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FACSA - Análisis degradación error global

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Análisis de la degradación del error global en contadores de agua.

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FACSA - Análisis degradación error global

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

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