Modelado de flujo en tuberías para detectar y localizar fugas utilizando un enfoque de observadores de estado

• Marcos Guillén Universidad de Los Andes-Venezuela.
• Jean Dulhoste Universidad de Los Andes-Venezuela.
• Jean Dulhoste Universidad de Los Andes-Venezuela.
• Rafael Santos Universidad de Los Andes-Venezuela.
• Rafael Santos Universidad de Los Andes-Venezuela.
• Gildas Besan í§on Instituto Politécnico de Grenoble. Saint-Martin d”™Heres, Francia
• Gildas Besan í§on Instituto Politécnico de Grenoble. Saint-Martin d”™Heres, Francia

Palabras clave: Golpe de ariete, Modelo de diferencias Finitas, Kalman Extendido, detección y localización de fugas

Resumen

En este trabajo se presentan los aspectos referentes al modelado de flujo en tuberías para detectar  y localizar fugas, con un enfoque basado en observadores estado. El modelo de tubería está basado en  las ecuaciones del Golpe de Ariete, discretizadas por diferencias finitas. Este requiere dos condiciones de frontera: presión o flujo a la entrada y salida de la tubería. Para mejorar el modelo, se modificó la forma de considerar el efecto de la fricción y la forma de introducir las condiciones de frontera. Se muestra, con simulaciones comparadas con datos reales, la importancia de considerar la variación del coeficiente de fricción, y además que la correcta selección de las condiciones de frontera, incluyendo las ecuaciones de la bomba y restricciones de flujo, permiten una mejor representación del comportamiento dinámico del flujo. Igualmente, se muestra que el modelo puede utilizarse para estimar el flujo de fuga y su posición utilizando observadores de estado, y se toma como ejemplo el filtro tipo Kalman Extendido. Se observó adicionalmente que, con el modelo obtenido, se puede trabajar con solo dos variables medidas: presión de salida y flujo de entrada, en lugar de las cuatro consideradas en trabajos anteriores.