Fallas comunes en los sistemas de medición de flujo de hidrocarburos

La medición en hidrocarburos (crudo, derivados, GLP y gas natural) sostiene la custodia comercial, la conciliación operativa y la seguridad de procesos. Cuando “no cierran los números”, casi nunca es un único culpable: interactúan el medidor, las condiciones de instalación, la calidad del fluido, los sensores auxiliares, el cómputo de flujo y los procedimientos de muestreo/validación. Este artículo resume las fallas más frecuentes, sus síntomas, causas raíz y acciones correctivas.

1) Fallas por tecnología de medición

Desplazamiento positivo (PD)

• Síntomas: deriva progresiva del factor, aumento de caída de presión, pulsos inestables.

• Causas típicas: desgaste por sólidos, falta de filtración, lubricación deficiente, juego mecánico.

• Acciones: filtración ≥100–200 micras según producto, mantenimiento preventivo, “proving” más frecuente tras cambios de producto.

Turbina (líquidos/gas)

• Síntomas: sublectura a bajos caudales (“arrastre”), ruido en señal, sensibilidad a vibraciones.

• Causas: ensuciamiento del rotor/rodamientos, flujo con swirl, falta de rectas, filtración insuficiente.

• Acciones: limpieza/calibración, condicionador de flujo, revisión de soportes y alineación, filtro aguas arriba.

Diferencial de presión (orificio/venturi/tobera)

• Síntomas: desbalance entre corrientes paralelas, lectura dependiente del régimen.

• Causas: placa dañada/erosionada, aristas no conformes, tomas de presión obstruidas, rectas insuficientes.

• Acciones: inspección y reemplazo de elemento primario, purga de tomas, instalación de acondicionador, verificación de β y Reynolds de diseño.

Ultrasónico (tiempo de tránsito)

• Síntomas: alarmas de diagnóstico (perfil asimétrico, bajo “path gain”), dispersión de velocidad del sonido, caudal inestable.

• Causas: burbujas/gotas (bifásico), sólidos, alta turbulencia por accesorios cercanos, desalineación de transductores.

• Acciones: rectas o condicionador, separadores/“back-pressure” para evitar gas libre, limpieza de sensores, revisión de montaje.

Coriolis (másico)

• Síntomas: saltos de densidad, error intermitente de masa, oscilaciones en caudales bajos.

• Causas: two-phase (gas arrastrado), vibración externa, sujeción deficiente, operación fuera del rango de viscosidad/temperatura.

• Acciones: control de P/T para evitar cavitación o flashing, soportación rígida, verificación de “drive gain”, chequeo de “zero trim” y recalibración.

2) Fallas por instalación e hidráulica

• Perfil de flujo deficiente: codos enfrentados, válvulas parcialmente abiertas, “tees” cercanas → sesgo sistemático.

• Rectas insuficientes: no se logra régimen estable para DP/turbina/ultrasónico.

• Vibraciones mecánicas: afectan turbina y Coriolis (se acoplan a su frecuencia de excitación).

• Aire/gas atrapado en líquidos o líquido en líneas de gas: lecturas erráticas y sub/sobre medición.
  Correcciones: rediseño de spools con condicionador, soportes rígidos, trampas de aire/líquido, válvulas de venteo y drenes funcionales.

3) Fallas por condiciones del fluido

• Bifásico: GLP, productos cercanos al punto de ebullición o líneas mal presurizadas → errores grandes en Coriolis/ultrasónico.

• Viscosidad fuera de rango: cambia el comportamiento de PD/turbina y la caída de presión.

• Contaminantes: sólidos, agua y sedimentos (BS&W) alteran elementos primarios, densidad y muestreo.
  Acciones: control térmico/presión, separadores, filtración graduada, trazado/aislamiento cuando aplique.

4) Sensores auxiliares y cómputo de flujo

• Transmisores P/T/D descalibrados: aplican correcciones incorrectas (CTL/CPL/CTPL en líquidos; Z y energía en gas).

• Termopozos mal ubicados: T no representativa, especialmente en carga/descarga.

• Cromatografía (gas) deficiente: deriva de poder calorífico y Z.

• Computador de flujo: factores antiguos, librerías mal configuradas, archivos no auditables, relojes desincronizados.
  Acciones: metrología trazable, puntos de medición representativos, mantenimiento del cromatógrafo, gestión de cambios y sellos del flow computer.

5) Muestreo y calidad del producto

• Errores frecuentes: falta de mezclado, botellas contaminadas, líneas de muestreo sin purga, muestras “spot” no representativas.

• Impacto: densidad/API y BS&W equivocadas → conciliaciones incorrectas, disputas comerciales.
  Acciones: mezcladores en línea, muestreo compuesto, cadena de custodia documentada, laboratorios acreditados.

6) Provers, factores y trazabilidad

• Síntomas: factor de medidor (MF) errático, repetibilidad fuera de tolerancia, deriva entre campañas.

• Causas: válvulas de prover con fuga, esfera/pistón desgastado, temperatura no estable, “master meter” sin recalibrar.

• Acciones: mantenimiento del prover, control térmico, procedimientos de corrida, recalibración trazable y verificación cruzada.

7) Integridad mecánica, eléctrica y ciberseguridad

• Integridad: corrosión/erosión del elemento primario, soportes débiles, fugas mínimas que alteran balances.

• Eléctrica/EMI: “earthing” deficiente, ruidos que introducen jitter en señales de pulsos/4–20 mA.

• Ciber: cambios no autorizados en archivos del computador de flujo o SCADA.
  Acciones: inspecciones periódicas, puesta a tierra correcta, blindaje y segmentación de redes, control de usuarios y bitácoras.

8) Síntomas típicos y diagnóstico rápido

• Deriva lenta del factor / gananciales constantes: desgaste mecánico, cambio de viscosidad, error de densidad o T.

• Saltos repentinos: dos fases, válvula que “caza”, intervención/actualización no registrada.

• Lectura estable pero conciliación abierta: muestreo/CTPL incorrecto, líneas no drenadas, diferencias buque–terminal.

• Alarmas de ultrasónico (perfil, SOS): accesorios cercanos, incrustaciones, burbujas.
  Herramientas: tendencias y comparadores (in/out/inventarios), diagnóstico interno de medidores, verificación P/T, revisión de eventos en el flow computer.

9) Casos frecuentes por operación

Transferencia buque–terminal

• Falla: diferencias por temperatura no representativa y líneas no drenadas.

• Corrección: medición/temperatura promediada, drenajes, muestreo compuesto, acuerdo de método de conciliación.

Poliductos con lotes

• Falla: mezcla de interfaces (densidades cercanas) y conteo doble del volumen de “corte”.

• Corrección: detectores de interface, densidad en línea, recetas de batching y ventanas de transición.

Grifos y plantas

• Falla: mermas por dispensadores fuera de ajuste, agua en tanques, mangueras con residuo.

• Corrección: calibraciones periódicas, control de tanques (agua/sedimentos), procedimientos de carga/descarga.

Citygate de gas

• Falla: divergencia de energía por cromatografía inestable o condensación en línea de muestra.

• Corrección: acondicionamiento térmico, mantenimiento del cromatógrafo, balances energéticos diarios.

10) Prevención: diseño, procedimientos y KPIs

• Diseño: rectas o condicionadores; filtración; separadores; soportación robusta; puntos P/T representativos; accesos a prover; dren/vent.

• Procedimientos: proving con criterios de aceptación; muestreo API; control de cambios en flow computer; auditorías periódicas.

• KPIs: mermas/gananciales por tramo y producto, repetibilidad de prover, deriva mensual del MF, alarmas de diagnóstico atendidas, % de lecturas con sensores dentro de tolerancia.

11) Guía práctica de acción (pasos concretos)

1. Congelar cambios y levantar datos: configuración, archivos, últimos eventos y calibraciones.

2. Verificar auxiliares: P/T/densidad/cromatografía; corregir errores obvios.

3. Revisar instalación: rectas, soportes, válvulas, drenes, trampas, posible bifásico.

4. Ejecutar proving o verificación con patrón; actualizar MF si aplica, dejando trazabilidad.

5. Auditar muestreo y laboratorio; repetir si hay dudas de representatividad.

6. Conciliar con criterios acordados y documentar causas/acciones (RCFA).

Idea clave para llevar a planta

Una medición confiable no depende solo del medidor. Nace de cinco pilares trabajando juntos: flujo bien acondicionado, medidor adecuado y verificado, sensores auxiliares confiables, cómputo de flujo auditable y muestreo representativo. Si cuidas esos pilares, las fallas más comunes dejan de ser sorpresas y se vuelven eventos detectables y corregibles antes de que impacten tus balances y tu facturación.