Tecnología y ciencias del agua (Jul 2014)
Algoritmos de diagnóstico para fallas en ductos
Abstract
Se presenta el diseño de un sistema de diagnóstico basado en relaciones redundantes y observadores de estado —que funciona manteniendo al sistema de transporte en operación— para la detección, identificación y reconstrucción de fallas en ductos, tales como: anomalías en los instrumentos de medición, bombas y extracciones desconocidas. Los algoritmos se desarrollaron a partir de ecuaciones diferenciales parciales no lineales que caracterizan el comportamiento del fluido —considerando el principio de conservación de masa y momento— y que fueron discretizadas en el espacio utilizando el Método de Diferencias Finitas. Con la finalidad de discernir entre los diferentes tipos de fallas y de reconstruir el comportamiento de éstas, el sistema de diagnóstico opera por etapas. La primera etapa, llamada de Detección y Aislamiento de Fallas, tiene como objetivo aislar el síntoma de la falla con ayuda de un conjunto de relaciones redundantes deducidas a partir del modelo nominal del ducto. Esta etapa de aislamiento simplifica la segunda etapa: Reconstrucción de la Falla, en la que algoritmos de observación estiman la evolución temporal de la falla aislada. El sistema completo de diagnóstico se validó mediante una serie de experimentos realizados en un modelo hidráulico piloto de aproximadamente 200 m de largo, instrumentado y construido específicamente para llevar a cabo pruebas de monitoreo de ductos en el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México.
