Embed Size (px)
Citation preview
Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Maestría en Ingeniería Facultad de Ingeniería
2014
Modelo matemático de reconciliación de datos volumétricos en el Modelo matemático de reconciliación de datos volumétricos en el
control de balances y mediciones de hidrocarburos refinados para control de balances y mediciones de hidrocarburos refinados para
el Sistema de Transporte Pozos – Galán L14 de la el Sistema de Transporte Pozos – Galán L14 de la
Vicepresidencia de Transporte de Ecopetrol S.A Vicepresidencia de Transporte de Ecopetrol S.A
Yerli Jhohana Quiroz López Universidad de La Salle
Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/maest_ingenieria
Part of the Engineering Commons
Citación recomendada Citación recomendada Quiroz López, Y. J. (2014). Modelo matemático de reconciliación de datos volumétricos en el control de balances y mediciones de hidrocarburos refinados para el Sistema de Transporte Pozos – Galán L14 de la Vicepresidencia de Transporte de Ecopetrol S.A. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/maest_ingenieria/9
This Tesis de maestría is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Maestría en Ingeniería by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].
MODELO MATEMÁTICO DE RECONCILIACIÓN DE DATOS VOLUMÉTRICOS
EN EL CONTROL DE BALANCES Y MEDICIONES DE HIDROCARBUROS
REFINADOS PARA EL SISTEMA DE TRANSPORTE POZOS – GALÁN L14” DE
LA VICEPRESIDENCIA DE TRANSPORTE DE ECOPETROL S.A
ING. YERLI JHOHANA QUIROZ LOPEZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
MAESTRÍA EN INGENIERIA
BOGOTÁ D.C.
2014
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de
Maestría en Ingenieria
Director Temático
Ing. Maximiliano Bueno López
Mag. PhD.
Universidad de La Salle
Facultad de Ingeniería
Programa Maestría de Ingeniería
Bogotá D.C.
2014
3
Nota de aceptación:
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
__________________________________
Firma del presidente del jurado
__________________________________
Firma del jurado
__________________________________
Firma del jurado
Bogotá, 2014
4
AUTORIZACIÓN DE USO DE LA DOCUMENTACIÓN
Yo, Yerli Jhohana Quiroz López, mayor de edad, vecina de Bogotá D. C,
identificado con la Cédula de Ciudadanía No. 52908452 de Bogotá, actuando
en nombre propio, en mi calidad de autor del trabajo de grado, del trabajo de
investigación, o de la tesis denominada(o):
MODELO MATEMÁTICO DE RECONCILIACIÓN DE DATOS VOLUMÉTRICOS
EN EL CONTROL DE BALANCES Y MEDICIONES DE HIDROCARBUROS
REFINADOS PARA EL SISTEMA DE TRANSPORTE POZOS – GALÁN L14” DE
LA VICEPRESIDENCIA DE TRANSPORTE DE ECOPETROL S.A.
Hago entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos de ser el caso, en formato
digital o electrónico (CD o DVD) y autorizo a la UNIVERSIDAD SALLE para que
en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, decisión
Andina 351 de 1993, decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre la
materia, se utilice y use de manera RESTRINGIDA, los derechos patrimoniales de
reproducción, comunicación pública, transformación y distribución (alquiler,
préstamo público e importación) que me corresponden como creador de la obra
objeto del presente documento. La presente autorización se hace extensiva no
sólo a las facultades y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte
material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, óptico, uso en red,
Internet, extranet, intranet, etc., y en general para cualquier formato conocido o por
conocer.
Para constancia se firma el presente documento en dos (02) ejemplares del mismo
valor y tenor, en Bogota, a los treinta (31) días del mes Mayo del Dos Mil Catorce
2014.
EL AUTOR / ESTUDIANTE:
(Firma)…………………………….
Nombre: Yerli Jhohana Quiroz López
5
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme la vida y por seguir día a día mi camino y ser parte de él.
Gracias por esa fe que ha creado en mí que crece continuamente haciéndome
mejor persona, marchando bajo tus principios y leyes brindándome fuerza para
lograr cada objetivo que me propongo.
A Mi Familia por ese apoyo incondicional que siempre me han brindado y
enseñarme a luchar por metas y objetivos claros. ¡Ustedes son verdaderos
profesores de vida!
A mi mentor el Ing. Rohyman Pedro Ramos Mejia por brindarme seguridad,
confianza y la oportunidad de fortalecer mi carrera profesional. Gracias por
enseñarme y guiarme para conseguir los mejores resultados.
Al Doctor. Maximiliano Bueno López por el compromiso y la dedicación a este
proyecto al igual que la Universidad de la Salle por permitir realizar y culminar este
sueño tan importante para mi crecimiento profesional y personal.
A mi gran amigo y compañero Omar Yassed Cruz a quien agradezco todo el
apoyo, compromiso, dedicación y conocimiento brindado en el transcurso de este
proyecto de Maestría.
Mil y Mil Gracias.
Yerli Jhohana Quiroz López
6
DEDICATORIA
A mi Madre, hermanas y sobre todo mi hijo por todo el amor y compresión, son y
seguirán siendo mi fuente de inspiración en mi proyecto de vida; les debo todo lo
que soy, mi reflejo como profesional y como persona. Gracias por ser siempre
parte este gran logro.
A mi esposo Julian que siempre me esta apoyando y quien me brinda ese
sentimiento de cariño y ternura en cada momento de mi vida.
A todos aquellos que me brindaron ayuda y que aún siguen trabajando por mejorar
y lograr las metas que se proponen.
Atentamente,
Yerli Jhohana Quiroz López
7
CONTENIDO
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................................... 11
2. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................................... 12
3. OBJETIVOS .............................................................................................................................. 15
3.1 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................................... 15
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 15
4. ESTADO DEL ARTE ................................................................................................................. 16
5. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 19
5.1 Teoría de la Reconciliación de Datos ............................................................................... 22
5.2 Modelos Matemáticos para la Reconciliación de Datos ................................................... 23
5.3 Métodos de Minimización de Funciones ........................................................................... 25
5.4 Método de Incertidumbre .................................................................................................. 25
5.5 Ecuaciones de Incertidumbre ............................................................................................ 26
5.6 Balances Volumétricos ...................................................................................................... 26
6. MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................... 31
6.1 Proceso de Reconciliación ................................................................................................ 31
6.1.1 Utilidad de la Reconciliación de Datos ..................................................................... 34
7. MARCO LEGAL ........................................................................................................................ 42
8. CAPITULO I. DESARROLLO DEL TRABAJO .......................................................................... 44
8.1 Funcionamiento de los Sistemas de Medición asociados al Modelo de recibo por
Importación de productos por la Terminal Pozos Colorados. ....................................................... 44
8.1.1 Líneas Submarinas ................................................................................................... 45
8.1.2 Terminal de Pozos Colorados ................................................................................... 48
8.1.3 Despachos a línea Pozos Colorados – Galán 14”. ................................................... 50
8.1.4 Recibos en Ayacucho - REF ..................................................................................... 51
8.1.5 Recibos de producto en Galán .................................................................................. 52
9. CAPITULO II. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES ................................................................... 53
9.1 Sistemas de medición y sus variables .............................................................................. 53
10. CAPITULO III. DEFINICIÓN DEL MODELO DE RECONCILIACIÓN .................................. 62
10.1 Definición de la función objetivo........................................................................................ 63
10.2 Modelo y parametrización de datos .................................................................................. 65
10.3 Representación de la Función Objetivo ............................................................................ 68
8
10.4 Fase de implementación del Modelo ................................................................................ 73
10.5 Valores reconciliados en el Modelo .................................................................................. 75
10.6 Valoración económica de las pérdidas no identificadas. .................................................. 76
11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................ 79
12. BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 81
13. ANEXO A .............................................................................................................................. 82
14. ANEXO B .............................................................................................................................. 83
9
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Volumen de control (Fuente Ecopetrol S.A) ..................................................................... 27
Figura 2 - Normatividad vigente en la Fiscalización de Hidrocarburos (Fuente Autor) .................... 42
Figura 3 - Ubicación Geográfica Terminal Pozos Colorados (Fuente Ecopetrol) ............................. 44
Figura 4 - Vista panorámica Terminal Pozos Colorados – Fuente Ecopetrol ................................... 45
Figura 5 - Conexión Monoboya – Buquetanque (Fuente Ecopetrol) ............................................... 46
Figura 6 - Conexión Monoboya - Buquetanque (Fuente Ecopetrol) ................................................. 47
Figura 7 - Manguera de Conexión Mono boya (Fuente Ecopetrol) ................................................. 47
Figura 8 - Tipos de Interfaces presentes en los Poliductos (Fuente Ecopetrol) ............................... 48
Figura 9 - Diagrama sistema de medición de llenadero (Fuente Ecopetrol) .................................... 50
Figura 10 - Sistema Pozos Colorados – Galán 14” (Fuente Ecopetrol) ........................................... 51
Figura 11 - Relación de las Variables de Proceso y Balance Volumétrico (Fuente Autor) .............. 54
Figura 12 - Volumen de Control para el análisis Volumétrico (Fuente Autor) .................................. 58
Figura 13 - Pirámide de Balances (Fuente Autor) ............................................................................ 63
Figura 14 - Diagrama de Flujo para la generación del modelo de reconciliación (Fuente Autor) .... 67
Figura 15 - Diferencias presentadas entre el dato real y el dato reconciliado. (Fuente Autor) ........ 76
10
LISTA DE TABLAS
Tabla 1 - Afectación de la Temperatura en las propiedades de los líquidos (Fuente Autor) ........... 55
Tabla 2 - Tabla estándar para la corrección de volumen por efecto de la temperatura (Fuente API
MPMS – Capitulo 11) ........................................................................................................................ 56
Tabla 3- Descripción de Movimientos ............................................................................................... 60
Tabla 4 -Variables del balance que intervienen en el modelo de reconciliación de datos (Fuente
Autor) ................................................................................................................................................. 65
Tabla 5 - Clase de Exactitud de los Sistemas de Medición Dinámica (Fuente OIML-117) .............. 70
Tabla 6 - Asignación de pesos por sistemas de medición (Fuente Autor) ....................................... 72
Tabla 7 - Resultados del Modelo de reconciliación de Desviaciones al Balance (Fuente Autor) .... 73
Tabla 8 - Resultados de los valores resultantes a las restricciones según Modelo para el mes de
Febrero del 2014 (Fuente Autor) ...................................................................................................... 74
Tabla 9 - Resultados de los valores resultantes a las restricciones según Modelo para el mes de
Marzo del 2014 (Fuente Autor) ......................................................................................................... 75
Tabla 10 - Costo de las Perdidas No Identificadas para el Modelo sin reconciliar (Fuente SAP
Ecopetrol S.A.) .................................................................................................................................. 77
Tabla 11 - Costo de las Perdidas No Identificadas para el Modelo reconciliado (Fuente SAP
Ecopetrol S.A.) .................................................................................................................................. 78
11
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Actualmente la Vicepresidencia de Transportes de Ecopetrol S.A genera alrededor
de 200.000 Barriles en pérdidas no identificadas, las cuales corresponden
aproximadamente a 329.000.000 dólares, en donde el 90% de ellas se deben a la
redundancia en los Sistemas de Medición de cada subsistema de la cadena de
suministros de esta empresa. Estos volúmenes no identificados afectan
financieramente, debido a la imposibilidad de representarlas como ganancias o
utilidades del negocio; al contrario afectan a las áreas de producción y refinación
por el aumento en los costos del barril producido y del barril destilado aumentando
el costo de Gasolina, Diésel, y otros productos refinados derivados del petróleo
Lo anterior ocasiona una disminución en la inversión de exploración y producción
de crudos ya que los costos en la extracción aumentan. Estos factores giran
alrededor del Balance Volumétrico asociado al transporte de productos, los cuales
permiten cuantificar las pérdidas no identificadas con el fin de disminuirlas y
aumentar directamente la utilidad de los negocios que forman parte de la cadena
de suministros en Ecopetrol S.A. Otro de los puntos que presentan
inconvenientes es el uso de los sistemas de transporte con segmentos de
productos secuencialmente sin separadores físicos o líquidos ocasionando mezcla
de productos (interfases) generando pérdidas en costos por la degradación de
producto.
El aseguramiento de los sistemas de medición para transferencia de custodia
garantizan a los clientes medidas justas y exactas minimizando la incertidumbre
asociada a la medición; es por ello que se hace inminente realizar un modelo
matemático que permita realizar la reconciliación de datos con el fin de disminuir
las pérdidas no identificadas (PNIs) y detectar errores gruesos en los subsistemas
de transporte maximizando las utilidades de los negocios que conforman la
cadena de suministros de la empresa.
12
2. JUSTIFICACIÓN
La Vicepresidencia de Transporte de ECOPETROL S.A., está comprometida con
el aseguramiento de los sistemas de medición para la transferencia de custodia,
su contabilización y modelamiento volumétrico con el fin de garantizar a los
clientes medidas justas y exactas minimizando la incertidumbre en los puntos de
medición de los sistemas de transporte. Es por ello que se hace inminente el
estudio y aplicación de nuevos mecanismos de conciliación y análisis de las
desviaciones volumétricas con el fin de identificar los errores gruesos y permitir el
afinamiento de la medición y contabilización del transporte de hidrocarburos
líquidos.
En todo proceso productivo se requiere realizar cálculos de balance de volumen,
masa y/o energía; en los procesos de transporte de hidrocarburos, no es la
excepción. Para entregar el producto al usuario final de debe realizar una
operación de bombeo por una red de transporte definida recorriendo diferentes
puntos de transferencia de custodia, en los cuales un agente de la cadena de
suministros entrega a otro la cantidad determinada de hidrocarburo con el fin de
que éste sea transportado hasta el usuario final o al dueño del producto. Durante
este proceso es posible que el hidrocarburo cambie sus propiedades como
consecuencia de las mezclas y las variaciones en las condiciones de operación,
también se pueden presentar casos fortuitos los cuales son representados por
pérdidas identificadas como atentados, roturas, apoderamiento y/o polillas1 .
En este sentido, los diversos agentes de la cadena requieren realizar los balances
en masa y/o volumen (los cuales se basan en las leyes de conservación) dando,
en primer lugar, cumplimiento a los requisitos regulatorios establecidos para
garantizar la confianza en la transferencia del producto.
1
Clasificación de pérdidas identificadas de la Vicepresidencia de Transporte de ECP S.A.
13
Sin embargo, al realizar los respectivos cálculos de los balances, se encuentran
diferencias considerables (en ocasiones mayores a las permitidas por la
regulación) entre hidrocarburo entregado y el recibido2. Estas diferencias se
denominan comúnmente como «desviación del balance» y pueden ocasionar
pérdidas considerables de dinero, si la desviación es desfavorable; también casos
en los cuales la desviación es favorable (sobrantes), aspecto que no se contempla
en la regulación nacional y que pueden ocasionar dificultades al momento de
realizar la facturación del producto, llegando inclusive a generar desconfianza por
parte de los usuarios del sistema de transporte. .
Una alternativa para mitigar este problema, es realizar previamente la
caracterización metrológica y la reconciliación de datos. Esta ultima es una técnica
que a partir de cálculos estadísticos, y un conjunto de situaciones de carácter
físico, permite evaluar y confirmar la confiabilidad y calidad de los datos obtenidos
(los resultados de las mediciones), encontrando resultados representativos o
mejores estimados que cumplen con la definición de los balances de masa y
energía. .
A nivel internacional, han sido desarrolladas una serie de metodologías para la
implementación de esta técnica, basado en estás se puede realizar un estudio
para el proceso de reconciliación de datos gruesos con el fin de identificar el
método más apropiado para el proceso de transferencia de hidrocarburos en
Colombia, buscando obtener como resultado un modelo válido que facilite el ajuste
probable de las mediciones en las redes de transporte, e identificar técnicas para
la detección de errores gruesos (errores sistemáticos muy significativos) en
sistemas de medición que puedan llegar a afectar de forma severa los cálculos del
balance. El modelo de reconciliación de datos se aplicará en el sistema transporte
Pozos – Galan L14”, el cual contempla el recibo de importación de productos
refinados, la entrega a clientes en la estación Pozos Colorados, el despacho a la
2
Estandar API 2560 Reconciliación of Liquid Pipeline Quantities, Primera Edición, 2003.
14
línea, la entrega al paso en la estación intermedia Ayacucho REF y el recibo en
Refinería Barrancabermeja; sin embargo este modelo puede ser implementado en
cualquier sistema de transporte.
15
3. OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar y generar un modelo matemático para la reconciliación de datos
volumétricos de hidrocarburos refinados en el sistemas de transporte (Poliducto)
Pozos Colorados – Galan L14”. .
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diagnosticar el Sistema de medición actual para el Sistema Pozos
Colorados – Ayacucho REF – Galán teniendo en cuenta las desviación de
los resultados de desbalances y conciliaciones con los Clientes.
Identificar las variables principales para la construcción del modelo en el
proceso de reconciliación de datos y su método estadístico a utilizar para el
Sistema Pozos Colorados – Ayacucho REF – Galán.
Desarrollar una interfaz gráfica que permita obtener resultados del modelo
matemático de forma funcional y amigable a los usuarios.
16
4. ESTADO DEL ARTE
La reconciliación de datos para el análisis y monitoreo de variables de proceso
mediante la detección de errores gruesos en los balances másicos, energéticos y
volumétricos inició su desarrollo a nivel industrial en las plantas de procesos
químicos hace más de 48 años en donde el objetivo principal fue la optimización
de los recursos para la obtención de una reacción química completa3.
Posteriormente se utilizó esta metodología para la detección de oportunidades de
mejora en los sistemas de medición que componen un balance, en donde se
enfocó su desarrollo a la identificación de pérdidas y sus magnitudes. La
priorización de mantenimientos y cambios de equipos e instrumentación asociada
a la medición, reducción de los porcentajes en pesos de las pérdidas y la
justificación de las inversiones de mejoras en el Sistema. Adicionalmente permiten
corregir los errores de medición que tienen los instrumentos, estimar parámetros
no medidos y detectar posibles fallas en los instrumentos, tener una visión más
detallada del proceso, contabilizar de forma más precisa, mejorando la calidad y
reduciendo las pérdidas de producción. Este proceso da mayor confiabilidad a los
Jefes de Producción ya que les permite tener datos más certeros de la producción
y así se convierten en una herramienta para la toma de decisiones siendo
aplicadas en todo tipo de industrias tales como Cementeras, Ingenios,
Petroquímicas, Industrias de Alimentos, Pulpa y papel, Térmicas, etc.
A nivel industrial la reconciliación de datos ha sido utilizada por grandes
compañías del sector del petróleo como PEMEX, quienes venían presentando
perdidas no identificadas del orden del 2% al 3.5% y bajo esta metodología
trabajan para mitigarlas al 1% para finales del 20144 y la Compañía Brasilera
PETROBRAS, los cuales aplican la reconciliación de datos desde el mes de
3
Data Reconciliation Practice at a Petroleum Refinery Company in Brazil. José Plácido, Alexandre Almeida Campos, Daniel Ferraz Monteirol. 2009.
4Subdirección de Producción Gerencia o Área PEMEX. Proyecto para Fondo Sectorial. 2012
17
Agosto del 2005 en la mayoría de sus refinerías, permitiéndoles identificar las
fugas en los procesos, desviaciones inesperadas de Flujo, perdidas de producto y
errores en los dispositivos de medición mejorando la calidad de los datos y el alto
rendimiento de los procesos5. .
Por otro lado, la reconciliación de datos es utilizada en las industrias
termoeléctricas como mecanismo de seguimiento y control al rendimiento térmico
de los reactores realizando la validación de los datos arrojados por los elementos
de control de variables tales como la presión y temperatura; y garantizando a su
vez el proceso de simulación tal y como sucede hoy en día en la Planta Nuclear de
energía Térmica de Dukovany (Rusia) 6. .
La detección de errores gruesos mediante la reconciliación de datos ha venido
siendo estudiada por organismos internacionales como el API (American
Petroleum Institute), la EPA (Agencia de Control Ambiental de los Estados Unidos
de America) y el Journal Oil and Gas quienes en la Conferencia anual “Pipeline
API” han obtenido el respaldo a nivel industrial de más de 48 compañías tales
como Alyeska Pipeline Services Company, Amoco Canada Petroleum Company.
Ltd., ARCO Alaska, Inc., Bahrain Petroleum Company, Boeing Petroleum
Services, British Petroleum-Amoco Alaska, Buckeye Pipeline Company, Cenex
Pipeline, Cook Inlet Pipeline Company, CrossTimbers Operating Company,
Enbridge Pipeline, Federated Pipelines Ltd., Marathon Oil Company, Mid-Valley
Pipeline, Pennzoil Company, Phillips Petroleum Company, Shell Oil Products, Sun
Pipeline Company, Texaco Company, TransAlpine Company, Trans Mountain
Pipeline Company, Unocal Corporation, U.S. Defense Fuel Supply Command entre
otras.
5
Data Reconciliation Practice at a Petroleum Refinery Company in Brazil. José Plácido, Alexandre Almeida Campos, Daniel Ferraz Monteirol. 2009.
6 Thermal Performance Monitoring and Assessment in Dukovany Nuclear Power Plant. Frantisek MADRON, Jaroslav PAPUGA, Jiri PLISKA. 2002
18
A nivel nacional el trabajo más destacado en la industria lo realizo el CDT del Gas
el cual implementó un modelo de reconciliación de datos y detección de errores
gruesos en una red de gas Natural obteniendo buenos resultados en la
modelación y posterior ajuste de las mediciones. Actualmente continúan
trabajando en el desarrollo y estudio de estos modelos de reconciliación, el cual
podría permitir a nivel nacional, un avance tecnológico importante, ya que la
utilización de herramientas estadísticas para el control de balances puede ser
aplicada en cualquier tipo de proceso y para cualquier red de fluidos que se
encuentren en una sola fase. .
En la mayoría de los casos de aplicación de la Reconciliación de Datos y la
detección de errores gruesos a los procesos industriales, se evidencian la
utilización de herramientas de software especializados que modelan y generan los
resultados a los problemas de balance.
19
5. MARCO TEÓRICO
La reconciliación consiste en ajustar las medidas redundantes de modo que
obedezcan las leyes de conservación de la materia o cualquier otro tipo de
restricción que incorpore el modelo matemático del sistema.7 Por ello se debe
contar inicialmente con el modelo matemático que contemple todas las variables
de peso que influyan en la medición del balance. De un modo simple la
reconciliación puede limitarse a un modelo lineal el cual se resuelve mediante la
técnica de mínimos cuadrados, pero por lo general los modelos tienden a ser no
lineales. El modelo básico de reconciliación de datos para un proceso de medición
es el siguiente: .
( ) (Ec.1)
En donde se el vector (X) corresponde al error medido, X(0) es el error real y ɛ
corresponde al error por medición o aleatorio8. Las fuentes de error de los datos
medidos (experimentales) pueden generarse debido a los errores aleatorios
asociados a la reproducibilidad, a errores sistemáticos que entregan datos
sesgados y posiblemente a errores accidentales. .
Adicionalmente al modelo de minimización del error para la reconciliación de datos
se tiene en cuenta la ecuación del balance la cual se basa en la ley de la
conservación de la materia que establece que la masa de un sistema cerrado
permanece siempre constante; excluyendo, por supuesto, las reacciones
nucleares o atómicas y la materia cuya velocidad se aproxima a la velocidad de la
luz. Por tanto, la masa que ingresa en un sistema debe salir o acumulase dentro
7 Miguel A. Lozano y Jesus A. Remerio. Clasificación de variables y reconciliación de datos en ingeniería de procesos. 2002
8 Fang Wang, Xiao-ping Jia, Shi-qing Zheng, Jin-cai Yue; An improved MT-NT method for gross error detection and data reconciliation. 2004.
20
de él: .
(Ec.2)
Ahora bien, al tomar estas dos ecuaciones la función objetivo se construye a partir
de dos sumatorias: la primera considera los cuadrados de las diferencias entre los
datos medidos (xi) y los datos reconciliados ( ̂) ponderadas por algún factor de
peso (Ki); y la segunda sumatoria incluye las ecuaciones de balance evaluadas
con los datos reconciliados. Las ecuaciones de balance deben ser estrictas de
modo tal que su resultado sea igual a cero9. .
∑ ( ̂) ∑ ( ̂) (Ec.3)
El factor de peso también conocido como “modelo de error” da cuenta de qué tan
confiable es cada uno de los datos medidos, en donde una buena elección es
utilizar el inverso de la varianza o la incertidumbre asociada a los sistemas de
medición. Los métodos de solución dependen de la complejidad del modelo de
reconciliación, de la operación a modelar (Lineal, No Lineal, en estado
estacionario o dinámico), del tipo de interpretación de los datos, y sobre todo del
factor de peso los cuales pueden solucionarse por mecanismos matemáticos
como Hampel, Mínimos cuadrados, Normal contaminada, Cauchy, Lorentzian, Fair
o Logistic. .
Los errores gruesos ( ) no medidos asociados en su mayoría a los sistemas de
medición son incluidos dentro del modelo de reconciliación con el fin de darle peso
(asociada a la incertidumbre) y poder ajustar los errores reales del sistema.
.
9
Reconciliación de datos experimentales MI5022; Análisis y Simulación de procesos mineralúgicos, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Universidad de la
Salle. 2004.
21
( ) (Ec.4)
Actualmente se han identificado tres (3) tipos de fuentes generadoras de errores
gruesos en la contabilización de hidrocarburos líquidos asociados a10:
1. Almacenamiento en tanques (medición estática): Errores asociados
al almacenamiento en tanques generados por incertidumbre en la
determinación de las lecturas de nivel de producto, lecturas de nivel
de agua libre, perdidas de producto por evaporaciones, pase en
válvulas y/o contracción por mezcla de productos, tabla de aforo
sedimento en el fondo de los tanques, temperatura del producto y
acumulación de agua en los tanques que tienen techo flotante.
2. Sistemas de medición dinámica: cualquier tipo de medidor de flujo
puede fallar y generar errores en las lecturas de cantidades de
producto, determinando factores que varían de acuerdo a posibles de
errores. Los errores pueden ser ocasionados por mediciones
negativas y falsas; ocasionadas por las variables de presión,
temperatura e instrumentación asociadas al sistema.
3. Transacciones de movimientos: este tipo de error está vinculado al
factor humano dado a que no siempre se registra correctamente el
movimiento tal y como se presentó operativamente generando
diferencias en el balance.
Los errores gruesos detectados permiten realizar tomar decisiones frente las
inversiones y realizar análisis necesarios con el fin de minimizar las pérdidas de
balances en el Sistema permitiendo que la reconciliación de datos sea una
alternativa de análisis de balances en los sistemas de transporte de productos y
10
Data reconciliation practice at a Petroleum Refinary Company in Brazil. Jose Placido y Alexander Campos. 2009.
22
transformación de los mismos a nivel industrial. .
5.1 Teoría de la Reconciliación de Datos
Una de las teorías para el análisis de datos por medio de software especializado
para Reconciliación, es la empresa INLIBRA en Estados Unidos, la cual contiene y
plantea los siguientes puntos:
Se debe construir un modelo matemático de software de balance
volumétrico o de masas con los sistemas, medidores y productos de
entrada y salida.
El sistema de reconciliación de datos debe proveer el Análisis de
Solvabilidad.
El Análisis de Solvabilidad es el proceso en donde cada corriente de flujo
volumétrico o de masa es categorizada como redundante, no redundante,
solucionable y no solucionable.
Se determina una tolerancia por cada corriente de flujo medido de acuerdo
a los estándares internacionales de Medición aplicables y API.
También define los siguientes conceptos:
Tolerancia: Es el rango aceptable asignado, expresado en porcentaje, donde una
medición de flujo esta entre los límites permisibles como resultado del balance
volumétricos o de masa. La tolerancia de un instrumento es una función de
muchos factores, incluyendo:
Tipo de medidor
Exactitud y rangeabilidad del Medidor
Condiciones Operativas del Sistema de Medición
La viscosidad y limpieza de la corriente (una corriente delgada y limpia es más
fácil de medir que una corriente gruesa y sucia).
23
El porcentaje de rango donde opera un medidor (la precisión del medidor
disminuye cuando el medidor está trabajando cerca del 0% o cerca del 100%).
Día de la última calibración del medidor.
Proximidad de las condiciones actuales de flujo (temperatura, presión, etc.) a
las condiciones de diseño.
Un medidor que ha sido calibrado recientemente, trabajando a un 50% de su
rango, con un fluido limpio (agua por ejemplo) y cerca de las condiciones de
diseño se le puede asignar una tolerancia del 3%; mientras que un medidor de
flujo de asfalto, trabajando al 95% de su rango, que no ha sido calibrado por 8
años, y que esté trabajando a 30 grados de diferencia a su temperatura de diseño
se le puede asignar una tolerancia del 20%. .
El paso final de la reconciliación de datos es ajustar simultáneamente cada una de
las mediciones de las corrientes de flujo dentro de la tolerancia de los
instrumentos de flujo de tal manera que el proceso de balance de masas se cierra
con el número y tamaño mínimo del total de ajustes. .
5.2 Modelos Matemáticos para la Reconciliación de Datos
Los modelos matemáticos permiten determinar, la exactitud de los sistemas de
Medición en comparación con las desviaciones presentadas en los datos
suministrados en un periodo de tiempo, por medio de una ecuación matemática en
función de las diferentes variables que afectan el proceso de transporte de fluidos
a través de ductos con diferentes viscosidad, temperatura, presión, rata de flujo y
calidad API. A continuación se relacionan los diferentes métodos matemáticos
aplicables en el proceso de Reconciliación de Datos: .
Función objetivo: En la literatura se encuentran diferentes métodos para definir
funciones objetivo y entre las más sobresalientes se encuentran: Mínimos
24
Cuadrados, Cauchy, Distribución Normal Contaminada, Fair y Lorentzian.
.
Estos métodos (exceptuando la de Mínimos Cuadrados) fueron modificadas en el
estudio hecho por Derya B. y Ralph W. (2004), las cuales se presentan a
continuación:
Función de Mínimos Cuadrados
∑ ( ) ∑ ( ) ∑ ( )
(Ec.5)
Donde ∑ es la matriz diagonal de las desviaciones estándar del instrumento al
cuadrado.
Función Cauchy
( ) (
) (Ec.6)
Función Normal Contaminada
( ) [ (
) (
)] (Ec.7)
Función Fair
( ) | |
(
| |
) (Ec.8)
Funcion Lorentzian
( )
(
⁄ )
(Ec.9)
25
Para la solución del problema de Reconciliación de Datos con las funciones
Objetivo tipo Cauchy, Normal Contaminada, Fair y Lorentzian se debe emplear
tecnicas de Optimización No-Lineal. .
5.3 Métodos de Minimización de Funciones
Método de Minimización de Funciones: Consiste en la minimización de una
función de la forma ΣWi*ρ(ε) donde ε es el error, ρ es una función objetivo y W es
un factor de ponderación (la incertidumbre de medición en este caso) que permite
minimizar los errores de las mediciones. Este método ajusta las mediciones de
forma que los errores se reduzcan y que las restricciones impuestas por las leyes
de conservación de la naturaleza sean obedecidas. En la literatura se encuentran
distintas funciones objetivo que se pueden utilizar para realizar la minimización de
los errores. El método de minimización utiliza un factor de ponderación (W) y tiene
la ventaja de poder utilizarse, tanto para el control de los balances, como para
hallar el valor representativo de una variable a partir de distintos valores de la
misma. (NARASIMHAN, 2000). .
5.4 Método de Incertidumbre
Este método permite encontrar el valor conciliado de una variable, a partir de dos
o más ediciones redundante, por medio de una ecuación proveniente de un
modelo multidimensional. Adicionalmente, basándose en la Guía para la Expresión
de la Incertidumbre en las Mediciones—GUM, es posible encontrar la
incertidumbre estándar del valor conciliado. Por medio de este método es posible
realizar estudios de homogeneidad, solución de disputas y diagnósticos de
equipos, pero no permite efectuar el control de los balances. (OLIVEIRA, 2009).
26
Las ecuaciones que permiten determinar el valor conciliado de las mediciones y el
respectivo valor de la incertidumbre se muestran a continuación:
5.5 Ecuaciones de Incertidumbre
∑
∑
(Ec.10)
√
∑
(Ec.11)
Dónde:
mc Valor conciliado.
mi Mediciones.
σi Incertidumbre de las mediciones.
U(mC ) Incertidumbre del valor conciliado. .
5.6 Balances Volumétricos
El concepto de la Ecuación de Balance nace del análisis del comportamiento de
un fluido o materia en un área determinada, en donde se puede adoptar el
concepto de volumen de control (VC) o área delimitada; el cual está conformado
por un sistema que posee una frontera que lo delimita. Dicha frontera, puede ser
material (las paredes de un recipiente, por ejemplo) o imaginarias (una sección
transversal de un tubo o línea de transporte como se observa en la Figura 1.
27
Figura 1 - Volumen de control (Fuente Ecopetrol S.A)
La zona del espacio que rodea al sistema y con la cuál éste interactúa mediante
intercambios energéticos o materiales se denomina el ambiente o entorno. El
ambiente es la región desde la cual los observadores (que normalmente no forman
parte del sistema) hacen las medidas, infiriendo sus propiedades. A diferencia del
sistema, que evoluciona por su interacción con el ambiente, se suele considerar
que este no se ve modificado por la interacción.
Ya establecido el volumen de control se procede a deducir la ecuación que
representa a este sistema con base en un periodo de tiempo (un día, una semana,
un mes, un año, etc.). Si se toma una estación (por ejemplo), esta va a tener en
un lapso de tiempo determinado unos Inventarios Iniciales en tanques y líneas (al
iniciar el periodo a evaluar), adicionalmente durante el periodo a analizar va a
tener unas entradas al Sistema (F) o recibos en tanques de almacenamiento, unas
salidas o despachos del sistema así como perdidas identificadas como son las
evaporaciones (hidrocarburos son volátiles), autoconsumos de máquinas, recibos
de producto recuperado de ilícitos, etc. Al finalizar el periodo a analizar la estación
(caso ejemplo) terminara con un Inventario o producto en sus tanques.
Ya analizado lo anteriormente mencionado y basándonos en la LEY DE
CONSERVACIÓN DE LA MATERIA (que establece que la masa de un sistema
cerrado permanece siempre constante - excluyendo, por supuesto, las reacciones
28
nucleares o atómicas y la materia cuya velocidad se aproxima a la velocidad de la
luz), la masa que entra en un sistema debe, por lo tanto, salir del sistema o
acumularse dentro de él, es decir:
ECUACIÓN DE BALANCE. .
(Ec.12)
Igualando a cero la anterior ecuación tenemos que:
(Ec.13)
Para que exista una acumulación en un tanque (ejemplo) el Inventario Final
deberá ser mayor que el Inventario Inicial; por ello la Acumulación deberá ser igual
a:
(Ec.14)
Reemplazando esto, en la ecuación de Balance Cero tenemos que,
(Ec.15)
Los sistemas reales existentes no son perfectos, por lo general esta ecuación no
es siempre igual a cero dado a que existen perdidas por evaporaciones
29
(hidrocarburos son volátiles), autoconsumos de máquinas o recibos de producto
recuperado de ilícitos, que por lo general pueden ser identificadas, sin embargo
existen otras por las cuales se desconoce su origen y no son cuantificables, las
cuales son denominadas perdidas No identificadas. Por lo tanto la ecuación
anterior se iguala a las pérdidas totales que es la sumatoria de Perdidas
Identificadas y las No identificadas quedándonos de la siguiente manera:
(Ec.16)
Despejando de la ecuación las perdidas No identificadas tenemos que,
(Ec.17)
Reorganizando la ecuación anterior,
( ) (
) (Ec.18)
Ahora, por interpretación de valores se procede a multiplicar por (-1) de ambos
lados de la ecuación lo cual no afecta en valor la ecuación anterior obtenemos
finalmente que: .
( ) (
) (Ec.19)
30
( ) ( ) (Ec.20)
(Ec.21)
31
6. MARCO CONCEPTUAL
6.1 Proceso de Reconciliación
En cualquier proceso de hidrocarburos (productos crudos o refinados), cientos o
incluso miles de variables tales como velocidades de flujo, temperaturas,
presiones, niveles, y composiciones son rutinariamente medidas y registradas
automáticamente con el propósito de controlar el proceso, la optimización en línea
o proceso de evaluación económica. .
Los diferentes sistemas y avances tecnológicos permiten la adquisición de datos
facilitando la recopilación y el procesamiento de un gran volumen de datos. El uso
de estos sistemas permite que los datos se obtengan a una frecuencia alta, pero
también ha resultado que se permite detectar errores presentes en ingreso
manual.
Este efecto se mejora con la exactitud y validez de los datos en el proceso. Sin
embargo, una parte significativa de información puede ser explotada para mejorar
aún más la precisión y coherencia de los datos a través de una comprobación
sistemática de la información y su tratamiento. . .
Las mediciones de proceso son desintegradas por errores durante la adquisición
de datos, procesamiento y transmisión de la señal medida. El error total de una
medida, es la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero de la variable,
que puede representarse como la suma de contribuciones para los dos tipos de
errores: los aleatorios y los manifiestos. El término de error aleatorio implica que la
ni magnitud ni el signo del error se puede predecir con certeza. En otras palabras,
si la medición se repite con el mismo instrumento bajo idénticas condiciones de
proceso, un valor diferente se puede obtener en función del resultado del error
32
aleatorio. La única manera posible de controlar estos errores es caracterizando
mediante el uso de distribuciones de probabilidad. .
Estos errores pueden ser causados por un número de diferentes fuentes, tales
como las fluctuaciones de la fuente de alimentación, red de transmisión y
conversión de ruido de señal, filtrado de entradas analógicas, los cambios de
ambiente condiciones, etc. Estos errores pueden surgir a partir de diferentes
fuentes, algunos de los cuales pueden estar más allá del control de los ingenieros
de diseño, siempre están presentes en cualquier medición y no pueden ser
eliminados completamente. Por lo general, corresponden a los componentes de
alta frecuencia de una señal medida, y son generalmente pequeños en magnitud a
excepción de algunos picos ocasionales. . .
Al tener buena practicas en instalación y procedimientos para el mantenimiento
de la instrumentación, es posible asegurar que los errores brutos no están
presentes en las mediciones durante algún tiempo. Los errores grandes causados
por la mala calibración del medidor pueden ocurrir en un momento determinado y
en algunos casos pueden ser constantes. .
Los errores en los datos medidos pueden conducir a un deterioro significativo en el
rendimiento de la estación de transporte (punto inicial ó final del ducto). Los
errores gruesos pueden conducir a un deterioro en el rendimiento de los sistemas
de control. .
Grandes errores gruesos pueden ser inicialmente detectados mediante el uso de
controles para la validación de datos. Estos pueden obtenerse comprobando si los
datos medidos y la velocidad a la que cambia están dentro de los límites
operacionales definidos.
33
Hoy en día se dispone de sensores inteligentes que pueden realizar y aceptar
pruebas de diagnóstico para determinar si hay problemas de hardware en la
medición..
Sin embargo, se deben tener en cuenta las diferentes técnicas a utilizar; el primer
paso para reducir el efecto de los errores frecuentes o presentados en los datos es
eliminar los errores manifiestos. Es posible reducir aún más el efecto de los
errores aleatorios y también eliminar errores sistemáticos en los datos brutos,
mediante la identificación de las relaciones que existen entre las variables de
proceso. .
De acuerdo a lo anterior la reconciliación de datos es una técnica que se ha
desarrollado para mejorar la precisión de las mediciones reduciendo el efecto de
los errores aleatorios en los datos. Las estimaciones reconciliadas se espera que
sean más precisas que las mediciones iniciales cumpliendo con las restricciones
del modelo de reconciliación y las variables de entrada y salida del balance
volumétrico. .
Para que los datos de la reconciliación sean eficaces, no debe haber errores
graves, ya sea en las mediciones o en el modelo del proceso delimitado.
La detección de errores brutos, es una técnica que acompaña a la reconciliación
de datos que ha sido desarrollado para identificar y eliminar errores manifiestos.
Así, los datos reconciliados y la detección de errores brutos se aplican juntos para
mejorar la precisión de los datos medidos.
Básicamente, en cualquier proceso las variables están relacionadas entre sí a
través de las limitaciones físicas, tales como las leyes de conservación de
materiales o energía. Si hay más mediciones en un mismo sistema, existe
redundancia en las mediciones que se pueden utilizar, ocasionando discrepancias
34
en los resultados obtenidos del modelo, para ello es necesario tener información
adicional.
El procesamiento de señales y técnicas de reconciliación de datos para la
reducción de error se puede aplicar a industria de Hidrocarburos en los diferentes
procesos como parte de una estrategia integrada para la rectificación de los datos.
6.1.1 Utilidad de la Reconciliación de Datos
La usabilidad del proceso de Reconciliación de Datos se puede definir como la
técnica por medio de un sistema (software) resuelve inconsistencias entre las
mediciones de las estaciones operativas y los ductos que suministran los datos
para realizar los balances volumétricos o de masa en toda la operación.
De acuerdo a los estudios que se han realizado se puede determinar que los usos
de la Reconciliación de datos se utilizan para lo siguiente: . .
Proporcionar información precisa que permita monitorear y optimizar la operación
de las unidades de procesos., entre los cuales se realiza análisis y optimización en
los medidores para implementar el proceso de reconciliación.
Con el proceso de reconciliación de datos se identifica los orígenes de las
pérdidas de volumen o masa y sus magnitudes. A continuación se listan algunos
ítems de posibles pérdidas: .
Pérdida no identificada por calibración en medidores.
Fugas.
Medidores erróneos en ductos con productos.
Pase en válvulas.
35
Perdidas aparentes operacional (expansión térmica y Empaquetamiento de
ductos).
Con el proceso aplicado de reconciliación que se realiza diariamente en cierres de
balance de sistemas de transporte se puede reducir el porcentaje en peso y
volumen de las pérdidas no identificadas desde un 0.75 +/- 0.5% hasta un 0.3 +/-
0.1%. Esto es especialmente importante para las estaciones en donde se maneja
propiedad de socios distribuidos en varios dueños. .
Otro de los usos de la reconciliación de datos es mantener y priorizar el buen
estado de los instrumentos con sus respectivas calibraciones periódicas.
Con el proceso implementado de la reconciliación de datos se pueden realizar
análisis y justificaciones económicas evidenciando una óptima operación.
A continuación se referencian algunos conceptos relacionado con el marco
conceptual:
API: La medida de Grados API es una medida de cuánto pesa un producto
de petróleo en relación al agua. Si el producto de petróleo es más liviano
que el agua y flota sobre el agua, su grado API es mayor de 10. Los
productos de petróleo que tienen un grado API menor que 10 son más
pesados que el agua y se asientan en el fondo. American Petroleum
Institute específicamente referido a las normas API 580 y 582 las cuales se
encuentran traducidas al castellano por el “Instituto Americano del
Petróleo”.
Barril: Significa el volumen igual a cuarenta y dos (42) galones de los
Estados Unidos de América. Cada galón es equivalente a tres litros con
siete mil ochocientos cincuenta y tres diezmilésimas de litro (3.7853).
36
Bache: Es un lote o volumen determinado de hidrocarburo con una
composición determinada que se mueve en un periodo de tiempo
determinado.
Balance: procedimiento mediante el cual se relacionan los inventarios
inicial y final, las entradas y salidas y las Pérdidas Identificadas (PI) de
producto en un sistema previamente definido, con el objeto de determinar
las Pérdidas No Identificadas (PNI) de producto que se presentan en un
período definido.
Cadena de Suministro: Secuencia de eslabones conformada por procesos
y actores que interactúan para buscar satisfacer las necesidades del
cliente. Dentro del proceso de la cadena de suministro se encuentran la
producción, transporte, refinación, exportación y ventas locales.
Conciliación: Es la técnica que se utiliza para repartir las diferencias en
Volumen.
Corriente Redundante: una corriente medida cuyo flujo puede ser
calculado por al menos dos vías. Debe requerir la falla de al menos dos
medidores para que ésta corriente sea no solucionable.
Corriente No Redundante: una corriente medida cuyo flujo puede ser sólo
calculado por una vía. Si un medidor crítico falla, entonces ésta corriente se
convertirá en no solucionable.
Corriente Solucionable: cualquier corriente cuyo flujo es posible de
calcular.
37
Corriente No Solucionable: cualquier corriente cuyo flujo es imposible de
calcular.
CTL: Factor de corrección por temperatura del líquido con el fin de obtener
los volúmenes a 60° F, esta corrección se realiza debido a la transferencia
de calor que ocasiona una ganancia de energía cinética en las moléculas
del líquido. Este factor es también conocido como VCF. (Factor de
corrección volumétrica).
Ducto: Sistema de transporte por tubería de hidrocarburos líquidos y gases
que incluye componentes como válvulas, bridas, protección catódica, líneas
de comunicación y/o transmisión de datos, y dispositivos de seguridad o
alivio. Generalmente se emplaza bajo la superficie (enterrado) en suelos
secos, húmedos o bajo corrientes de agua. En algunos sectores para
superar depresiones del terreno se ubica en estructuras aéreas.
Estación de transporte: Representa el área delimitada en donde se
agrupan los tanques almacenamiento y bombeo.
Error Grueso: es aquel que produce un resultado marcadamente diferente
al valor real, normalmente el error grueso no aparece en líneas de tiempo
cortas y en otros casos se ve gradualmente a lo largo del tiempo.
Hidrocarburos: Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados
únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular
consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los
átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la
Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales
o ramificadas y abiertas o cerradas.
38
Los hidrocarburos se pueden diferenciar en dos tipos que son alifáticos y
aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos,
alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos
de carbono. Los hidrocarburos extraídos directamente de formaciones
geológicas en estado líquido se conocen comúnmente con el nombre de
petróleo, mientras que los que se encuentran en estado gaseoso se les
conoce como gas natural. La explotación comercial de los hidrocarburos
constituye una actividad económica de primera importancia, pues forman
parte de los principales Combustibles fósiles (petróleo y gas natural), así
como de todo tipo de plásticos, ceras y lubricantes. Compuestos orgánicos
formados únicamente por átomos de carbono e hidrogeno. Conforme la
definición incluida en el artículo 1 del Código de Petróleos, que existe en
yacimientos subterráneos y que permanece líquido a presión atmosférica
después de pasar por las instalaciones de separación de superficie, así
como los productos necesarios para viabilizar su transporte, tales como
Diluyentes.
Lleno de Línea o Lleno del ducto: Significa el volumen de producto
necesario para llenar las líneas del ducto entre la Estación de Bombeo
Inicial y la Estación Final, los fondos no bombeables de los tanques de
almacenamiento del o que sirvan al ducto y todas las instalaciones,
tuberías, equipos de bombeo y medición.
Medición: es la acción y el efecto de medir. Se refiere a comparar una
cantidad con su respectiva unidad, con el fin de determinar cuántas veces
la segunda está contenida en la primera.
Modelo matemático: es el ejercicio matemático en cual se relacionan
problemas con datos con el fin de determinar la exactitud por medio de
fórmulas matemáticos.
39
Modelo: es la representación de un proceso, actividad o sistema.
Pérdidas Identificables: Significa las pérdidas de crudo que pueden
localizarse en un punto específico del Oleoducto y que son imputables a
eventos determinados tales como roturas, derrames, atentados, hurtos,
fuerza mayor o caso fortuito.
Pérdidas no Identificables: Significa las pérdidas normales inherentes a la
operación de transporte en el ducto que corresponden entre otras a,
contracciones volumétricas por efecto de la mezcla, escapes en los
equipos, drenajes, evaporación y otras razones originadas en el manejo del
ducto.
Poliducto: Los poliductos son redes de tuberías destinados al transporte
de hidrocarburos o productos terminados. A diferencia de los oleoductos
convencionales, que transportan sólo petróleo crudo, los poliductos
transportan una gran variedad de combustibles procesados en las
refinerías: keroseno, naftas, gas oíl etc. El transporte se realiza en paquetes
sucesivos denominados baches. Un poliducto puede contener cuatro o
cinco productos diferentes en distintos puntos de su recorrido, que son
entregados en las terminales de recepción o en estaciones intermedias
ubicadas a lo largo de la ruta.
Presión: Se define como la fuerza aplicada o distribuida en una superficie.
La presión ejercida sobre un fluido puede hacer que este ocupe menos
espacio afectando directamente la determinación del volumen.
Adicionalmente, los fluidos líquidos se ven afectado por su presión de vapor
que no es más que la presión que ejerce la fase de vapor sobre las paredes
de un recipiente cerrado que se encuentra en equilibrio con el líquido. Esta
40
presión de vapor hace que podamos tener un fluido en dos fases cuando es
medido (líquido y vapor) debido a las presiones de operación. Se
recomienda que la presión de operación siempre sea mayor a la presión de
vapor del líquido.
Tanque de alivio: tanque de almacenamiento utilizado para el recibo de
producto generado por el accionamiento de las válvulas de seguridad
ubicadas en los sistemas de transporte con el fin de disminuir su sobre
presión.
Temperatura: La temperatura se define como una magnitud que referencia
que tan caliente puede estar un cuerpo. Esta magnitud está asociada a la
cantidad de energía que tienen las partículas de un objeto al moverse en
sentido traslacional, rotacional o en forma de vibraciones.
Transportador: Persona que esta designada por el propietario del
producto a transportarlo de un punto origen a un punto destino por medio
de la prestación del servicio de transporte.
Transferencia de Custodia: operación en la cual ocurre el traspaso de la
responsabilidad en el manejo de un producto dentro de la cadena de
suministro, para lo cual se requiere determinar el punto en que se hará, la
cantidad y la calidad del producto. La Transferencia de Custodia es un
proceso diferente a la Transferencia de Propiedad.
Reconciliación: Técnica que ajusta estadísticamente las Mediciones,
obteniendo valores representativos que permiten encontrar un probable
ajuste de Balance.
41
Redundancia: efecto que se da cuando se obtienen dos medidas de
diferentes sistemas de medición en un mismo punto generando diferencias
mayor incertidumbre entre el valor medido y el valor verdadero.
Refinados: son productos derivados del petróleo cuyo proceso de
tratamiento es la refinación.
Viscosidad: La viscosidad determina la resistencia de un fluido al ser
movido (resistencia al flujo) y esta a su vez es afectada por la temperatura.
En los líquidos la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura,
mientras que en los gases aumenta al aumentar la temperatura. La
viscosidad es un parámetro muy importante en el diseño de sistemas de
medición dinámica y sobre todo afecta a los sistemas de transporte de
productos por oleoductos o poliductos debido a que es inversamente
proporcional a la rata de flujo.
Volumen: magnitud que nos indica la cantidad de espacio que ocupa un
cuerpo. En el Sistema Internacional la unidad es el metro cúbico.
42
7. MARCO LEGAL
Actualmente en Colombia esta medición está regulada por el Ministerio de Minas
y Energías quien es el ente encargado de formular, adoptar, dirigir y coordinar la
política nacional en materia de exploración, explotación, transporte, refinación,
procesamiento, beneficio, transformación y distribución de minerales,
hidrocarburos y biocombustibles. .
Figura 2 - Normatividad vigente en la Fiscalización de Hidrocarburos (Fuente Autor)
El Ministerio de Minas y Energía en el año 1999 crea dos unidades
Administrativas especiales (Comisión de Regulación de Energía y Gas - CREG y
Unidad de Planeación Minero Energética - UPME) delegando a la CREG la
función de regulación. Así mismo en el año 2011, el Ministerio de Comercio,
Industria y Turismo de Colombia, en cooperación con el Departamento Nacional
de Planeación y la Superintendencia de Industria y Comercio crean el Organismo
Nacional de Acreditación de Colombia - ONAC quien hoy en día es el ente
encargado de acreditación de los organismos de evaluación y conformidad de
acuerdo con la normatividad internacional y nacional aplicable. En la Figura 2 se
identifican el orden de jerarquía que tienen los organismos de estandarización
43
para la medición de hidrocarburos. .
Dentro de la Normatividad Vigente nacional aplicable se contempla el uso de
estándares del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación -
ICONTEC e internacionalmente se soporta la medición con estándares del
Organismo Internacional de Estandarización – ISO, la Sociedad Americana para
prueba de materiales - ASTM, la Asociación Americana del Gas - AGA, y el
Instituto Americano del Petróleo en su Manual de Estándares para la Medición del
Petróleo - API MPMS en donde se establece los parámetros para realizar una
medición de fluido teniendo en cuenta las condiciones de temperatura, presión,
viscosidad, fluidez y rata de flujo que imperan en el momento de la medición.
44
8. CAPITULO I. DESARROLLO DEL TRABAJO
8.1 Funcionamiento de los Sistemas de Medición asociados al Modelo de
recibo por Importación de productos por la Terminal Pozos Colorados.
Actualmente Ecopetrol S.A realiza operación de Importación de productos
refinados mediante el recibo de Buque tanques por la Terminal de Pozos
Colorados, la cual se encuentra situada en el municipio de Santa Marta, a 12
kilómetros sobre la margen izquierda de la vía principal que conduce a la ciudad
de Barranquilla. .
El área o sector del Terminal Marítimo Petrolero de propiedad de Cenit está
localizado costa fuera, y cumple con la función de recibir por importación los
productos ACPM ECOLÓGICO (ACEM), NAFTA IMPORTADA (NATI) y
GASOLINA MOTOR REGULAR (GMR), entregar a clientes y despachar el
volumen almacenado en tanques hacia la Refinería de Barrancabermeja con el fin
de cumplir con la demanda nacional. En la Figura 3 y Figura 4 se observa la
ubicación geográfica y panorámica del terminal.
Figura 3 - Ubicación Geográfica Terminal Pozos Colorados (Fuente Ecopetrol)
45
8.1.1 Líneas Submarinas
La Terminal Pozos Colorados recibe el producto a través de dos líneas
submarinas las cuales se conectan con el buque tanque a través de una
manguera flexible conectado a una monoboya que asegura la transferencia del
buque tanque independientemente de la rotación que pueda tener según la marea.
La línea submarina denominada LS BOYA – POZOS COLORADOS cuenta con
capacidad volumétrica de lleno de línea aproximada de 6.111 barriles; mientras
que la línea LS RETORNO BOYA – POZOS COLORADOS tiene una capacidad
volumétrica de lleno de línea aproximada de 5.696 barriles. En la Figura 5, Figura 6 y
Figura 7 se observa la alineación del Buque tanque con respecto a las dos líneas
submarinas y la interacción que tiene la Monoboya (Amarillo) permitiendo unir el
Buquetanque con las Líneas Submarinas.
Figura 4 - Vista panorámica Terminal Pozos Colorados – Fuente Ecopetrol
46
Figura 5 - Conexión Monoboya – Buquetanque (Fuente Ecopetrol)
Debido a que no se cuenta con medición de entrada a las líneas submarinas,
Ecopetrol S.A asume el volumen oficial de recibo según el conocimiento de
embarque B/L (Bill of Lading) que es el documento oficial en donde se relacionan
los volúmenes de cargue en el puerto de Origen. El volumen que es asumido
como entrada al Sistema no contemplando las pérdidas de producto que se
generan en el transporte desde el puerto de embarque inicial hasta el final.
Adicionalmente no se contemplan los volúmenes ocasionados por contaminación
de producto por interfases (frentes de contaminación generada por el recibo de
diferentes productos bajo una misma línea) y la incertidumbre asociados a los
sistemas de medición por la transferencia de productos.
47
Figura 6 - Conexión Monoboya - Buquetanque (Fuente Ecopetrol)
Figura 7 - Manguera de Conexión Mono boya (Fuente Ecopetrol)
Para verificar la cantidad de producto en la línea desde la mono boya hasta el
múltiple de recibo ubicado en la entrada de la Terminal Pozos Colorados y
asegurar el ingreso de los productos ACPM ECOLÓGICO (ACEM) y GASOLINA
MOTOR REGULAR (GMR), se realiza un desplazamiento de línea con un volumen
aproximado de 7.300 Barriles (equivalente al 120% del llenado de la línea en total
volumen observado), siguiendo el procedimiento descrito por las buenas practicas
a nivel industrial que está basado en la norma API MPMS Cap. 17.6 numeral
17.6.3., el cual enuncia que se deben realizar medidas antes y después del
desplazamiento en el tanque de tierra y en el tanque del buque.
48
8.1.2 Terminal de Pozos Colorados
La Terminal Pozos Colorados cuenta con cuatro (4) tanques de almacenamiento
para los productos recibidos de las líneas submarinas: el tanque (701) y (704) los
cuales almacena ACPM ECOLOGICO(ACEM), el tanque (703) almacena Nafta
Importada (NATI) y el tanque (702) almacena Gasolina Motor Regular (GMR);
adicionalmente a estos tanques, se tiene el tanque TK-705 como tanque de alivio
de presión con una capacidad de 5.000 barriles y el tanque TK-707 para el
almacenamiento de biodiesel (B100). .
El tanque TK 703 recibe el desplace de la línea submarina dado que almacena
Nafta Importada y es utilizada para dilución de productos crudos de petróleo por lo
cual no tiene parámetros de control específicos para calidad de producto (no es un
producto comercializable), en la Figura 8 se observan las diferentes combinaciones
de interfaces entre productos que se encuentran en sistema de transporte.
Figura 8 - Tipos de Interfaces presentes en los Poliductos (Fuente Ecopetrol)
49
Una vez que se obtienen los resultados de cantidad de volumen desplazado y no
se identifica ninguna anomalía se procede a continuar con el descargue.
Posteriormente comienza el proceso de inspección de cantidad y calidad, tanto en
tierra como a bordo del buque tanque con el propósito de determinar las
cantidades de volumen recibido y revisar si se presentan desviaciones por
encima de las máximas permitidas (Factor de experiencia del buque tanque). El
cálculo de las cantidades tanto en tierra como en el buque es entregado por
inspectores comerciales.
8.1.2.1 Recibos de B100
La Terminal Pozos Colorados realiza recibos de producto B100 (biodiesel) en el
tanque TK-705 (recibos de carro tanques provenientes de Ecodiesel
Barrancabermeja) los cuales son medidos por medición estática en tanque. Este
producto se utiliza con el fin de mezclarlo con el ACEM IMPORTADO y producir
una mezcla que se denomina BIODIESEL B2 IMPORTADO utilizado como
combustible para camiones comercializables. .
8.1.2.2 Entregas de producto por llenaderos
La Terminal cuenta con un Llenadero de producto hacia carro tanques para su
despacho y de esta forma realizar las entregas a clientes. En la Figura 9 se describe
la distribución de los equipos de medición para el llenado y medición de los Carro
tanques.
50
Figura 9 - Diagrama sistema de medición de llenadero (Fuente Ecopetrol)
8.1.3 Despachos a línea Pozos Colorados – Galán 14”.
Una de las operaciones más importantes de la Terminal Pozos Colorados es él
envió de producto hacia la Refinería de Barrancabermeja por medio de la línea
Poliducto Pozos Colorados – Galán 14”, el cual maneja una operación por Baches
o lotes principalmente de ACPM ECOLÓGICO (ACEM), NAFTA IMPORTADA
(NATI) y GASOLINA MOTOR REGULAR (GMR). El sistema de transporte POZOS
COLORADOS – REFINERÍA BARRANCABERMEJA se esquematiza en la Figura
10 con entrega al paso en la Estación Ayacucho. Estación de transporte que se
encuentra ubicado en el corregimiento de la Mata, Cesar.
El proceso de bacheo o lotes por productos no contemplan cuñas y/o separadores
físicos de productos, esto significa que las interfases que se generan, es una
combinación entre los productos involucrados.
En la Figura 10 se describe el área geográfica del poliducto Pozos Colorados –
Galán 14” en donde se evidencia el recibo de importación y su respectivo
transporte hacia la Refinería de Barrancabermeja.
51
Figura 10 - Sistema Pozos Colorados – Galán 14” (Fuente Ecopetrol)
8.1.4 Recibos en Ayacucho - REF
La Estación Ayacucho-REF recibe producto Nafta Importada proveniente del
poliducto Pozos Colorados – Galán 14” en los tanques de almacenamiento, el cual
realiza sus despachos hacia carro tanques con destino las estaciones de
producción y transferencias hacia la planta Ayacucho crudos para ser utilizado
como diluyente y así facilitar su transporte. Las pérdidas identificadas que se
pueden llegar a presentar en la Estación Ayacucho REF son las reportadas por
evaporaciones de producto en tanque.
52
8.1.5 Recibos de producto en Galán
La Estación Galán, ubicado dentro de la Refinería de Barrancabermeja realiza sus
recibos de productos y entregas a tanques de la Refinería bajo un sistema de
medición dinámica con medidor tipo turbina de seis (6) pulgadas. Adicionalmente
es posible realizar movimientos de re-bombeos (enviar producto directamente
hacia el interior del país). .
53
9. CAPITULO II. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
.
La medición de Hidrocarburos líquidos se realiza teniendo en cuenta las variables
de proceso que influyen directamente en la obtención del volumen de un producto.
Estas variables pueden en dicho caso aumentar o disminuir la cantidad de un
hidrocarburo según las condiciones bases preestablecidas. .
9.1 Sistemas de medición y sus variables
En un balance volumétrico se busca determinar las perdidas No identificadas de
cantidad de producto, que puede se pueden presentar en una estación de
transporte, una línea o ducto o un segmento determinado. Estas pérdidas No
identificadas se ven influenciadas por los Inventarios, movimientos y pérdidas
identificadas las cuales son medidas mediante la cuantificación de un volumen.
.
El volumen de una transacción o inventario se determina por medio de la medición
primaria; medición estática, la cual es realizada en tanques de almacenamiento de
hidrocarburos y medición dinámica, que se realiza a través de un medidor de flujo.
Existen otros tipos de mediciones como son la medición marina, medición por
báscula y medición en carro tanques las cuales generan mayor incertidumbre y
son utilizadas como medición secundaria o de respaldo.
Las mediciones se ven afectadas por su exactitud e incertidumbre que a su vez
depende del tipo de medición, de su aseguramiento metodológico, del rango de
medidor, y de la liquidación o cálculos volumétricos. La obtención de datos
volumétricos a condiciones base o estándares es función de las variables de
Temperatura y Presión; estas dos variables influyen en casi un 20% en la
exactitud del valor medido a condiciones estándares.
54
Figura 11 - Relación de las Variables de Proceso y Balance Volumétrico (Fuente Autor)
Adicionalmente a la temperatura y presión existen otro tipo de variables que
afectan la determinación de un volumen; entre estas tenemos: Tipo de medidor,
condiciones ambientales, viscosidad, densidad, presión de vapor, aforo de los
tanques, patrones utilizados, diseño del sistema de medición y el talento humano.
En la Figura 11, se puede apreciar la relación que tienen las variables en el proceso
de determinación de las pérdidas no identificadas en un balance.
Las variables seleccionadas que afectan el Modelo de Reconciliación son:
Temperatura, Presión, Densidad y Rata de Flujo; las cuales se describen a
continuación:
55
9.1.1 Temperatura. .
La temperatura afecta las propiedades de los líquidos, tales como la densidad, su
presión de vapor, compresibilidad y su volumen. En la Tabla 1 se puede apreciar la
afectación que tiene esta variable sobre las demás propiedades del líquido.
Tabla 1 - Afectación de la Temperatura en las propiedades de los líquidos (Fuente Autor)
Debido a que el objetivo en un balance volumétrico es comparar cifras a las
mismas condiciones de temperatura y presión, se hace necesario corregir los
volúmenes obtenidos a condiciones de proceso, y llevarlos a condiciones
estándares mediante modelos que relacionan la dilatación de los líquidos con esta
variable.
El estándar API MPMS en su capítulo 11 relaciona tablas de corrección por el
efecto de la temperatura y su densidad. A continuación en la Tabla 2 se relacionan
las tablas para cada uno de los productos hidrocarburos.
56
Tabla 2 - Tabla estándar para la corrección de volumen por efecto de la temperatura (Fuente API MPMS – Capitulo 11)
PRODUCTO CORRECCIÓN DEL
VOLUMEN A 60°F
CORRECCIÓN DE LA
GRAVEDAD API A 60°F
Crudo Tabla 6A Tabla 5ª
Diesel Tabla 6B Tabla 5B
Gasolina Tabla 6B Tabla 5B
Fuel Oil Tabla 6B Tabla 5B
9.1.2 Presión. .
Así como la temperatura, la presión tiene su corrección volumétrica a 0 psig las
cuales están expuestas en el Capítulo 11 del estándar API MPMS. Cuando la
medición volumétrica se realiza en tanques de almacenamiento de hidrocarburos
esta corrección volumétrica es equivalente a la unidad.
9.1.3 Densidad. .
.
La densidad de una sustancia es la relación que tiene la masa por su unidad de
volumen y esta se ve afectada directamente por la temperatura. Por tanto, en un
líquido al aumentar su temperatura la densidad tiende a disminuir, y al disminuir la
temperatura la densidad tiende a aumentar; concluyendo que son inversamente
proporcionales. La corrección volumétrica para esta propiedad de la sustancia se
encuentra estipulada en la Tabla 2. .
9.1.4 Rata de flujo. .
Se define como la cantidad de volumen o masa de un fluido que pasa por un punto
sobre una línea por unidad de tiempo. La rata de flujo afecta directamente a los
medidores de flujo los cuales cuentan con rango de flujo máximo y mínimo entre
57
los cuales un medidor mantiene un error aceptable. Cuando el medidor se
encuentra por fuera de estos rangos la medición no es precisa; aumentando la
incertidumbre y el error en la cantidad volumétrica determinada.
Cualquier cambio de las variables de proceso puede afectar la precisión y la
repetibilidad de la medición, debido a que tanto los materiales de los equipos de
medición como las características de los fluidos pueden experimentar variaciones
con los cambios de estas condiciones; por tanto, se ha estandarizado a nivel
internacional unas condiciones base para la medición del petróleo y sus derivados
ya que el volumen es dependiente de las propiedades físicas. La temperatura
tomada como base es 60°F y la presión es 0 psig. Estos valores son considerados
como condiciones de referencia, condiciones base o estándares.
9.2 Metodología estadística a utilizar para la validación del modelo de
reconciliación de datos. .
Basado en el comportamiento del Sistema de transporte a analizar se denota que
el producto es recibido desde Importación y transportado por dos líneas
submarinas hacia la Estación Pozos Colorados; En este punto el producto es
almacenado y entregado a Clientes, y adicionalmente una parte es bombeado
hacia la Refinería de Barrancabermeja por la línea Pozos Colorados – Galán de
14”. Estos productos son recibidos en tanques de almacenamiento ubicados en la
Refinería y otra parte es recibida al paso en la Estación Ayacucho REF.
En la Figura 12 se expone un diagrama base del modelo volumétrico para el recibo
del producto por importación; adicionalmente se describe el volumen de control
para el modelo.
58
Figura 12 - Volumen de Control para el análisis Volumétrico (Fuente Autor)
Teniendo en cuenta lo descrito anteriormente, el volumen de control para este
macro sistema tendría las siguientes variables volumétricas: .
a. Recibo de Importación: Movimiento de entrada al volumen de control, en
donde la transferencia de custodia se realiza desde Comercio Internacional
hacia la Vicepresidencia de Transporte de Ecopetrol S.A.
b. Entregas a Clientes: Movimiento de salida del volumen de control, en donde
la transferencia en custodia se realiza desde la Vicepresidencia de
Transporte hacia clientes mayoristas. .
c. Entregas a Refinería de Barrancabermeja: Salida del volumen de control,
en donde la transferencia de custodia se realiza desde la Vicepresidencia
59
de Transporte hacia la Gerencia de Refinación. .
d. Rebombeos hacia Líneas Internas de la VIT: Salida del volumen de control,
la transferencia se realiza desde la Línea Pozos Colorados – Galán 14”
hacia otras líneas internas de la Vicepresidencia de Transporte. No hay
traspaso de la custodia de producto. .
e. Recibo en Ayacucho-REF: El producto Nafta Importada es recibido y
almacenado en tanques para su posterior despacho hacia campos de
producción como diluyente para crudos y entregas a la Estación Ayacucho
CRD convirtiéndose en salida del volumen de control. La transferencia se
realiza desde un Sistema de transporte de VIT hacia una estación VIT por
lo tanto no hay transferencia de custodia del producto. .
.
f. Recibo de B100: Este producto es utilizado para dilución del ACEM (ACPM
bajo azufre extra Importado) y poder generar productos comercializables
como B2: Biodiesel al 2% (98% ACPM + 2% B100), B3: Biodiesel al 3%
(97% ACPM + 3% B100), B4: Biodiesel al 4% (96% ACPM + 4% B100),
B2E: Biodiesel Extra al 2% (98% ACEM + 2% B100), entre otros. El B100
es biocombustible extraído del aceite vegetal al 100% de concentración. En
la Terminal Pozos Colorados se recibe este producto por la compra a
ECODIESEL en Barrancabermeja. El producto es transportado por carro
tanques hacia la Terminal Pozos Colorados en donde se recibe para
mezclarlo con el ACEM Importado. La transferencia en custodia se realiza
en el punto de compra (Barrancabermeja) lo que la Vicepresidencia de
Transporte asume los riesgos de perdida de producto que puedan ocurrir en
el transporte del mismo.
60
Existen otros tipos de salidas identificadas no recuperables las cuales pueden ser
cuantificadas mediante algoritmos de cálculos ya estandarizados. Este tipo de
movimientos de salida se conocen como Pérdidas Identificadas que son
ocasionadas por: Evaporaciones en tanques, emisiones fugitivas, y robos de
producto a causa de válvulas ilícitas. Adicionalmente se pueden presentar
operaciones no convencionales en todo el volumen de control para el recibo de
importación los cuales se conocen como movimientos operacionales especiales
(MOES). Este tipo de transacción pueden generarse debido a drenajes por
mantenimiento de los sistema de transporte, drenaje de tanques de
almacenamiento, conversión de producto. .
Teniendo en cuenta la información volumétrica registrada en los estados
financieros de la Empresa Ecopetrol S.A, para el 2014 se tuvieron los siguientes
balances del Macro Sistema expuesto en la Tabla 3:
Tabla 3- Descripción de Movimientos
Corrientes Descripción del Movimiento Enero 2014
Febrero 2014
Marzo 2014
1 Importación por Pozos Colorados 2.835.935 2537371 2965786
2 Recibo de Importación en Pozos Colorados. 2.834.546 2537371 2966033
3 Delta de Inventario en la Estación Pozos Colorados. 16.620 -119021 -1851
4 Entregas a Clientes realizado en Pozos Colorados. 295.793 248356 304864
5 Perdidas Identificables en la Estación Pozos Colorados. 95 85 80
6 Recibos del producto B100 en Pozos Colorados. 0 0 0
7 Despachos desde Pozos Colorados hacia la línea PZ-GL 14”. 2.523.329 2410436 2664116
8 Entregas de la línea a la Estación Ayacucho REF 616 1317 205327
9 Perdidas Identificables de la línea PZ-GL 14”. 700 114 103
10 Entregas a Refinería de Barrancabermeja. 2.519.182 2406111 2458349
61
11 MOES de drenaje de Sistema PZ-GL 14” hacia Pozos Col. 355 308 14
12 MOES de drenaje de Sistema PZ-GL 14” hacia Ayacucho REF 2.455 727 465
13 MOES drenaje de Sistema PZ-GL 14” hacia Galán 268 190 946
14 Entregas de Ayacucho REF a Ayacucho CRD 0 0 0
15 Delta de Inventario en la Estación Ayacucho REF 3.071 2044 205792
62
10. CAPITULO III. DEFINICIÓN DEL MODELO DE RECONCILIACIÓN
El Modelo de Reconciliación de Datos para el Sistema Pozos Colorados – Galán,
es afectado directamente por la precisión de los instrumentos de medición con la
cual se determinan los movimientos de entradas y salidas. Así mismo para los
inventarios o existencias en tanques al inicio y final de un periodo determinado que
son calculados de igual forma por medición estática. .
Las pérdidas de producto que se identifican son estimadas o calculadas por
algoritmos de cálculo o valoraciones mediante la utilización del balance, que están
basadas en los estándares y normatividad vigente internacional.
La relación entre los movimientos e inventarios del sistema generan las Perdidas
No Identificadas (PNI) entre las cuales se encuentra la incertidumbre de la
medición y posibles errores gruesos que son causados por eventos no aleatorios
tales como el mal funcionamiento de la instrumentación, mala calibración,
desgaste o corrosión, y deposición de sólidos. .
El Balance del Sistema es validado y aprobado, con el fin de poder oficializar los
movimientos e inventarios en el ERP (Sistema de planificación de recursos
empresariales) de la empresa Ecopetrol S.A. Esta información es de utilidad para
la definición de los modelos financieros en donde se establece el costos de los
productos, apoyo a los clientes del negocio, tiempos de respuesta a los
problemas; así como un eficiente manejo de información que permita la toma
oportuna de decisiones y disminución de los costos totales de operación.
Por tanto, un balance reconciliado permite identificar problemas de la medición y
mejorar la exactitud de los datos, ajustando los valores medidos para que
satisfagan la restricciones de proceso reduciendo los efectos del error aleatorio de
los dato. Este balance se debe generar antes del envió de la información a los
63
estados financieros con las respectivas modificaciones del resultado de la
reconciliación como se evidencia en la Figura 13, en donde los datos reconciliados
son obtenidos de los volúmenes cargados en las herramientas volumétricas
afectados por el inverso de la varianza de los instrumentos de medición en dónde
se obtienen los datos de las transacciones. .
Figura 13 - Pirámide de Balances (Fuente Autor)
10.1 Definición de la función objetivo.
Dentro de los métodos de reconciliación aplicables se encuentran varios tipos de
funciones de minimización para la resolución del modelo dentro de los cuales se
encuentran: Mínimos cuadrados, Normal Contaminada, Cauchy, Lorentzian, Fair
entre otros mencionados en el marco teórico de este documento. A nivel
internacional han sido desarrolladas una serie de metodologías para la
implementación de esta técnica, sin embargo la utilización de estos métodos
depende del tipo de balance al cual va a ser aplicado (volumétrico, másico,
energético). Por lo general, para la resolución de balances volumétricos y másicos
se utilizan modelos de reconciliación de datos mediante funciones objetivos
64
lineales, por otro lado para balances de energía o cuando existen reacciones
químicas el uso de funciones objetivos no lineales es la opción más adecuada. En
Colombia el CDT del Gas realizó un estudio para la aplicación de la reconciliación
de datos en una red de transporte de fluidos11 en donde evidenció una gran
variedad de metodologías que realizan la reconciliación de datos utilizando
formulas sencillas y operaciones entre matrices, hasta sofisticados algoritmos de
computación; en donde se evidenció que las ecuaciones que representan estos
balances de cantidad (masa y/o volumen) siempre son lineales ya que no existen
reacciones químicas, permitiendo descartar aquellas funciones de minimización
para reconciliación de procesos no lineales. De acuerdo a lo anterior, los únicos
métodos que se pueden aplicar para resolver el modelo de reconciliación son:
Minimización de Funciones: Requiere un valor promedio de la incertidumbre
y permite realizar la reconciliación de datos, con distintas variables al
tiempo.
Incertidumbre: Permite realizar la reconciliación de datos a una variable, por
lo que no es posible hacer un control de balances.
Dado a que se cuenta con la información de la incertidumbre de los sistemas de
medición de entrada y salida del ducto, las tolerancias de los balances de los
recursos, sistemas de medición y los balances de los mismos. La función de
mínimos cuadrados es la más adecuada para realizar la minimización de
funciones para la resolución del modelo de reconciliación de datos para el Sistema
de importación de producto por Pozos Colorados. .
11
Aplicación de BRAM como Modelo para el Análisis de una Red de Gas Natural Mediante Reconciliación de Datos. Diana Marcela Castillo y Rene Gamboa Jaimes.
2009.
65
10.2 Modelo y parametrización de datos
Para el análisis de las variables que intervienen en el proceso de balance se
considerará un solo tipo de modelo volumétrico, en donde se definieron las
siguientes consideraciones expuesta en la Tabla 4 en donde se evidencian las
entradas al volumen de control (+), las salidas (-), inventarios (+/-) y los
movimientos internos que interrelacionan los recursos y sistemas de transporte (/):
Tabla 4 -Variables del balance que intervienen en el modelo de reconciliación de datos (Fuente Autor)
VARIABLE DE BALANCE RECONCILIACIÓN
(+) Importación de Productos Valor no reconciliado
(/) Recibos en Pozos Colorados por importación Valor a reconciliar
(+/-) Delta de Inventario en Pozos Colorados Valor no reconciliado
(-) Entregas a Clientes en Pozos Colorados Valor no reconciliado
(-) Perdidas Identificadas en Pozos Colorados Valor a reconciliar
(+) Compras de B100 recibidas en Pozos Colorados Valor no reconciliado
(/) Despacho de Pozos Colorados a la línea Valor a reconciliar
(/) Recibos en Ayacucho REF Valor a reconciliar
(-) Perdidas Identificadas en la línea de transporte Valor a reconciliar
(-) Entregas a Refinería de Barrancabermeja Valor no reconciliado
(/) MOES de la línea hacia Pozos Colorados Valor a reconciliar
(/) MOES de la línea hacia Ayacucho REF Valor a reconciliar
(/) MOES de la línea hacia Refineria de Barrancabermeja Valor a reconciliar
(+/-) Delta de Inventario en Ayacucho REF Valor no reconciliado
Con base en lo anterior, se procede a generar el diagrama de flujo del modelo
volumétrico, con el fin de establecer las corrientes de entrada y salida que hacen
parte del balance del Sistema. Dado que el manejo de inventarios afectan
directamente al modelo volumétrico generando acumulación o disminución en un
periodo de tiempo determinado, se representan variables dentro del balance como
una corriente compuesta por la diferencia de dos movimientos que pueden ser
positivos cuando el inventario inicial es menor que el final (disminución del
inventario en un periodo de tiempo) o positivos cuando el inventario inicial es
66
mayor que el final. Esta corriente es conocida como delta de inventario eliminando
la representación de los mismos de manera independiente dentro del Balance:
(Ec.22)
Ecuación de Balance,
(Ec.23)
Las corrientes de entrada y salida para el modelo serían las siguientes: (1)
volumen de importación por Pozos Colorados, (2) recibo de importación en Pozos
Colorados, (3) Delta de inventario en la Estación de Pozos Colorados, (4)
Entregas a clientes realizado en Pozos Colorados, (5) Perdidas Identificadas en la
Estación Pozos Colorados, (6) Recibos de producto B100 en la estación Pozos
Colorados, (7) Despachos desde Pozos Colorados hacia la línea Pozos Colorados
– Galán 14”, (8) Entregas de la línea Pozos Colorados – Galán 14” hacia la
estación Ayacucho REF, (9) Perdidas Identificadas en la línea Pozos Colorados –
Galán 14”, (10) Entregas que realiza la línea Pozos Colorados – Galán 14” hacia la
refinería de Barrancabermeja, (11) Movimientos operacionales especiales por
drenaje de sistema desde la línea Pozos Colorados – Galán 14” hacia la estación
Pozos Colorados, (12) Movimientos operacionales especiales por drenaje de
sistemas desde la línea Pozos Colorados – Galán 14” hacia la estación Ayacucho
REF, (13) Movimientos operacionales especiales por drenaje de sistemas desde
la línea Pozos Colorados – Galán 14” hacia la estación Galán (Refinería de
Barrancabermeja), (14) Entregas de la estación Ayacucho REF hacia la estación
Ayacucho CRD y (15) Delta de inventario en la estación Ayacucho REF.
El modelo que relaciona las corrientes se especifica en la Figura 14, donde se
describe el orden y la interacción entre los recursos y sistemas de transporte para
la generación de la función objetivo y restricciones necesarias para la realización
de la reconciliación de datos.
67
Figura 14 - Diagrama de Flujo para la generación del modelo de reconciliación (Fuente Autor)
Dentro del diagrama de flujo expuesto en la Figura 14 se observan dos tipos de
variables las cuales son las corrientes que pueden ser de entrada y salida y los
nodos que pueden ser sistemas de transporte o una estación de transporte.
Dentro de los nodos encontramos los siguientes:
Nodo NS: Representa los sistemas de transporte LS BOYA – POZOS
COLORADOS y LS RETORNO – BOYA.
Nodo PZ: Representa la Estación de transporte POZOS COLORADOS.
Nodo PG: Representa el sistema de transporte POZOS COLORADOS – GALÁN
14”.
Nodo AY: Representa la Estación de transporte AYACUCHO REF.
68
10.3 Representación de la Función Objetivo
De acuerdo al modelo expuesto en la Figura 14, y la resolución del modelo mediante
la función objetivo por mínimos cuadrado se establece las restricciones:
1. Restricciones de Balance: .
(Ec.24)
(Ec.25)
(Ec.26)
(Ec.27)
2. Restricciones de para los valores no reconciliados: Se genera a partir de
aquellos valores que no se pueden reconciliar dado a que su medición es
oficial generando una factura, una afectación directa a los estados
financieros de la empresa o representan una transacción de inventarios,
(Ec.28)
(Ec.29)
(Ec.30)
(Ec.31)
(Ec.32)
(Ec.33)
69
Posteriormente a establecer las restricciones del modelo para el desarrollo de la
reconciliación de datos se procede a obtener los valores de los pesos de cada una
de las medidas mediante la determinación del inverso de la varianza que se
genera con la ecuación 34.
(Ec.34)
De acuerdo a la normatividad vigente expuesta en el OIML R-117 en donde se
especifican los requerimientos técnicos y metrológicos aplicables a los sistemas
de medición dinámica para cantidades de líquidos diferentes al agua, se considera
que los sistemas de medición pueden clasificarse en cinco tipos, de los cuales
aplicaría únicamente los de tipo primera clase, la cual toma en consideración los
sistemas de medición instalados en tuberías y se define una clase de exactitud de
0,3 para este tipo y corresponde a sistemas de medición completos (Sistema el
cual comprende el medidor, magnitudes asociadas a temperatura y presión,
computadores de flujo y todos los dispositivos auxiliares) . .
Cabe aclarar que este valor (0,3) es la clase de exactitud o la desviación máxima
permisible en que se catalogan los sistemas de medición instaladas en tuberías,
mas no es la incertidumbre propia de un medidor. .
Para un sistema de clase de exactitud (0,3) existen dos tipos de clasificación: Los
errores máximos permisibles de tipo A aplican para un sistema de medición
completo, para todos los líquidos, todas las temperaturas, todas las presiones y
todos los intervalos de flujo para los cuales fue diseñado o ha sido aprobado, sin
ningún ajuste entre pruebas. Los errores máximos permisibles de tipo B aplican
70
para la aprobación de un modelo de medidor específico y para la verificación
inicial de un medidor que se puede evidenciar en la Tabla 512.
Tabla 5 - Clase de Exactitud de los Sistemas de Medición Dinámica (Fuente OIML-117)
CLASE DE EXACTITUD
0,3
A 0,3%
B 0,2%
De acuerdo a la tabla anterior, para los sistemas de medición dinámica existente
en el modelo de Pozos Colorados Galán 14” aplicaría un error máximo de ±0.3%
con sistemas de medición en líneas debidamente mantenidas y calibradas,
aplicable a un solo punto de transferencia de custodia. Para convertir un error en
expresión de incertidumbre, se debe dividir entre la raíz cuadrada de 12
obteniendo la siguiente ecuación: .
√ (Ec.35)
Para convertir la incertidumbre estándar a expandida con un factor de cobertura
equivalente a K = 2 (confiabilidad del 95%) se procede a multiplicarlo por un valor
de dos (2), obteniendo la siguiente ecuación: .
(Ec.36)
Por otro lado, para la medición estática se deben tener en cuenta varias
consideraciones como las condiciones del tanque (en calma o en movimiento),
desviaciones en la medición de nivel (máximo 3 milímetros de desviación entre
12
OIML-R117.1995.
71
medidas), error promedio de la medición de nivel (2mm), resultados de la medición
automática de nivel (±0.035%), errores por medición de temperatura (±0.07%) y
densidad (afecta directamente el factor de corrección por temperatura CTL en
±0.07%), error por la determinación del agua en dilución en el producto
almacenado en tanques mediante el estándar ASTM designación 4377 (±0.015%)
y el error en la calibración del tanque por aforo volumétrico por el método
geométrico (±0.20%).13
Por tanto tendríamos que la incertidumbre para un sistema de medición estática
sería igual a: .
√
√
√
√ (Ec.37)
En la determinación de la incertidumbre para la medición estática no se incluye el
error generado por la determinación del agua en dilución del producto
almacenado, dado a que los productos manejados en el sistema de transporte son
refinados y su agua en dilución es despreciable. .
Para convertir la incertidumbre estándar a expandida con un factor de cobertura
equivalente a K = 2 (confiabilidad del 95%) se procede a multiplicarlo por un valor
de dos (2), .
(Ec.38)
Aplicando cada una de las incertidumbres a los puntos de transferencias de
producto en el modelo de reconciliación de datos se obtienen los siguientes pesos
de acuerdo a la Tabla 6:
13
OIML-R71.1995.
72
Tabla 6 - Asignación de pesos por sistemas de medición (Fuente Autor)
ASIGNACIÓN DE PESOS (wi)
Punto de Medición Sistema de Medición Incertidumbre Peso (1- U)
1 Estática 0,216% 0,784
2 Estática 0,216% 0,784
3 Estática 0,216% 0,784
4 Dinámica 0,1732% 0,8268
5 Estática 0,216% 0,784
6 Estática 0,216% 0,784
7 Dinámica 0,1732% 0,8268
8 Estática 0,216% 0,784
9 Estática 0,216% 0,784
10 Dinámica 0,1732% 0,8268
11 Estática 0,216% 0,784
12 Estática 0,216% 0,784
13 Estática 0,216% 0,784
14 Estática 0,216% 0,784
15 Estática 0,216% 0,784
Teniendo en cuenta la definición de las variables para el modelo de reconciliación
de datos, la función objetivo mediante la minimización de cuadrados seria la
expuesta en la ecuación 39 y 40, .
∑ ( )
(Ec.39)
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
(Ec.40)
73
10.4 Fase de implementación del Modelo
Con base en la función objeto desarrollado en la ecuación 40, se elaboró un
modelo de resolución de la ecuación en la herramienta Excel con el fin de generar
un óptimo valor verdadero teniendo en cuenta las restricciones de balance y de
valores no reconciliados. El periodo de prueba seleccionado es el primer trimestre
del año 2014 en donde se obtuvieron los siguientes resultados expuestos en la
Tabla 7.
Tabla 7 - Resultados del Modelo de reconciliación de Desviaciones al Balance (Fuente Autor)
RESULTADOS DE LA RECONCILIACIÓN DE DATOS
(BALANCE)
2014
Mes Desviación del
Balance REAL
Desviación de Balance
RECONCILIADO
Enero -206 Bls 0 Bls
Febrero +508 Bls +119 Bls *
Marzo +2497 Bls +1368 Bls *
En la Tabla 7 se observa que para los meses de enero, febrero y marzo del 2014 se
presentaron desviaciones de balance equivalentes a -206 Bls, +508 Bls, +2497 Bls
respectivamente, los cuales afectaron los estados financieros de la empresa
debido a que este tipo de pérdidas no identificadas son una variable de entrada en
el modelo de costeo por producto.
Dentro de las corridas de realizadas para la resolución del modelo de
reconciliación se evidencia que para los meses de febrero y marzo no se encontró
una solución adecuada que generara un valor de cierre a “cero” del balance global
del sistema a evaluar. Para el mes de Febrero del 2014 se observa que el
balance del sistema reconciliado cierra con un volumen de ganancias de +119 Bls
eliminando las variables (5) y (9) que corresponden a las perdidas identificadas
74
dado a que el sistema para este mes en particular tiende a ganar evidenciando un
posible error grueso en los sistemas de medición de cada uno de los puntos que
conforman el nodo de la Estación Pozos Colorados dado a que no se cumple con
la restricción para este punto. En la Tabla 8, se evidencian las diferencias
presentadas en cada uno de los nodos del sistema y el valor resultante de la
función objetivo para el mes de Febrero del 2014. .
Tabla 8 - Resultados de los valores resultantes a las restricciones según Modelo para el mes de Febrero del 2014 (Fuente Autor)
RESULTADOS DE RESTRICCIONES
FEBRERO 2014
Función Objetivo (desviación total ponderada): 2,148,135.996
Restricción 1: 0.00
Restricción 2: -119.00
Restricción 3: 0.00
Restricción 4: 0.00
Para el mes de Marzo del 2014 se observa que el balance del sistema reconciliado
termina con una ganancia equivalente a 1.368 Bls eliminando las variables (5) y
(9) que corresponden a las perdidas identificadas dado a que el sistema para este
mes en particular tiende a presentar ganancias evidenciando un posible error
grueso en los sistemas de medición de cada uno de los puntos que conforman los
nodos de las líneas submarinas, la estación Pozos Colorados y el sistema de
transporte Pozos Colorados – Galán 14”. En la Tabla 9, se evidencian las
diferencias en cada uno de los nodos que conforma el sistema.
]
75
Tabla 9 - Resultados de los valores resultantes a las restricciones según Modelo para el mes de Marzo del 2014 (Fuente Autor)
RESULTADOS DE RESTRICCIONES
MARZO 2014
Función Objetivo (desviación total ponderada): 714,953.603
Restricción 1: -247.00
Restricción 2: -1079.63
Restricción 3: -41.37
Restricción 4: 0.00
10.5 Valores reconciliados en el Modelo
De acuerdo a los resultados del modelo de reconciliación se evidencia que
algunos de los valores fueron recalculados de acuerdo a la función objetivo y los
pesos de cada una de las variables. Estos valores son generados por errores
gruesos en los sistemas de medición en cada uno de los puntos lo que conlleva a
realizar revisiones en el modelo realizado con el fin de identificar posibles
inconvenientes en la interpretación de los datos. Los valores que presentaron
diferencias son las expuestas en la Figura 13 en donde se puede apreciar que el
modelo de reconciliación genera altas diferencias para las corrientes (2) que
representa el recibo de la importación en la estación Pozos Colorados con una
afectación equivalente al 0.05% con respecto al dato real para el mes de Enero del
2014, la corriente (7) que representa los despachos de la estación Pozos
Colorados hacia el sistema de transporte Pozos Colorados – Galán 14” con una
afectación del 0.062% con respecto al dato real para el mes de Febrero del 2014,
y la corriente (13) que representa los moes de drenaje de línea provenientes del
sistema Pozos Colorados – Galán 14” hacia la estación Galán con una afectación
del 100% debido a la ganancia del sistema para el mes de Marzo del 2014.
76
Figura 15 - Diferencias presentadas entre el dato real y el dato reconciliado. (Fuente Autor)
10.6 Valoración económica de las pérdidas no identificadas.
La valoración de las pérdidas no identificadas generadas del balance se realiza
por producto y depende en gran medida del valor numérico de las perdidas
presentadas en un centro o sistema de transporte teniendo en cuenta su ubicación
y costos asociados a la misma.
En la Tabla 10 se observan el costo de cada una de las pérdidas no identificadas
para el sistema a reconciliar por producto, para lo cual se denota que el costo del
ACEM es directamente proporcional al aumento de su valor en pérdidas sin
importar si son positivas o negativas, de igual forma que la gasolina motor regular
(GMR) mientras que la Nafta importada mantiene su valor sin importar el cambio
en el valor de las pérdidas no identificas. El impacto financiero para el mes de
Enero es de $ 358,385,228 CO, para el mes de Febrero es de $ 92,331,378 CO y
para el mes de Marzo es de 576,158,924 CO para una sumatoria total de $
1,026,875,529.99 CO impactando de manera directa el precio de los productos
GMR y ACEM.
77
Tabla 10 - Costo de las Perdidas No Identificadas para el Modelo sin reconciliar (Fuente SAP Ecopetrol S.A.)
Por otro lado, al realizar la reconciliación de datos se evidencia una alta
disminución en el total del valor del impacto a costos dado que para el mes de
Enero del 2014 el sistema cerró con balance “Cero” ocasionando la no afectación
de las perdidas identificas al costo. Para el mes de Febrero del 2104 se denota
una disminución en el volumen de pérdidas traducido en un impacto financiero de
$ 21,628,807 CO y para el mes de Marzo del 2014 un valor de $315,652,947 CO
para un total de $ 337,281,754 CO con reducción del 67% con respecto al impacto
inicial.
Adicionalmente a la reducción en el impacto de costo de los productos, la
disminución de las pérdidas no identificadas permitió un valor por producto mucho
más estable y bajo que el modelo sin reconciliar. En la tabla 11 se puede apreciar
78
la disminución en los valores de los costos de los productos para estos tres meses
analizados.
Tabla 11 - Costo de las Perdidas No Identificadas para el Modelo reconciliado (Fuente SAP Ecopetrol S.A.)
79
11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Basado en lo anterior analizado se evidencia que el proceso de reconciliación de
datos mediante un modelo matemático para un Sistema de transporte por ductos
permite:
a. Se Realizó un planteamiento se solución a un balance de materia para un
sistema de transporte por poliducto cumpliendo con una serie de restricción
asociados a datos reales con la lógica de balance en el cual se evidencio
que la reconciliación de datos permite generar balances ajustados
reflejando perdidas inferiores a las medidas.
b. Se demostró con el modelo la disminución de las pérdidas no identificadas
mediante el proceso de reconciliación de datos generando un menor
impacto financiero en los estados contables de las compañías reduciendo el
costo de los productos.
c. Dentro del modelo de reconciliación de datos se identificaron dos tipos de
variables las cuales intervienen en el resultado del proceso ejecutado para
los datos medidos de acuerdo al proceso definido de operación para el
sistema de transporte mencionado en este trabajo (datos no reconciliados y
datos reconciliados).
d. Durante el diseño de la función objetivo definida para el modelo de
reconciliación, se idéntico que los inventarios pueden representarse
mediante un delta entre el valor inicial y el valor final en un periodo
determinado, eliminando una posible acumulación en el sistema.
80
e. El modelo de reconciliación permitió identificar errores gruesos presentes
en el balance del sistema posibilitando el análisis de los sistemas de
medición en donde el dato medido no correspondía al dato verdadero
teniendo él cuenta los pesos asignados para cada uno de los puntos del
balance.
81
12. BIBLIOGRAFÍA
Data Reconciliation Practice at Petroleum Refinery Company in Brazil-209
Elsevier B.V. Jose Placido, Alexander Almeida Campos.
Clasificación de pérdidas identificadas de la Vicepresidencia de Transporte
de ECP S.A. Vol.2, No 7, 2006 p. 125 -187.
Thermal Performance Monitoring and Assessment in Dukovany Nuclear
Power Plant. Frantisek MADRON, Jaroslav PAPUGA, Jiri PLISKA. 2002.
Subdirección de Producción Gerencia o Área PEMEX. Proyecto para Fondo
Sectorial. 2012.
Miguel A. Lozano y Jesus A. Remerio. Clasificación de variables y
reconciliación de datos en ingeniería de procesos. 2002.
API MPMS. Manual of Petroleum Measurement Standards.
ASTM. American society for testing and materials.
MMH. Manual de Medición de Hidrocarburos de Ecopetrol S.A.
ISO 9001:2000. International Organization for Standardization.
Organización Internacional de Metrología Legal (OIML R-117).
Organización Internacional de Metrología (OIML R-71)
82
13. ANEXO A
MODELO MATEMATICO DE RECONCILICACION DATOS - ENERO
PROBLEMA GENERAL DE RECONCILIACIÓN 1 Volumen de importación por Pozos Colorados.
2 Recibo de importación en Pozos Colorados
3 Delta de Inventario en la Estación Pozos Colorados
4 Entregas a Clientes realizado en Pozos Colorados
5 Perdidas Identificables en la Estación Pozos Colorados
6 Recibos del producto B100 en Pozos Colorados
7 Despachos desde Pozos Colorados hacia la línea Pozos Colorados – Galán 14”.
8 Entregas de la línea a la Estación Ayacucho REF
9 Perdidas Identificables de la línea Pozos Colorados – Galán 14”.
10 Entregas a Refinería de Barrancabermeja.
11 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Pozos Colorados
12 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Ayacucho REF
13 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Galan
14 Entregas de Ayacucho REF a Ayacucho CRD
15 Delta de Inventario en la Estación Ayacucho REF
yi Valor de la medición
xi Valor reconciliado
wi Peso: representa la precisión del instrumento
(ej. Inverso de la varianza del instrumento)
Función Objetivo (desviación total ponderada): 1.567.802,902
Restricción 1: 0,00
Restricción 2: 0,00
Restricción 3: 0,00
Tabla 1.1 Flujos obtenidos del proceso de Reconciliación de Datos (Ejemplo) Restricción 4: 0,00
Analisis realizado para el mes de Enero del 2014
1 2.835.935 CI 1 0,784 2835935 2835935,00 0,00
2 2.834.546 SINOPER 2 0,784 2834546 2835935,00
3 16.620 SINOPER 3 0,784 16620 16620,00 0,00
4 295.793 SINOPER 4 0,8268 295793 295793,00 0,00
5 95 SINOPER 5 0,784 95 259,05
6 0 COMPRAS 6 0,784 0 0,00 0,00
7 2.523.329 SINOPER 7 0,8268 2523329 2523469,64
8 616 SINOPER 8 0,784 616 621,24
9 700 SINOPER 9 0,784 700 715,73
10 2.519.182 REF 10 0,8268 2519182 2519182,00 0,00
11 355 SINOPER 11 0,784 355 206,68
12 2.455 SINOPER 12 0,784 2455 2460,24
13 268 SINOPER 13 0,784 268 283,73
14 0 SINOPER 14 0,784 0 10,49
15 3.071 SINOPER 15 0,784 3071 3071,00 0,00
Balance Medido del Sistema = -206 0
Recursos PNI
LS BOYA-POZOS COLORADOS 102
LS RETORNO BOYA-POZOS COLORADOS -1491 **Peso: 1- Incertidumbre de Sistema
POZOS COLORADOS 936
POZOS COLORADOS-GALAN 14" 247
AYACUCHO - REF 0
TOTAL -206
*** Para este analisis no se contemplan los volumenes internos asociados a conversión de producto.
*** En los puntos 3 y 15 se representan los deltas de Inventario de cada una de las Plantas; (-) significa que salio producto (+) que existe acumulación en el periodo.
*** Restricciones Adicionales:
1. El dato de Entrada para Comercio Internacional no debe ser reconciliado. Dato (1).
2. El Delta de Inventario del Sistemano debe ser reconciliado. Dato (3), Dato (15).
3. El dato de entrada de Compras de B100 no debe ser reconciliado. Dato (6).
4. El dato de entrega a Refineria de Barrancabermeja no debe ser reconciliado. Dato (10).
MODELO A DESARROLLAR
Valores reconciliados según modelo
Numero de
Corrientes
Valor
MedidoFuente
Valor
medido
Valor
reconciliadoCorriente Peso
83
14. ANEXO B
MODELO MATEMATICO DE RECONCILICACION DATOS -FEBRERO
PROBLEMA GENERAL DE RECONCILIACIÓN 1 Volumen de importación por Pozos Colorados.
2 Recibo de importación en Pozos Colorados
3 Delta de Inventario en la Estación Pozos Colorados
4 Entregas a Clientes realizado en Pozos Colorados
5 Perdidas Identificables en la Estación Pozos Colorados
6 Recibos del producto B100 en Pozos Colorados
7 Despachos desde Pozos Colorados hacia la línea Pozos Colorados – Galán 14”.
8 Entregas de la línea a la Estación Ayacucho REF
9 Perdidas Identificables de la línea Pozos Colorados – Galán 14”.
10 Entregas a Refinería de Barrancabermeja.
11 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Pozos Colorados
12 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Ayacucho REF
13 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Galan
14 Entregas de Ayacucho REF a Ayacucho CRD
15 Delta de Inventario en la Estación Ayacucho REF
yi Valor de la medición
xi Valor reconciliado
wi Peso: representa la precisión del instrumento
(ej. Inverso de la varianza del instrumento)
Función Objetivo (desviación total ponderada): 2.148.135,996
Restricción 1: 0,00
Restricción 2: -119,00
Restricción 3: 0,00
Tabla 1.1 Flujos obtenidos del proceso de Reconciliación de Datos (Ejemplo) Restricción 4: 0,00
Analisis realizado para el mes de Febrero del 2014
1 2537371 1 ECP-CI 1 0,784 2537371 2537371,00 0,00
2 2537371 1 ECP-VIT 2 0,784 2537371 2537371,00 0,00
3 -119021 1 ECP-VIT 3 0,784 -119021 -119021,00 0,00
4 248356 1 ECP-VIT 4 0,8268 248356 248356,00 0,00
5 85 1 ECP-VIT 5 0,784 85 0,00 85,00
6 0 1 ECP-VSM 6 0,784 0 0,00 0,00
7 2410436 1 ECP-VIT 7 0,8268 2410436 2408939,86 1496,14
8 1317 1 ECP-VIT 8 0,784 1317 1098,35 218,65
9 114 1 ECP-VIT 9 0,784 114 0,00 114,00
10 2406111 1 ECP-GRB 10 0,8268 2406111 2406111,00 0,00
11 308 1 ECP-VIT 11 0,784 308 784,86 -476,86
12 727 1 ECP-VIT 12 0,784 727 945,65 -218,65
13 190 1 ECP-VIT 13 0,784 190 0,00 190,00
14 0 1 ECP-VIT 14 0,784 0 0,00 0,00
15 2044 1 ECP-VIT 15 0,784 2044 2044,00 0,00
Balance Medido del Sistema = 508 119
Recursos PNI
LS BOYA-POZOS COLORADOS 0
LS RETORNO BOYA-POZOS COLORADOS 0 **Peso: 1- Incertidumbre de Sistema
POZOS COLORADOS 2177
POZOS COLORADOS-GALAN 14" -1669
AYACUCHO - REF 0
TOTAL 508
*** Para este analisis no se contemplan los volumenes internos asociados a conversión de producto.
*** En los puntos 3 y 15 se representan los deltas de Inventario de cada una de las Plantas; (-) significa que salio producto (+) que existe acumulación en el periodo.
*** Restricciones Adicionales:
1. El dato de Entrada para Comercio Internacional no debe ser reconciliado. Dato (1).
2. El Delta de Inventario del Sistemano debe ser reconciliado. Dato (3), Dato (15).
3. El dato de entrada de Compras de B100 no debe ser reconciliado. Dato (6).
4. El dato de entrega a Refineria de Barrancabermeja no debe ser reconciliado. Dato (10).
MODELO A DESARROLLAR
Valores reconciliados según modelo
Numero de
Corrientes
Valor
MedidoPeso Fuente
Valor
medido
Valor
reconciliadoCorriente Peso
84
15. ANEXO C
MODELO MATEMATICO DE RECONCILICACION DATOS – MARZO
PROBLEMA GENERAL DE RECONCILIACIÓN 1 Volumen de importación por Pozos Colorados.
2 Recibo de importación en Pozos Colorados
3 Delta de Inventario en la Estación Pozos Colorados
4 Entregas a Clientes realizado en Pozos Colorados
5 Perdidas Identificables en la Estación Pozos Colorados
6 Recibos del producto B100 en Pozos Colorados
7 Despachos desde Pozos Colorados hacia la línea Pozos Colorados – Galán 14”.
8 Entregas de la línea a la Estación Ayacucho REF
9 Perdidas Identificables de la línea Pozos Colorados – Galán 14”.
10 Entregas a Refinería de Barrancabermeja.
11 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Pozos Colorados
12 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Ayacucho REF
13 MOES de drenaje de Sistema Pozos Colorados - Galan 14" hacia Galan
14 Entregas de Ayacucho REF a Ayacucho CRD
15 Delta de Inventario en la Estación Ayacucho REF
yi Valor de la medición
xi Valor reconciliado
wi Peso: representa la precisión del instrumento
(ej. Inverso de la varianza del instrumento)
Función Objetivo (desviación total ponderada): 714.953,603
Restricción 1: -247,00
Restricción 2: -1079,63
Restricción 3: -41,37
Tabla 1.1 Flujos obtenidos del proceso de Reconciliación de Datos (Ejemplo) Restricción 4: 0,00
Analisis realizado para el mes de Marzo del 2014
1 2965786 CI 1 0,784 2965786 2965786,00 0,00
2 2966033 SINOPER 2 0,784 2966033 2966033,00 0,00
3 -1851 SINOPER 3 0,784 -1851 -1851,00 0,00
4 304864 SINOPER 4 0,8268 304864 304864,00 0,00
5 80 SINOPER 5 0,784 80 0,00 80,00
6 0 COMPRAS 6 0,784 0 0,00 0,00
7 2664116 SINOPER 7 0,8268 2664116 2664116,00 0,00
8 205327 SINOPER 8 0,784 205327 205327,00 0,00
9 103 SINOPER 9 0,784 103 0,00 103,00
10 2458349 REF 10 0,8268 2458349 2458349,00 0,00
11 14 SINOPER 11 0,784 14 16,37 -2,37
12 465 SINOPER 12 0,784 465 465,00 0,00
13 946 SINOPER 13 0,784 946 0,00 946,00
14 0 SINOPER 14 0,784 0 0,00 0,00
15 205792 SINOPER 15 0,784 205792 205792,00 0,00
Balance Medido del Sistema = 2.497 1.368
Recursos PNI
LS BOYA-POZOS COLORADOS 284
LS RETORNO BOYA-POZOS COLORADOS -37 **Peso: 1- Incertidumbre de Sistema
POZOS COLORADOS 1162
POZOS COLORADOS-GALAN 14" 1088
AYACUCHO - REF 0
TOTAL 2497
*** Para este analisis no se contemplan los volumenes internos asociados a conversión de producto.
*** En los puntos 3 y 15 se representan los deltas de Inventario de cada una de las Plantas; (-) significa que salio producto (+) que existe acumulación en el periodo.
*** Restricciones Adicionales:
1. El dato de Entrada para Comercio Internacional no debe ser reconciliado. Dato (1).
2. El Delta de Inventario del Sistemano debe ser reconciliado. Dato (3), Dato (15).
3. El dato de entrada de Compras de B100 no debe ser reconciliado. Dato (6).
4. El dato de entrega a Refineria de Barrancabermeja no debe ser reconciliado. Dato (10).
MODELO A DESARROLLAR
Valores reconciliados según modelo
Numero de
Corrientes
Valor
MedidoFuente
Valor
medido
Valor
reconciliadoCorriente Peso
85
16. ANEXO D
REPORTE BALANCE POR SECTORES RECURSOS LINEAS SUBMARINAS
POZOS COLORADOS - MES DE FEBRERO
86
17. ANEXO E
REPORTE BALANCE POR SECTORES ESTACIÓN POZOS COLORADOS
MES DE FEBRERO
87
18. ANEXO F
REPORTE BALANCE POR SECTORES ESTACIÓN AYACUCHO REF
MES DE FEBRERO
88
19. ANEXO G
REPORTE BALANCE POR SECTORES SISTEMA POZOS COLORADOS –
GALAN 14” MES DE FEBRERO
89
20. ANEXO H
REPORTE BALANCE POR SECTORES RECURSOS LINEAS SUBMARINAS
POZOS COLORADOS - MES DE ENERO
90
21. ANEXO I
REPORTE BALANCE POR SECTORES ESTACIÓN POZOS COLORADOS
MES DE ENERO
91
22. ANEXO J
REPORTE BALANCE POR SECTORES ESTACIÓN AYACUCHO REF
MES DE ENERO
92
23. ANEXO K
REPORTE BALANCE POR SECTORES SISTEMA POZOS COLORADOS –
GALAN 14” MES DE ENERO
93
24. ANEXO L
REPORTE BALANCE POR SECTORES RECURSOS LINEAS SUBMARINAS
POZOS COLORADOS MES DE MARZO
94
25. ANEXO M
REPORTE BALANCE POR SECTORES ESTACIÓN POZOS COLORADOS
MES DE MARZO
95
26. ANEXO N
REPORTE BALANCE POR SECTORES ESTACIÓN AYACUCHO MES DE
MARZO
96
27. ANEXO O
REPORTE BALANCE POR SECTORES SISTEMA POZOS COLORADOS –
GALAN 14” MES DE MARZO
97
28. ANEXO P
REPORTE DE VALORACIÓN DE PERDIDAS EN SAP
Referencia ProductoFe.contabiliz
ación
Un.medida
de entrada
Ctd.en UM
entrada Importe ML PRECIO BLS
S.M Ajte Bce. CeACEM 28/01/2014 BLS -5540,330 (1.379.560.435) 249.003,30 E.M Ajte Bce. CeNATI 28/01/2014 BLS 5264,600 1.006.021.344 191.091,70 E.M Ajte Bce. CeGMR 28/01/2014 BLS 69,730 15.153.863 217.322,00
SUMA -206,000 (358.385.228)
Referencia Producto Fe.contabilizaciónUn.medida
de entrada
Ctd.en UM entradaImporte ML PRECIO BLS
E.M Ajte Bce. CeACEM 28/02/2014 BLS 19,310 4.699.344 243.363,23 S.M Ajte Bce. CeGMR 28/02/2014 BLS -311,310 (74.819.125) 240.336,40 S.M Ajte Bce. CeNATI 28/02/2014 BLS 800,000 162.451.159 203.063,95
SUMA 508,000 92.331.378
Referencia Producto Fe.contabilizaciónUn.medida
de entrada
Ctd.en UM entradaImporte ML PRECIO BLS
E.M Ajte Bce. CeACEM 28/03/2014 BLS 1339,210 342.103.796 255.451,94 - GMR 28/03/2014 BLS 0,000 -
E.M Ajte Bce. CeNATI 28/03/2014 BLS 1157,790 234.055.128 202.156,81
SUMA 2497,000 576.158.924
IMPACTO A COSTOS 1.026.875.529,99
Referencia ProductoFe.contabiliz
ación
Un.medida
de entrada
Ctd.en UM
entrada Importe ML
S.M Ajte Bce. CeACEM 28/01/2014 BLS 0,000 -
E.M Ajte Bce. CeNATI 28/01/2014 BLS 0,000 -
E.M Ajte Bce. CeGMR 28/01/2014 BLS 0,000 -
SUMA 0,000 -
Referencia Producto Fe.contabilizaciónUn.medida
de entrada
Ctd.en UM entradaImporte ML
E.M Ajte Bce. CeACEM 28/02/2014 BLS 4,523 1.100.831
S.M Ajte Bce. CeGMR 28/02/2014 BLS -72,925 (17.526.527)
S.M Ajte Bce. CeNATI 28/02/2014 BLS 187,402 38.054.504
SUMA 119,000 21.628.807
Referencia Producto Fe.contabilizaciónUn.medida
de entrada
Ctd.en UM entradaImporte ML
E.M Ajte Bce. CeACEM 28/03/2014 BLS 733,696 187.424.106
- GMR 28/03/2014 BLS 0,000
E.M Ajte Bce. CeNATI 28/03/2014 BLS 634,304 128.228.841
SUMA 1368,000 315.652.947
TOTAL 337.281.754
