diseñado e implementado en YPFB Andina

conformidad

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

91

ii.

Descripción de actividades

a. E3.1 Criterios de medición y evaluación de la conformidad 

Criterios a para la FUNCIÓN METROLOGICA

Para la aplicación de estrategias para el trabajo colaborativo las distintas áreas de YPFB Andina que pude tener vinculación el sistema de gestión de las mediciones, se plantea lo siguientes criterios: Definir lineamientos para resolver las deficiencias encontradas en error máximo permitido  Sensibilizar al cliente final  Investigación de referentes de laboratorios proveedores de servicios de calibración a nivel internacional  Multiplicar el conocimiento de los cursos desarrollados en la etapa 4 del contrato de servicios  Fortalecimiento de capacidades técnicas mediante la certificación de competencias para los involucrados en los procesos de medición y confirmación metrológica  Analizar un potencial proveedor de¡ servicio de certificación (Organismos de Certificación)  Capacitación, realizar y/o duplicar curso sobre ISO 10012  Evidenciar en reglamentos y/o contratos el error máximo permitido  Identificar y clasificar las actividades de calibración realizadas por personal de  YPFB Andina S.A. de acuerdo con sus capacidades de medición y calibración Definir lineamientos para resolver las deficiencias encontradas en incertidumbre permitida  Multiplicar el conocimiento de los cursos desarrollados en la etapa 4 del contrato de servicios

92

 Fortalecimiento de capacidades técnicas mediante la certificación de competencias para los involucrados en los procesos de medición y confirmación metrológica Lineamiento sobre capacidades instaladas de confirmación metrológica en YPFB Andina  Diagnóstico sobre necesidades metrológicas en las reglamentaciones.  Diagnóstico para determinar la capacidad instalada de medición y calibración en YPFB Andina.  Diagnóstico de prácticas en aseguramiento metrológico con base en fuentes de información y referencias aplicables.  Selección o preparación de competencias del personal involucrado PC Auditorias  Cooperar con el sistema de gestión integrado para la auditoria interna  Cooperar con el sistema de gestión integrado para la pre-auditoria certificación 

Sistema de gestión integrado

Para culminar la documentación, implementación y mantenimiento del sistema de gestión de las mediciones según ISO 10012, se plantea lo siguientes criterios: Lineamientos de gestión metrológica  Revisar y documentar los documentos técnicos requisitos metrológicos dentro de la actividad regulatoria.  Culminar con la revisión y aprobación de los documentos técnicos para el aseguramiento metrológico y los procesos asociados desarrollados en la etapa 2 M contrato.  Capacitar en la implementación al personal de los nuevos documentos técnicos Auditoria interna  Programar y realizar una auditoria interna del sistema de gestión de las mediciones; usar los profesionales capacitados en la etapa 4 del contrato. 93

 Elaborar e implementar el plan de acción para los hallazgos de auditoria. Auditoria de pre-certificación  Gestionar la contratación del Organismo de Certificación  Coordinar las fechas para la auditoria de certificación  Elaborar e implementar el plan de acción para los hallazgos de la pre-auditoria de certificación  Presentar el informe a la dirección. 

Dirección

Para asegurar la pre-certificación del sistema de gestión de las mediciones, se plantea lo siguientes criterios: Función metrológica  Se debe definir la función metrológica dentro de YPFB Andina S.A.  Definir responsabilidades y autoridad de la función metrológica Identificación de posibles sinergías con las distintas áreas de YPFB Andina S.A. en cuanto a las actividades vinculadas al sistema de gestión de las mediciones.  Sensibilización al personal áreas involucradas sobre el sistema de gestión de las mediciones  Coordinar la capacitación sobre los aspectos relevantes de ISO 10012.  Reuniones con las otras entidades de YPFB Comparación para la identificación dificultades sobre servicios de calibración Otros elementos que considera vinculados al sistema de gestión de las mediciones  Realizar proceso de formación de talento humano capacitado, para garantizar la trazabilidad, y evitar errores en el establecimiento de la trazabilidad de los laboratorios.

94

 Planteamiento de necesidades de capacitación, definición de perfiles y competencias, específicas para personal que interviene en los procesos de medición.  Formulación de programa, incluir certificación de personal. Realizar La aprobación de la documentación vinculada al sistema de gestión de las mediciones; documentos revisados, mejorados y elaborados en la etapa 2 del contrato 3.3.9

Resumen del plan

Este plan se centra en actividades para pre-certificación del sistema de gestión de las mediciones en YPFB Andina; el mismo consisten en 3 etapas y 18 actividades, tal como se muestra en resumen en la siguiente tabla. TABLA 24: RESUMEN DEL DISEÑO DEL PLAN PARA LA "CERTIFICACIÓN DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES EN YPFB ANDINA" Etapas

Programas/Actividades

Productos esperados

E1.1. Criterios de medición y evaluación de la E1: MEDICIONES EN

conformidad

LOS PROCESOS E21. Implementación de los criterios Sistema

de

gestión

E2: MEDICIONES DE

E2.1. Criterios de medición y evaluación de la

definido,

CONFIRMACIÓN

conformidad

implementado

y

METROLÓGICA

E2.2. Implementación de los criterios

mantenido

y

documentando

Auditoria

certificación E3.1. Criterios de medición y evaluación de la E3:

FUNCIÓN

conformidad

METROLÓGICA E3.2. Implementación de los criterios Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

95

3.3.10 Definición de un plan de acción para la auditoria y precertificación de la norma ISO 10012 3.3.10.1

Metodología desarrollada

Según plan de trabajo, se ha desarrollado las siguientes etapas E4: Capacitación al personal involucrado. FIGURA 33: ACTIVIDADE PREVIAS PARA EL DESARROLLO DE LA ETAPA E4

E2.1.

E2.2.

E2.3.

Planeación, diseño y

Ejecución de las

Evaluaciones y

preparación del

capacitaciones

preparación del

material

informe

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

Las capacitaciones se desarrollaran según las directrices de la norma ISO 10006, 150 10012, 150 10014, W 10015, ISO/IEC 17025, 150 99, 150/IEC 17065, ISO/IEC 17024; ISO/1EC 17020; ISO/IEC 17021-3, ILAG G24, guías OIML entre otras y experiencia del experto, la metodología usada fue: a) Métodos 1: Transferencia directa por el instructor  Teoría: Se realizó exposiciones en MS Power Point y con espacios para la participación activa de los asistentes  Para el desarrollo de talleres se ha entregado planillas electrónicas lo que ha permitido mejorar el nivel de aplicación y ejecución de los mismos. b) Método 2: Desarrolló nueve talleres de aplicación práctica con casos que ilustraron las actividades que realiza para la estimación de la incertidumbre y ejecución de auditorías internas. c) Durante el evento se tuvo la presentación de los talleres desarrollados por parte de profesionales y técnicos 96

En el anexo A, b y C se muestran las fichas técnicas de los cursos desarrollados; el material no se anexa a este informe debido a que el mismo fue entregado en formato digital, previo a la realización del evento. 3.3.11 Productos generados 3.3.11.1

Estructura de los cursos

En la siguiente tabla se muestra la estructura y datos técnicos de los cursos que se desarrollaran, El nivel de asistencia debe ser del 100%. TABLA 25: ESTRUCTURA Y DATOS TÉCNICOS DE LAS CAPACITACIONES

Nombre del evento

Datos Técnicos

"Estimación de incertidumbre en mediciones

de

hidrocarburos Metodología 40% de Teoría; 60% de práctica

gaseoso, hidrocarburos, líquidos y Duración: 16 horas procesos de calibración" "Estimación de incertidumbre en mediciones

de

hidrocarburos Metodología 40% de Teoría; 60% de práctica

gaseoso, hidrocarburos, líquidos y

Duración: 16 horas

procesos de calibración" Auditorias internas, basadas en la norma ISO 19011 del sistema de Metodología 40% de Teoría; 60% de práctica gestión de las mediciones según Duración: 24 horas norma ISO 10012; 2003 Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

97

3.3.11.2 i.

Personal capacitado y nivel de asimilación

Método de evaluación

Se ha usado criterios de ISO 10015 e 150 10004, y la misma constó de dos elementos. El nivel de asimilación por parte de los asistentes sobre los temas expuestos será medido mediante dos mecanismos  El desarrollo de los talleres; para ello se ha formado grupos de trabajo y luego se ha realizado la presentación y discusión de los mismos  Evaluación: Al final del evento se entregó una evaluación escrita.  encuesta para evaluar el evento y como parte de esta encuesta se colocó la siguiente pregunta ¿Cómo percibe su comprensión de los temas expuestos durante el evento? Esto permitió medir el nivel de asimilación. ii.

Personal capacitado

En general se capacitara a los profesionales sobre criterios y herramientas para la "Estimación de incertidumbre de en las mediciones de hidrocarburos líquidos y gaseosos" y "Auditorias internas, basadas en la norma ISO 19011 M sistema de gestión de las mediciones según norma ISO 10012:2003, Los registros de los asistentes fueron gestionados por personal de apoyo de YPFB Andina, en la siguiente tabla se muestra el personal capacitado. En el anexo A, B y C se muestra las listas de asistencia Como muestran los resultados, el evento tuvo una excelente aceptación, lo que permite concluir que la planificación, el contenido y el desarrollo del mismo estuvieron de acuerdo a las necesidades de los profesionales que asistieron. 3.3.11.3

Material entregado

Todo el material fue entregado en formato electrónico y el contenido del mismo fue:  Presentaciones diseñado por el instructor  Ejemplos de aplicación práctica

98

 Planillas electrónicas para el desarrollo de los talleres Los talleres desarrollados fueron entregados en formato digital a todos los participantes por el instructor. 3.3.12 Nivel de avance del servicio A la conclusión de las actividades de la etapa 4 el nivel de avance en la prestación del servicio es del 100%, según muestra la siguiente tabla. TABLA 26 SEGUIMIENTO AL DESARROLLO DEL SERVICIO Programas/Actividade

Etapas

Productos esperados

s E0.1

Acciones

planeadas E0.

Movilización

experto

e

inicio

del

E0.2Gestión

de

proyecto,

de

informes

contacto con el supervisor

aseguramiento

del contrato

calidad

de

y la

Mecanismo de comunicación

y

gestión del contrato definido

E0.3 Coordinación con YPFB Andina E1.1 Planificación y de las visitas técnicas a !o:

E1: Diagnóstico y plan de implementación

sistemas de medición e

Diagnóstico

entrevista a personal

Implementación de un Sistema de

involucrado

Gestión para la Gerencia Sectorial de

y

Operaciones

plan

de

Comerciales,

E1.2 Definición del plan

destinado a la auditoria y pre-

de implementación

certificación a la Norma ISO 10012 referida a medición dinámica

E1.3 Presentación de resultados

99

E2.1 de E2:

Diseño

documentación

y del

sistema de gestión de las mediciones

Responsabilidad las

dirección

y

gestión de recursos Diseño E2.2

Confirmación

metrológica y procesos

sistema

y

documentación

de

gestión

de

del las

mediciones

de medición E2.3 Medición y mejora E3.1 Auditoria interna

E3: Definición de un plan de acción para la auditoria y precertificación de la norma ISO 10012

del sistema de gestión

actividades y pasos a realizar para

E3.2. Plan de acción E3.3.

Plan

Plan de acción que recoja las

la auditoría - pre - certificación a la de

norma ISO 1001

certificación Diseño de los cursos E4:

Capacitación

personal involucrado

Fortalecimiento

al Desarrollando

de

los

al

personal

de

YPFB Andina con la capacitación en elementos puntuales técnicos.

cursos

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

100

CAPITULO 4. ANÁLISIS DE VIABILIDAD 3.4

VIABILIDAD TÉCNICA

Para determinar las condiciones iniciales se ha elaborado una lista de verificación con todos los requerimientos de la ISO 10012, para la calificación de cada uno de los aspectos considerados se ha tomado los criterios de ISO 9004, la grafica 1 se muestra el perfil de cumplimiento década requerimiento de la ISO 10012. En la gráfica 2 se muestra los niveles de cumplimiento con respecto a la calificación de la ISO 9004 GRAFICA 5: ESTADO DE CADA UNO DE LOS ELEMENTOS USADOS PARA EL SISTEMA DE GESTIÓN DE LAS MEDICIONES 113 109111 4 107 105 3.5 103 3 101 99 2.5 97 2 95 1.5 93 91 89 87

1

3 5 7

9

11

13

15 17 19 21 23 25 27 29

1 0.5 0

85 83 81 79 77 75 73

31 33 35 37 39 41 43 71

69

67

65 63 61 59

51 57 55 53

49

47

45

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

101

Nivel de cumplimiento %

GRAFICA 6: NIVEL DE CUMPLIMIENTO DE CADA UNO DE LOS REQUISITOS DE ISO 10012 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

Con los informes obtenidos de YPFB Andina S.A., de la pre evaluación para la certificación de del sistema de gestión de las mediciones ISO 10012:2003, se realizó un análisis de riesgos con el diagrama de Pareto con respecto al análisis de riesgos de operaciones que puedan afectar la implementación del programa, llegando a los resultados contrarrestar las gestiones de alcance del proyecto, integración del proyecto, eso para el estudio de riesgos, y planificación insuficiente para los eventos y riesgos. GRAFICA 3.1 DIAGRAMA DE PARETO DE CONSECUENCIAS

Fuente: Dato obtenido del informe “Provisión del Diseño de un sistema de gestión para el campo Yapacani”

102

GRAFICA 3.2 DIAGRAMA DE PARETO DE EVENTOS/RIESGOS

Fuente: Dato obtenido del informe “Provisión del Diseño de un sistema de gestión para el campo Yapacani

Para la certificación del puente de medición de transferencia de custodia del campo Yapacani mediante la determinación de las incertidumbres de los caudales, presión y temperatura, se realizó primero la selección del tipo de medidor, se verifico la incertidumbre, como se observó en la tabla. Los criterios de selección que se utilizaron para escoger a los campos candidatos para la certificación de los puentes de medición, fueron en función a sus respectivos historiales de producción, el arreglo mecánico y la adquisición de nuevos equipos para un puente de medición. TABLA 3.15 CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS

Fuente: Elaboración propia

103

A la conclusión de las actividades de la etapa 4 el nivel de avance en la prestación del servicio es del 100%, según muestra la siguiente tabla. Es recomendable tener conocimiento de las normas y del mantenimiento en cada equipo, para que cuando se decida cambiar los equipos de medición, se conozcan los efectos que ocurrirían en el momento de medir. Otra situación en donde es necesario saber el error que tiene cada equipo, es para tener en cuenta el momento para la calibración de los medidores en el puente de medición y así someter al campo a un análisis económico para determinar la rentabilidad de la de la normalización en esa condición y en caso de que resulte no rentable. Los beneficios que se pueden dar al momento de certificar un puente de medición será la reducción del error en todos los parámetros medidos, producir bajas incertidumbres, evitar la falta de manteamiento a largo plazo y la formación de equipos de trabajo sé que encarguen del mantenimiento y cumplimientos de las normas. TABLA 27 SEGUIMIENTO AL DESARROLLO DEL SERVICIO Programas/Actividade

Etapas

Productos esperados

s E0.1

Acciones

planeadas E0.

Movilización

experto

e

inicio

del

E0.2Gestión

de

proyecto,

de

informes

contacto con el supervisor

aseguramiento

del contrato

calidad

de

y la

Mecanismo de comunicación

y

gestión del contrato definido

E0.3 Coordinación con YPFB Andina

E1: Diagnóstico y plan de implementación

E1.1 Planificación y de

Diagnóstico

las visitas técnicas a !o:

Implementación de un Sistema de

sistemas de medición e

Gestión para la Gerencia Sectorial

entrevista a personal

de

involucrado

destinado a la auditoria y pre-

104

y

Operaciones

plan

de

Comerciales,

E1.2 Definición del plan

certificación a la Norma ISO 10012 referida a medición dinámica

de implementación E1.3 Presentación de resultados E2.1 de E2:

Diseño

documentación

y del

sistema de gestión de las mediciones

Responsabilidad las

dirección

y

gestión de recursos Diseño E2.2

Confirmación

metrológica y procesos

sistema

y

documentación

de

gestión

de

del las

mediciones

de medición E2.3 Medición y mejora E3.1 Auditoria interna

E3: Definición de un plan de acción para la auditoria y precertificación de la norma ISO 10012

del sistema de gestión

actividades y pasos a realizar para

E3.2. Plan de acción E3.3.

Plan

Plan de acción que recoja las

la auditoría - pre - certificación a la de

norma ISO 1001

certificación Diseño de los cursos E4:

Capacitación

personal involucrado

Fortalecimiento

al Desarrollando

de

los

al

personal

de

YPFB Andina con la capacitación en elementos puntuales técnicos.

cursos

Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina

105

3.5

EVALUACIÓN ECONÓMICA

Los costos relacionados con la certificación con la norma ISO 10012 propuesto en el presente trabajo de grado, implica la calibración y mantenimiento de los equipos de los equipos de un puente de medición de transferencia de custodia, por lo tanto no se requerirá realizar gastos para la implementación de la propuesta de cambio de algún equipo del puente de medición, en otras palabras la inversión inicial es de cero. Los ingresos del proyecto, provienen directamente de la venta del gas y condensado producido, cuyos valores son el precio de venta de gas a Brasil que es de 4.11 $us/MMBTU porque este es el país al cual se le vende la mayor parte del volumen de gas producido en Bolivia. Los costos de transporte y extracción para la venta, tanto para el gas como para el condensado, son obtenidos por la empresa operadora YPFB Andina. El costo de transporte para el gas fue tomado según el ANH (Agencia Nacional de Hidrocarburos), que es el ente regulador de las tarifas de transporte por ductos. TABLA 28: EGRESOS POR LA PRODUCCIÓN DE GAS NATURAL Item

Unidad

Costo de transporte del gas

0,25

($us/MPC) Regalías e Impuestos (%)

50

Tasa de interés (%)

10,5

Costo de producción del gas

50,00

($us/MMPC) Precio

de

venta

del

gas

4,11

($us/MMBTU)

FUENTE: Extraído del documento “Programa de trabajo y presupuesto 2012” (YPFB Andina S.A.)

Para calcular los ingresos por parte del gas, se calculó el poder calorífico que posee el gas en función a su cromatografía, como se puede ver en la siguiente tabla:

106

TABLA 29: PODER CALORÍFICO DEL GAS CONDENSADO DEL RESERVORIO PETACA

Componentes

Porcentaje molar (%)

Masa molecular

H.V. Yi*Mi

(tabla)(BTU/SCF)

(lb/lb-mol)

N2

0,94

28,00

0,26

0,00

CO2

0,04

44,00

0,02

0,00

H2O

0,00

34,08

0,00

0,00

C1

87,84

16,04

14,09

798,82

C2

5,52

30,04

1,66

89,35

C3

2,76

30,07

1,22

63,89

i-C4

0,47

44,10

0,27

14,10

n-C4

0,92

58,12

0,53

27,70

i-C5

0,31

58,12

0,22

11,47

n-C5

0,28

72,15

0,20

10,37

C6

0,33

86,18

0,28

14,53

C7+

0,59

111,27

0,66

35,40

Total

100,00

19,42

1065,63

FUENTE: Elaborado en base a la cromatografía del gas condensado

Se construirán dos flujos de caja, un flujo de caja en función de los equipos de un puente del puente de medición sin la calibración según la norma se producirían por meses mediante la aplicación de los caudales, y el otro flujo de caja en base a los equipos con la calibración. También se tomara en cuenta en el primer flujo de caja el error porcentual de calibración del 1,09% para el caudal de producción de gas y para el segundo flujo de caja un error de 0.25% según la norma AGA 3 para medidores de placa de orificio. En las siguientes tablas se encuentran el flujo de caja que se tendrían con y sin la aplicación de calibración según la norma AGA 3.

107

TABLA 30: FLUJO DE CAJA SIN LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (PRIMERA PARTE) Detalle

1

2

3

Datos de producción : Caudal de gas (MMft3/m)

681,852

659,652

650,098

Caudal de gas (MMft3/m)

652,055

630,825

621,688

674550,971

652588,680

643136,585

2,772

2,682

2,643

Costo de producción (MM$us)

0,033

0,032

0,031

Ganancia antes de impuestos (MM$us)

2,740

2,651

2,612

Costos de transporte MM$us

0,169

0,163

0,161

Regalías e impuestos (MM$us)

1,370

1,325

1,306

Egresos totales gas MM$

1,571

1,520

1,498

Ganancia después de impuestos

1,370

1,325

1,306

Flujo neto de fondo MM$

1,201

1,162

1,145

Factor de descuento 10,5%

0,905

0,819

0,741

Flujo de caja descontado (MM$)

1,087

0,952

0,849

Energía equivalente (MMBTU) INGRESOS Ingreso total gas (MM$us) GASTOS

OBLIGACIONES

FUENTE: Elaboración propia en base a los resultados anteriores

108

TABLA 31: FLUJO DE CAJA SIN LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (SEGUNDA PARTE) Detalle

4

5

6

7

8

Datos de producción : Caudal de gas (MMft3/m)

627,535

598,925

576,518

556,543

550,346

Caudal de gas (MMft3/m)

600,112

572,752

551,325

532,222

526,296

620815,776

592511,726

570345,246

550583,933

544453,486

2,552

2,435

2,344

2,263

2,238

Costo de producción (MM$us)

0,030

0,029

0,028

0,027

0,026

Ganancia antes de impuestos (MM$us)

2,522

2,407

2,317

2,236

2,211

Costos de transporte MM$us

0,155

0,148

0,143

0,138

0,136

Regalías e impuestos (MM$us)

1,261

1,203

1,158

1,118

1,106

Egresos totales gas MM$

1,446

1,380

1,328

1,282

1,268

Ganancia después de impuestos

1,261

1,203

1,158

1,118

1,106

Flujo neto de fondo MM$

1,106

1,055

1,016

0,980

0,970

Factor de descuento 10,5%

0,671

0,607

0,549

0,497

0,450

Flujo de caja descontado (MM$)

0,742

0,640

0,558

0,487

0,436

Energía equivalente (MMBTU) INGRESOS Ingreso total gas (MM$us) GASTOS

OBLIGACIONES

FUENTE: Elaboración propia en base a los resultados anteriores

El valor actual neto (VAN) se calculó mediante la sumatoria de los 8 flujos de cajas descontados de cada mes, el cual da un total de 5,751 MM$us, este monto llegaría a ser la ganancia aproximada que se obtendría si no se aplicarían los caudales óptimos de producción determinados. A continuación se puede observar el desarrollo de la obtención del VAN: 𝑛

𝐹𝑁𝐶𝑡 𝑉𝐴𝑁1 = ∑ ( ) − 𝐼0 (1 + 𝑖)𝑡 𝑡=1

𝑉𝐴𝑁1 = 5,751

109

MM$us

La relación beneficio/costo que se obtendría sin la aplicación de los caudales de producción es de 1,765. El valor calculado de la relación beneficio/costo quiere decir que por cada dólar invertido se recuperara el dólar invertido y además de una ganancia adicional de 0,765 centavos de dólar. A continuación se puede observar el desarrollo de la obtención del RBC: 𝑅𝐵𝐶1 =

𝑉𝐴(𝐼𝑛𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) 𝑉𝐴(𝐸𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) + 𝐼0

El cálculo de los ingresos y egresos se los realizo tomando en cuenta el factor de descuento, ósea la depreciación de su valor en el tiempo. 𝑉𝐴(𝐼𝑛𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) = 13,274 MM$us 𝑉𝐴(𝐸𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) = 7,522 MM$us 𝑅𝐵𝐶1 =

13,274 7,522 + 0

𝑅𝐵𝐶1 = 1,765

110

TABLA 32: FLUJO DE CAJA CON LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (PRIMERA PARTE) Detalle

1

2

3

4

Datos de producción : Caudal de gas (MMft3/m)

681,852

659,652

650,098

627,535

Caudal de gas (MMft3/m)

680,147

658,003

648,472

625,966

703612,458

680703,972

670844,655

647562,205

2,892

2,798

2,757

2,661

Costo de producción (MM$us)

0,034

0,033

0,032

0,031

Ganancia antes de impuestos (MM$us)

2,858

2,765

2,725

2,630

Costos de transporte MM$us

0,176

0,170

0,168

0,162

Regalías e impuestos (MM$us)

1,429

1,382

1,362

1,315

Egresos totales gas (MM$us)

1,639

1,585

1,563

1,508

Ganancia después de impuestos

1,4(29

1,382

1,362

1,315

Flujo neto de fondo (MM$us)

1,253

1,212

1,195

1,153

Factor de descuento 10,5%

0,905

0,819

0,741

0,671

Flujo de caja descontado (MM$)

1,134

0,993

0,885

0,773

Energía equivalente (MMBTU) INGRESOS Ingreso total gas (MM$us) GASTOS

OBLIGACIONES

FUENTE: Elaboración propia en base a los resultados anteriores

111

TABLA 33: FLUJO DE CAJA CON LA APLICACIÓN DE LA NORMA ISO 10012:2003 (SEGUNDA PARTE) Detalle

5

6

7

8

Datos de produccion : Caudal de gas (MMft3/m)

598,925

576,518

556,543

550,346

Caudal de gas (MMft3/m)

597,427

575,077

555,152

548,971

618038,739

594917,267

574304,584

567910,021

2,540

2,445

2,360

2,334

Costo de producción (MM$us)

0,030

0,029

0,028

0,027

Ganancia antes de impuestos (MM$us)

2,510

2,416

2,333

2,307

Costos de transporte MM$us

0,155

0,149

0,144

0,142

Regalías e impuestos (MM$us)

1,255

1,208

1,166

1,153

Egresos totales gas MM$

1,440

1,386

1,338

1,323

Ganancia después de impuestos

1,255

1,208

1,166

1,153

Flujo neto de fondo MM$

1,101

1,059

1,023

1,011

Factor de descuento 10,5%

0,607

0,549

0,497

0,450

Flujo de caja descontado (MM$)

0,668

0,582

0,508

0,455

Energía equivalente (MMBTU) INGRESOS Ingreso total gas (MM$us) GASTOS

OBLIGACIONES

FUENTE: Elaboración propia en base a los resultados anteriores

El valor actual neto (VAN) se calculó mediante la sumatoria de los 8 flujos de cajas descontados de cada mes, el cual da un total de 5,999 MM$us, este monto llegaría a ser la ganancia aproximada que se obtendría si no se aplicarían los caudales óptimos de producción determinados. A continuación se puede observar el desarrollo de la obtención del VAN: 𝑛

𝐹𝑁𝐶𝑡 𝑉𝐴𝑁2 = ∑ ( ) − 𝐼0 (1 + 𝑖)𝑡 𝑡=1

𝑉𝐴𝑁2 = 5,999

112

MM$us

La relación beneficio/costo que se obtendría sin la aplicación de los caudales de producción es de 1,765. El valor calculado de la relación beneficio/costo quiere decir que por cada dólar invertido se recuperara el dólar invertido y además de una ganancia adicional de 0,765 centavos de dólar. A continuación se puede observar el desarrollo de la obtención del RBC: 𝑅𝐵𝐶2 =

𝑉𝐴(𝐼𝑛𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) 𝑉𝐴(𝐸𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) + 𝐼0

El cálculo de los ingresos y egresos se los realizo tomando en cuenta el factor de descuento, ósea la depreciación de su valor en el tiempo. 𝑉𝐴(𝐼𝑛𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) = 13,845 MM$us 𝑉𝐴(𝐸𝑔𝑟𝑒𝑠𝑜𝑠) = 7,846 MM$us 𝑅𝐵𝐶2 =

13,845 7,846 + 0

𝑅𝐵𝐶2 = 1,765 Los ingresos cuando se aplican los la norma AGA 3 son respecto a los requerimientos ISO 10012:2003 para la producción determinados son mayores que cuando no se aplican, a continuación se puede apreciar el incremento de las ganancias Ganancia = VAN2 − VAN1 Ganancia = 5,999 MM$us − 5,751 MM$us Ganancia = 0,248 MM$us

Las ventajas que se obtienen por la aplicación de las normas que determinaron son por una parte una ganancia adicional de 0,248 MM$us. También se puede observar la diferencia de los dos flujos de cajas descontados que se tendrían con la implementación y sin la implementación. En la siguiente tabla se encuentra un cuadro resumen de comparativo de los dos flujos de caja proyectados.

113

TABLA 34: RESUMEN DE LA EVALUACIÓN ECONÓMICA DE LA PRODUCCIÓN DE GAS

Resultados sin la

Resultados con la

norma

norma

Incremento

VAN (MM$us)

5,751

5,999

0,248

RBC

1,765

1,765

-

Ingresos (MM$us)

13,274

13,845

0,571

Egresos (MM$us)

7,522

7,846

0,324

FUENTE: Elaboración propia en base a los resultados anteriores

114

4 4.1

CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES



Se recopilaron los principales datos para el cálculo de flujo de un medido de placa orificio para un puente de medición en el punto de transferencia de custodia del Campo Yapacani, características de la planta y de los fluidos aportados; requeridos para realizar los cálculos de la error e incertidumbre del equipo de medición . Se menciono de acuerdo al informe elaborado por la empresa operadora YPFB Andina se tiene: cuenta con las siguientes normas de calidad ELEMENTOS ADICIONALES ISO 10015 (Para capacitación) ISO 10018 (Para calificación de personal) ISO 10003 (Servicio al cliente) JCGM 1016 (Requisitos metrológicos) ISO 98 (Incertidumbre de las mediciones) ISO 22514 (Validación de procesos de medición) ISO 9004 ( Definición de criterios de evaluación)



Se propuso el sistema de gestión de las mediciones ISO 10012:2003, para la certificación del puente de medición de transferencia de custodia del Campo Yapacani, se describió la norma y se calificó cada uno con respecto a la documentación; Requisitos generales, Responsabilidad de la dirección recursos, Conformación metrológica, realización de los procesos de medición y Análisis y mejora del sistema de gestión de las mediciones

115



Se describió las características de los sistemas de medición de volumen y calidad de gas, se realizó un análisis HAZOP de gestión de riesgos con respecto a la certificación ISO 10012:2003 del puente de medición calificando la identificación, evaluación y planes de acción como resultado obtenido un nivel aceptable



Se verifico el equipo que es utilizado para la medición de transferencia de custodia y sus características según la tabla 12, señalando el elemento primario (medidor tipo placa orificio, tubo de medición), elemento segundario (presión estática, temperatura del fluido), también se identifico las fuentes de incertidumbre del medidor de placa orificio como se muestra en la . TABLA 35: DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA

Sistema de medición Medición flujos

Ubicación

de  1 sistema de Yapacani

Características

Los

sistemas

conformados

de por

medición tres

están

elementos

fundamentales: a) Elemento primario, constituido por el medidor constituido

(objeto por

de un

evaluación tubo

de

está

medición

horizontal de 8 pulgadas de diámetro nominal, con medidor de placa orificio), los tubos de medición y el acondicionador de flujo (El tubo de medición está constituido por dos tramos rectos aguas arriba (unidos por bridas), un tramo recto aguas abajo, con termopozo y sonda cromatográfica);

116

b) Elemento secundario, el cual abarca los sistemas

de

medición

de

presión,

temperatura y densidad; y c) Elemento terciario, compuesto por el computador de flujo. Fuente: Elaborado en base del Informe de Provicion de servicios del diseño de Gestion de las mediciones ISO YPFB Andina TABLA 36: DATOS PARA EL CALCULO DE PLACA DE ORIFICIO Magnitud de entrada – Fuente de incertidumbre

Incertidumbre

Coeficiente de descarga (adm)

0,00214

Presión Estática (kg/cm2)

0.4526

Temperatura (°C)

0.137

Densidad del Caudal (lb/ft3)

0,000258

Coeficiente de expansión de placa (1/°K) Coeficiente de expansión de la tubería (1/°K)

0,00003 0,00025

Viscosidad Dinámica (cp)

0,000000124

Exponente Isentropico

0,01317

Coeficiente de expansibilidad (adm)

0,000823

Fuente: Elaboración de la hoja de datos para la placa de orificio (Campo Yapacani)

117

4.2

RECOMENDACIONES 

Realizar un seguimiento constante en el comportamiento de la medición de los datos de presión, temperatura y caudal, para así tener una interpretación precisa de las condiciones y propiedades de los mismos.



Aplicar la selección de equipos de medición más modernos a los puentes de medición de transferencia de custodia para que en el futuro sean más confiables. Estudiar la posibilidad del mantenimiento de equipos de medición problemas de alta error e incertidumbre al momento de medir, ósea la calibración de equipos menos modernos.



Ajustar la calibración mensualmente de los equipos de medición puestos en el campo Yapacani, para cada punto de medición, con el fin de tener errores fuera de la norma de los equipos de medición así requiere la certificación.



Realizar un estudio para la certificación de la norma ISO 17025 de la Calidad en Laboratorios de Ensayos y de Calibración para la cromatografía de los fluidos, para conocer el efecto que se provocarían la certificación de esta norma con la ISO 10012 de Sistema de ge gestión de la medición



Realizar un análisis de la viabilidad económica sobre la aplicación de un nuevo medidor más moderno como ser el ultrasónico, con el fin de conocer si se puede minimizar las pérdidas por la certificación y incertidumbre.

118