- Introducción
El presente boletín tiene como objetivo diferenciar tres conceptos entre: la verificación del volumen, la calibración del volumen o tabla de aforo de un vehículo tanque.
- Verificación del volumen: La verificación se enmarca en el ámbito de la metrología legal. Su propósito es asegurar el cumplimiento de las normativas aplicables, generalmente mediante una regla de decisión simple [1]. Esto permite dar conformidad con una probabilidad de cumplimiento mayor o igual al 50% y un riesgo menor o igual al 50%. Para ello, se exigen patrones cuya clase corresponda generalmente a un tercio de la especificación.
- Calibración del volumen: La calibración pertenece al campo de la metrología industrial y consiste en determinar el volumen con una alta precisión. Se asegura el cumplimiento de las especificaciones mediante una regla de decisión conservadora, garantizando una probabilidad de cumplimiento mayor o igual al 97.6% y un riesgo menor o igual al 2.4%.
- Tabla de aforo: La tabla de aforo es la determinación del volumen a diferentes alturas, similar a un instrumento graduado.
A continuación, se evaluará la importancia de cada uno de estos procesos y su impacto en la precisión de los resultados relacionados con el volumen contenido en la cisterna.
Es importante destacar que las verificaciones deben realizarse en Perú bajo las normas ISO/IEC 17020 o ISO/IEC 17025 autorizada como UVM por la Dirección de Metrología del INACAL, conforme a los requisitos para el funcionamiento de organismos de inspección [2]. Por otro lado, las calibraciones deben llevarse a cabo solo bajo la norma ISO/IEC 17025, que establece los requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración [3], con el fin de demostrar y evidenciar competencias.
1.1. Diferencia entre verificación y calibración
El Vocabulario Internacional de Metrología (VIM [4]), en el punto 2.44, define la verificación como:
Aportación de evidencia objetiva de que un elemento dado satisface los requisitos especificados.
Esto implica que la verificación se encarga de asegurar el cumplimiento de los requisitos, pero no determina los parámetros que se verifican. Según el ejemplo 2 de la misma definición del VIM (punto 2.44):
La confirmación de que se satisfacen las propiedades de funcionamiento declaradas o los requisitos legales de un sistema de medida.
En el caso de los vehículos tanque, la verificación CONFORME asegura que el volumen verificado se encuentre dentro del 0.3% de la capacidad nominal del vehículo tanque como medida de volumen, aplicando una regla de decisión simple.
Por otro lado, el VIM en su punto 2.39 define la calibración como:
Operación que, bajo condiciones especificadas establece, en una primera etapa,
una relación entre los valores y sus incertidumbres de medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes indicaciones con sus incertidumbres asociadas. En una segunda etapa, utiliza esta información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a partir de una indicación.
La primera etapa se refiere a la determinación del volumen o tabla de aforo comparando con patrones trazables, tal como se establece en la Nota 1 de la definición:
Una calibración puede expresarse mediante una declaración, una función de calibración, un diagrama de calibración, una curva de calibración o una tabla de calibración. En algunos casos, puede consistir en una corrección aditiva o multiplicativa de la indicación con su incertidumbre correspondiente.
La segunda etapa establece el uso que dará el usuario a la calibración, como la tabla de aforo. En estos casos, se trabaja la conformidad para asegurar el cumplimiento con una regla de decisión conservadora.
Para facilitar los ejemplos que se presentarán a continuación, siempre trabajaremos con un volumen de 10 000 galones y combustible diésel, cuyo coeficiente de expansión térmica se asumirá como 0.00083 °C-1.
Como dato adicional, se presentan la siguiente tabla:
Tabla N° 1: Coeficientes de dilatación térmica del agua y algunos combustibles.
¿Por qué es importante la tabla de aforo en los diferentes puntos del proceso de llenado, transporte y trasegado del volumen?
- Punto 1: Proceso de llenado
En el ámbito comercial, el usuario no está en condiciones de realizar correcciones por
temperatura y volumen cargado. Durante el proceso de llenado, se asume que la temperatura es constante. Por lo tanto, el llenado hasta la flecha o indicador de nivel de 10 000 gal. (por ejemplo) debe coincidir o ser equivalentes con lo entregado por el medidor de flujo volumétrico, conocido coloquialmente como contómetro.
El vehículo tanque de acuerdo a la norma NMP-023 es de clase 0.3%, por lo que el proceso de llenado debe estar dentro del 0.3% especificado respecto a la indicación del contómetro. Es decir, el nivel del líquido debe estar dentro del 0.3% del volumen del tanque a la altura del líquido según la tabla de aforo, o al indicador de nivel o flecha. Esto debe cumplirse independientemente de la temperatura de carga, que supondremos fue de 25°C, y se mantiene constate durante la carga.
Sin embargo, para fines de comercialización, el volumen de diésel cargado hasta la flecha no corresponde a 10 000 gal., ya que la temperatura de referencia sería 15.56°C (60 F). El volumen cargado sería:
- Volumen a 25°C: 10 000 gal.
- Volumen a comercializar a 15.56°C: 9 923 gal.
- Punto 2: Transporte
El volumen del material se ve afectado por las condiciones ambientales del lugar de destino.
Suponiendo que nos trasladamos a una zona geográfica fría, por ejemplo, con una temperatura ambiental de 5°C, el volumen cargado en terminal a la flecha a 25°C, al llegar a su destino, el nivel del líquido marcará un volumen por debajo del indicador de nivel o flecha y no será igual a los 10 000 gal. cargados en origen a 25°C.
Esto solo se reflejará en la tabla de aforo y corresponderá a:
- Volumen cargado a 25°C: 10 000 gal.
- Volumen según tabla de aforo a 5°C: 9 834 gal. (indicación por debajo de la flecha).
- Volumen a comercializar a 15.56°C: 9 923 gal.
Las correcciones por diferencia de temperatura respecto a la temperatura de referencia para la comercialización a 15.56°C (60°F) deben aplicarse en el momento de la carga y descarga. En la carga, el medidor de flujo determina el volumen y este se corrige a la temperatura de 15.56°C (60°F). En la descarga, el volumen se debe determinar o comparar con lo indicado por la tabla de aforo, considerando los coeficientes aproximados indicados en la Tabla N° 1. Por ello, es importante utilizar un certificado de calibración de determinación del volumen (tabla de aforo) acreditado (resultado confiable).
Es posible que, debido a las incertidumbres, estos volúmenes corregidos no sean iguales, pero deberían ser equivalentes. Es necesario conocer la incertidumbre de medida (dentro de un 0.3%).
- Punto 3: Descarga
Si la descarga se realiza a través de un contómetro, este debe tener un control de aseguramiento metrológico debido a su importancia. No debe generar bolsas de aire durante la descarga (lo cual es difícil de conseguir debido a la forma de descarga). El volumen indicado por el contómetro debe ser igual al volumen indicado en la tabla de aforo, no al valor nominal del tanque. No se pueden hacer correcciones de temperatura ya que la medida es al volumen a la temperatura que se encuentre el líquido, es importante tener una tabla de aforo confiable acreditada.
Si el punto de descarga corresponde a una temperatura ambiente de 35°C, las características serán las siguientes:
- Volumen cargado a 25°C: 10 000 gal.
- Volumen tabla de aforo a 35°C: 10 083 gal.
- (indicación por encima de la flecha).
- Volumen a comercializar a 15.56°C: 9 923 gal.
- Punto 4: Sustracción / Desperfecto
En caso de una modificación de las condiciones bajo las cuales se realizó la calibración o sustracción durante el llenado o transporte, los puntos de verificación de la tabla de aforo, volumen real y volumen corregido no coincidirán, no existiendo otra razón para la incompatibilidad más que un trabajo no conforme y justificaría volver a realizar una nueva calibración para descartar errores atribuibles al vehículo tanque.
- Punto 5: Uso de Laboratorio Acreditado
Es importante que la tabla de aforo sea realizada por un laboratorio acreditado bajo la norma ISO/IEC 17025 en la determinación de volumen, lo que garantiza competencia y una regla de decisión conservadora para asegurar un cumplimiento mayor o igual al 97.7%.
Un laboratorio acreditado bajo la norma ISO/IEC 17020 aplicaría una regla de decisión simple para asegurar un cumplimiento mayor o igual al 50%.
- Conclusiones
Las verificaciones realizadas solo por UVM no pueden garantizar un comercio justo, ya que al no poder determinar las variaciones de +0.3% o -0.3% con respecto al indicador de nivel, durante la carga no se podría comparar medidas (no incluye aforo), las UVM no están autorizadas para entregar o hacer aforos y no se puede realizar correcciones por
temperatura en tiempo real, no tiene tabla de aforo, como la que realiza un laboratorio de calibración acreditado con ISO/IEC17025.
Motivado a que la carga y descarga del combustible se ejecuta a temperaturas diferentes a la referencia de 15.56°C (60°F), se debe considerar utilizar tabla de aforo a una temperatura de referencia:
- Variación del Volumen Indicado: El volumen indicado por el contómetro no será, en la mayoría de los casos, igual al valor indicado por la flecha o valor nominal, a menos que las temperaturas de carga y descarga sean iguales.
- Consistencia en la Medición: Tanto en el proceso de carga como en el de descarga, el volumen indicado por el contómetro deberá ser igual al volumen indicado por la tabla de aforo. Las diferencias deben ser consistentes y no superar el 0.3%.
La tabla de aforo elaborada por un organismo acreditado bajo la norma ISO/IEC 17025 constituye la única herramienta metrológica confiable para todas las partes involucradas (vendedor, terminales, transportista y consumidor). Esta herramienta permite asegurar la consistencia entre las lecturas proporcionadas por un contómetro durante la carga o descarga, una balanza, un tanque de almacenamiento y el volumen contenido en un
vehículo tanque, siempre que se utilicen tablas de aforo confiables.
- Referencias
- (2008). Evaluación de datos de medición: Guía para la expresión de la incertidumbre de medida (1st ed., Spanish translation). Centro Español de Metrología. https://www.cem.es/sites/default/files/gum20digital1202010.pdf
- Norma Internacional ISO/IEC 17020, Evaluación de la conformidad Requisitos para el funcionamiento de diferentes tipos de organismos que realizan la inspección.
- Norma Internacional ISO/IEC 17025. Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración.
- Vocabulario Internacional de Metrología. Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM). 3ª Edición en español, 2012. Traducción de la 3ª edición del VIM, 2008, con inclusión de pequeñas correcciones.
- NORMA METROLÓGICA PERUANA NMP 023: 2021. VEHÍCULOS Y VAGONES TANQUE. Requisitos y Método de Ensayo.
