Marzo 2003

Impacto de los proyectos del Instituto

Detección y localización automática de fugas en un ducto

En control automático existe una teoría para diseñar sistemas de detección y aislamiento de fallas, basada en la identificación de parámetros, la redundancia analítica de la evolución de las salidas y los modelos cualitativos de un proceso. Sin embargo, a pesar de los avances de estas técnicas modernas y de los equipos electrónicos digitales, existen casos para los cuales no dan resultados confiables o poseen restricciones de aplicación. Uno de estos casos, denominados problemas abiertos, se presenta en las redes de fluidos cuando se requieren identificadores de fallas simultáneas para sistemas complejos y no lineales.

La solución propuesta consiste en explotar la redundancia analítica que existe en el comportamiento dinámico del fluido para diseñar un mecanismo de procesamiento de datos en tiempo real en una computadora, capaz de detectar e identificar de manera automática la localización de múltiples fugas en un ducto sin tomas laterales cuando se tienen únicamente mediciones de manera continua del gasto, presión y temperatura en los extremos.

La figura describe la interconexión del sistema propuesto con la tubería. La computadora dotada del conocimiento del fluido en condiciones normales, recibe continuamente los datos digitalizados de los gastos y presiones vía el adquisidor de datos y diagnostica, de manera automática, las anomalías en la instalación, comparando el comportamiento del fluido real con el esperado en condiciones normales. Es decir, la computadora realiza de manera automática las funciones de un supervisor del desempeño de la red. El punto clave en la solución propuesta es la redundancia analítica existente sobre la dinámica del fluido, cuando se miden tanto los gastos como las presiones en una línea sin tomas laterales. Esto simplifica los cálculos y permite implantar estimadores del comportamiento del fluido que hacen las veces de observadores de tramos, vía software, y que concuerdan con los valores reales de la instalación en ausencia de fallas y divergen en condiciones de anomalías. Tomando en cuenta los resultados suministrados por los observadores, la segunda parte del diagnóstico consiste en aislar la fuga presente. Esto se logra con un mecanismo de reconocimiento de patrones de cada fuga que se diseña a través del uso de lógica borrosa.