ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERĺA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA

MODELO DE SOPORTE PARA MEDIDORES DE FLUJO TIPO

CORIOLIS APLICADO A AMÉRICA LATINA

MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL

QUE PARA OBTENER EL TĺTULO DE INGENIERO

EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

PRESENTA

ALEJANDRO LAGUNA SÁNCHEZ

ASESORES

M. EN C. GABRIELA SÁNCHEZ MELÉNDEZ

MÉXICO D.F. MAYO 2015

Agradecimientos El presente trabajo no hubiese sido posible sin el apoyo incondicional de mi esposa

Claudia Perez Rogerio y mis dos adoradas hijas Fernanda y Natalia quienes son mi

principal motivación para seguir adelante y que juntos hemos afrontado todos los retos

que se nos han presentado, ¡Este trabajo va por ustedes mis amores!

Mi segundo agradecimiento está dedicado a mis padres, Elias Laguna Tapia y Estela

Sánchez Vega, Papá y Mamá de ustedes además de recibir el regalo de la vida misma,

recibí educación, guía, sustento y mucho amor lo cual me a demostrado que

independientemente de donde vengamos, es posible alcanzar todas nuestras metas y

sueños con esfuerzo y dedicación, ¡A Ustedes mi agradecimiento infinito!

A mi Asesor, M. en C. Gabriela Sánchez Meléndez de quien agradezco su apoyo,

paciencia y asesoría para el buen finiquito del presente reporte.

Y finalmente, a mis hermanos, amigos, familiares y colegas quienes directa o

indirectamente han ayudado a forjar la persona que soy el día de hoy y de quien sigo

aprendiendo a ser un mejor ser humano.

A todos ustedes ¡Gracias!

Índice

Resumen i

Introducción ii

Capítulo 1.- Antecedentes de la Empresa 1

1.1 Micro Motion Inc. 1

1.2 Pasión 2

1.3 Visión 2

1.4 Nuestra Gente 3

1.5 Operación Global 3

1.6 Capacidad de Calibración Global 4

1.7 Organigrama de la Empresa 5

1.8 Organigrama del Departamento de Soporte 5

1.9 Portafolio de Productos 5

1.10 Funciones de Ingeniero de Aplicaciones para Latinoamérica 6

Capítulo 2.- Principio de funcionamiento de un medidor de Coriolis 8

2.1 Tubos de Medición 9

2.2 Bobina Excitadora 10

2.3 Medición de Flujo usando el efecto Coriolis 11

2.4 Recolección de Señales 12

2.5 Elemento de Temperatura (RTD) 14

2.6 Corte transversal de sensor de flujo tipo Coriolis 15

2.7 Factor de Calibración 15

2.8 Principio de Funcionamiento para Medición de Densidad 17

2.9 Factores de Calibración de Densidad 19

2.10 Medición de Flujo Volumétrico 21

2.11 Variables Secundarias o Derivadas 24

2.12 Transmisor de Flujo 25

2.13 Software de configuración y diagnóstico Prolink II® 27

Capítulo 3.- Ventajas de la Tecnología Coriolis 33

3.1 Beneficios tangibles 33

3.2 Requerimientos para otras tecnologías de Flujo 33

3.3 Requerimientos de Instalación Versátil para Coriolis 34

3.4 Medición Coriolis, Medición Multivariable en tiempo real 36

3.5 Verificación Inteligente del Medidor (Smart Meter Verification®) 36

3.6 Soporte Técnico e Ingeniería de Aplicaciones Global 37

Capítulo 4.- Implementación del Modelo de Soporte Internacional 38

4.1 Antecedentes 38

4.2 Estrategia de Implementación 39

4.3 Entrenamiento para personal de servicio local 40

4.4 Entrenamiento para personal de ventas y aplicaciones 42

4.5 Modelo de soporte dedicado a América Latina 44

4.6 Documentación del proceso de soporte 51

4.7 Resultados de la implementación del proceso de soporte en L.A. 58

4.8 Planes Futuros 64

4.9 Conclusiones 66

Bibliografía 67

Anexo A.- Diagrama de Trazabilidad, Certificación ISO9001 e ISO17025 68

Anexo B.- Herramienta para cálculo de Velocidad del Sonido 76

i

Resumen El Propósito principal del presente informe es evidenciar la experiencia profesional

adquirida durante el transcurso de casi nueve años tras laborar para la compañía Micro

Motion® Inc. en Estados unidos comenzando mis labores en esta empresa desde

Agosto del 2006.

El informe redacta todas las actividades realizadas en el área de soporte técnico,

ingeniería de aplicaciones, atención al cliente y entrenamiento a subsidiarias y

representantes en América Latina para el uso de la tecnología Coriolis, así como la

implementación del modelo de soporte para América Latina del cual soy el responsable

directo cubriendo el territorio comprendido desde México hasta Argentina empleando

para ello los tres idiomas principales, Español, Portugués e Inglés, esta función la

vengo desempeñando desde Agosto del 2006 hasta la fecha actual.

El presente trabajo incluye la descripción de la empresa la cual es pionera en esta

tecnología, así como, una introducción a la tecnología de flujo bajo el principio de

funcionamiento de medidores de flujo tipo Coriolis, con algunos ejemplos de

aplicaciones donde esta tecnología ofrece el máximo desempeño y exactitud, esta

información es considerada fundamental para poder entender y justificar el reporte de

trabajo aquí descrito.

Es importante reconocer que gran parte de lo hasta ahora logrado ha sido el fruto de

aplicar todo lo aprendido durante el transcurso de la carrera de Ingeniería en

Comunicaciones y Electrónica en la Escuela Superior de ingeniería Mecánica y

Eléctrica del Instituto Politécnico Nacional Unidad Zacatenco, desde la solución a

ecuaciones clásicas de modelos matemáticos hasta la implementación y aplicación de

las diferentes estrategias de control.

Una herramienta fundamental para el desempeño de mis funciones en esta empresa y

sobre todo en el extranjero fue y sigue siendo el dominio del idioma Inglés mismo que

fue estudiado y dominado gracias a las clases tomadas durante el transcurso de mis

estudios superiores en el Centro de Lenguas Extranjeras Zacatenco, CENLEX y

reconozco el alto nivel de enseñanza que es impartido en el Instituto Politécnico

Nacional.

ii

Introducción El presente informe está compuesto por 4 capítulos desglosados de la siguiente

manera:

El primer capítulo describe la empresa Micro Motion®, sus antecedentes, la operación

global de esta, los estándares internacionales con los que cuenta, los productos que

fabrica, así como la estructura interna del departamento donde me encuentro,

incluyendo una descripción general de las funciones que desempeño en la posición de

Ingeniero de Aplicaciones Internacional.

El segundo capítulo aborda la teoría de funcionamiento del medidor de flujo Másico tipo

Coriolis cubriendo aspectos tales como teoría de operación, la presencia de la fuerza

Coriolis en la vida diaria, la implementación de este principio en la medición de flujo, la

construcción de un medidor tipo Coriolis y sus componentes más significativos, así

como, la interacción de estos para ofrecer la medición en tiempo real de Flujo en Masa,

Densidad, Temperatura y Flujo en Volumen incluyendo también variables secundarias

o derivadas.

El tercer capítulo está dedicado a describir las ventajas tangibles de la implementación

de la tecnología Coriolis, incluyendo la comparación con tecnologías tradicionales de

flujo, cubriendo aspectos como exactitud, linealidad, calibración demanda de

mantenimiento y confiabilidad con el propósito de demostrar que la tecnología de flujo

tipo Coriolis es una de las más rentables, exactas y confiables en el mercado, así

como, el demostrar el porqué durante su implementación es requerido de un nivel de

soporte adecuado para su adopción en el territorio de América Latina.

El cuarto capítulo describe en forma detallada la implementación del modelo de soporte

y servicio para el territorio Latino Americano, así como, los resultados alcanzados con

esta implementación y el desarrollo de una herramienta útil para el desempeño de mis

funciones.

1

Capítulo I Antecedentes de la Empresa

1.1 Micro Motion® Inc.

Fundada en 1977 cuando el primer medidor para uso práctico bajo el principio Coriolis

fue introducido, este producto estableció un nuevo estándar para la medición de fluidos.

Los Medidores Coriolis Micro Motion® fueron los primeros en proporcionar medición

directa, precisa, y en línea de flujo másico, densidad y temperatura simultáneamente,

estas variables son consideradas críticas para el control óptimo de prácticamente

cualquier proceso que requiera de mediciones confiables y exactas.

Desde entonces, los medidores de flujo másico Micro Motion® han sido considerados la

tecnología líder mundial para la medición de flujo y densidad, estableciéndose como la

tecnología para una medición de alto desempeño, actualmente existen no menos de

750,000 medidores de flujo Coriolis y de densidad Micro Motion® instalados en todo el

mundo.

Cronograma de Desarrollos tecnológicos

La tecnología Coriolis fue expandida para ofrecer en un solo medidor tanto la medición

precisa en línea de densidad, la temperatura y otras variables derivadas con un alto

grado de exactitud y confiabilidad, su extensa línea de productos incluyen sensores

tanto para medir materiales peligrosos y corrosivos, fluidos de alta temperatura, así

como, productos sanitarios.

2

La línea de productos Micro Motion® es soportada por una casa matriz de 170,000 pies

cuadrados ubicada en Boulder, Colorado, USA, y cuenta con instalaciones de

manufactura en diferentes partes del mundo tales como: Los Países Bajos, México,

Japón y China. La compañía cuenta con un laboratorio de flujo totalmente

automatizado, sofisticadas instalaciones para análisis de rayos X, moderno laboratorios

de investigación y desarrollo, y líneas de producción altamente eficientes que

demuestran la dedicación continúa a la tecnología Coriolis y el compromiso de ofrecer

productos de alta calidad.

Micro Motion® fue adquirida en 1984 por el conglomerado Fisher- Rosemount,

compañía que en el año 2000 migro su nombre a Emerson Process Management®

acorde con los lineamientos del consorcio Emerson Electric Inc., es por ello que los

productos Micro Motion® son vendidos globalmente a través de las subsidiarias y

representantes directos de Emerson Process Management.

1.2 Pasión

El principio básico de Micro Motion® está basado en la satisfacción del cliente; Respeto

por el individuo; Pensamiento Sistemático– y Mejora Continua, Ética y Responsabilidad

Social. Somos una empresa dedicada a la mejora continua de nuestros productos y el

contratar a las personas que comparten esta pasión es parte de nuestra filosofía.

1.3 Visión

Nuestra visión es ser el líder indiscutible en tecnología Coriolis y densidad, y esa visión

nos sigue inspirando. Hasta la fecha, la división Micro Motion® ha sido galardonada con

1,589 patentes en todo el mundo. Hemos sido galardonados con numerosos premios

de prestigio dentro de la Industria:

• 2010 Flow Control Innovation Awards – Micro Motion® ELITE High Capacity Flow meters

• 2010 Procter & Gamble Corporate Supplier Excellence Award

• 2009 Chemical Processing Reader’s Choice Award – Flow Instrumentation category

3

• 2009 Control Engineering Engineer’s Choice Award – Micro Motion® Model

2200S 2-Wire Transmitter 2009 Flow Control Product Innovation Award -

Micro Motion® Model 2200S 2-Wire Transmitter

1.4 Nuestra gente

La energía y pasión para ser el líder de la industria en tecnología de medición vienen

de nuestro activo más importante, nuestros empleados. Micro Motion® adopta una

cultura de innovación, el fomento de la mejora continua consolidando la oportunidad de

aprender, crecer, y cultivar una alta expectativa de éxito individual.

Apoyamos a nuestros empleados que luchan por servir mejor y recompensamos a

aquellos que buscan activamente poner en práctica nuevas formas en las que podemos

tener éxito. Reconociendo a nuestro personal es una oportunidad para reconocer a los

que viven el espíritu de la organización y los principios de Micro Motion®, asegurando

décadas posteriores de la realización de nuestro potencial.

1.5 Operación Global

Con una plantilla de aproximadamente 135,000 empleados y 235 plantas de

manufactura, Emerson provee de conocimiento y experiencia para ofrecer su

tecnología y soluciones de productos a clientes de todo el mundo.

Cada una de las empresas de Emerson posee una posición líder en la industria, por lo

que los clientes de cualquier país pueden acudir a ella para recibir soluciones de

infraestructura, tales como: automatización de procesos, optimización de plantas,

infraestructura de telecomunicaciones, red de energía confiable, así como, control del

clima.

Además, empresas internacionales que buscan desarrollar la industria en diferentes

partes del mundo se beneficien de la presencia global de Emerson y de su certificación

ISO-9001(1) como ISO-17025(2) para sus necesidades de automatización e

instrumentación industrial.

(1)(2) Ver Anexo A

4

1.6 Capacidad de Calibración Global

Micro Motion® se centra en dos aspectos principales de la calidad de calibración:

• Trazabilidad a las normas internacionales, ISO / IEC 17025 (Anexo A).

• Calibraciones consistentes entre todas nuestras instalaciones.

Se utilizan tres métodos para asegurar la consistencia y la trazabilidad de la

calibración:

• Normas certificadas de comunicación.

• Medidores globales de referencia (GRM) con calibraciones acreditadas.

• Comparación entre laboratorios

• utilizando múltiples laboratorios nacionales.

Nuestro diagrama de trazabilidad se incluye en el anexo A.

5

1.7 Organigrama General

1.8 Organigrama del Departamento de Soporte

En los organigramas anteriormente mostrados, se resaltan tanto el departamento al

cual pertenezco, así como, la posición que he desempeñado desde el año 2006

ofreciendo soporte técnico e Ingeniería en aplicaciones para la medición de flujo,

densidad, viscosidad, temperatura, concentración, sólidos en suspensión, eficiencia,

transferencia de custodia, API, balance energético y másico, así como, cálculo de

energía de gas natural.

1.9 Portafolio de Productos

Micro Motion® ofrece una extensa gama de productos y soluciones para cualquier

industria, desde medición de producción de extracción de crudo y plataformas marinas,

hasta procesos de alto desempeño y tecnología como la industria de semiconductores,

ciencia y tecnología, así como, la industria farmacéutica.

6

Debido a la gran versatilidad de la tecnología ofrecida, Micro Motion® cuenta con

productos destinados a satisfacer la demanda de cualquier industria, los equipos a

continuación mostrados son una muestra del presente portafolio de soluciones y

muchos más están siendo diseñados hoy día para la futura demanda del mercado:

1.10 Funciones de Ingeniero de Aplicaciones para Latinoamérica

El actual puesto que desempeño desde hace más de ocho años es el de Ingeniero de

aplicaciones de Micro Motion® para América Latina (Micro Motion® Latin America

Applications Engineer) donde llevo a cabo las siguientes actividades:

1.- Proveer de servicio de consultoría de tipo Tier-3 para la aplicación de nuestros

productos.

2.- Proveer entrenamiento tanto técnico como de aplicaciones para el correcto uso y

selección de nuestros productos

3.- Evaluar aplicaciones especiales donde se requiera alto grado de experiencia en

la selección y dimensionamiento del medidor adecuado

4.- Recibir visitantes de todo el territorio de América Latina.

5.- Análisis y resolución de casos complejos donde la producción de nuestros

clientes se encuentre comprometida y donde la reputación de nuestra compañía

se encuentre en riesgo con clientes de alto perfil.

6.- Interactuar con otros departamentos tales como:

Mercadeo

7

Ingeniería y Producción

Reparaciones

Literatura

Desarrollo tecnológico

Entrenamiento técnico

7.- Liderar uno o más grupos de alto desempeño para la solución de un problema

complejo.

8.- Análisis y desarrollo de planes de entrenamiento en base a la demanda de cada

región.

9.- Fungir como mentor para otros colegas tanto internos como internacionales para

elevar su nivel de conocimiento.

10.- Participar en la elaboración de artículos internos y externos para la correcta

aplicación de la tecnología Coriolis.

11.- Desarrollar módulos de entrenamiento enfocado a Ingenieros de aplicaciones

locales para crear menos dependencia de la fábrica.

8

Capítulo 2 Principio de funcionamiento de medidor tipo Coriolis un medidor másico tipo Coriolis funciona a partir del efecto Coriolis, mismo que fue

descrito en 1836 por el científico francés Gaspard-Gustave Coriolis; es el efecto que se

observa en un sistema de referencia en rotación cuando un cuerpo se encuentra en

movimiento respecto de dicho sistema de referencia. Este efecto consiste en la

existencia de una aceleración relativa del cuerpo en dicho sistema en rotación. Esta

aceleración es siempre perpendicular al eje de rotación del sistema y a la velocidad del

cuerpo.

El efecto Coriolis hace que un objeto que se mueve sobre el radio de un disco en

rotación tienda a acelerarse con respecto a ese disco según si el movimiento es hacia

el eje de giro o alejándose de éste.

La fuerza de Coriolis es una fuerza resultante que aparece cuando un cuerpo está en

movimiento con respecto a un sistema en rotación y se describe su movimiento en ese

referencial. La fuerza de Coriolis es diferente de la fuerza centrífuga, ya que esta es

siempre perpendicular a la dirección del eje de rotación del sistema y a la dirección del

movimiento del cuerpo vista desde el sistema en rotación.

• M es la masa del cuerpo

• V Es la velocidad del cuerpo en el sistema en rotación.

• ω Es la velocidad angular del sistema en rotación

2.1 Tubos de Medición

La siguiente figura representa el diseño básico de un

Coriolis, dicho dispositivo está constituido por dos tubos curvos paralelos

denominaremos como tubos de medición, estos se encuentran

también conocido como manifold

sujetos en sus extremos, brindar soporte mecánico al sensor, fungir como vértice de

movimiento para la oscilación correcta de ambos tubos curvos y distribuir

homogéneamente el flujo de fluido en ambos

vuelven a juntarse para dejar salir el fluido como una sola corriente, el manifold

permite el paso de flujo directo a través de él, por el contrario lo distribuye en ambos

tubos a la entrada del medidor y lo vuelve a juntar a la salida del mismo.

La siguiente figura representa el diseño básico de un sensor de flujo másico

está constituido por dos tubos curvos paralelos

denominaremos como tubos de medición, estos se encuentran sujetos por

manifold1, el cual tiene como función el mantener ambos tubos

sujetos en sus extremos, brindar soporte mecánico al sensor, fungir como vértice de

vimiento para la oscilación correcta de ambos tubos curvos y distribuir

el flujo de fluido en ambos tubos, mismos que, al otro extremo

vuelven a juntarse para dejar salir el fluido como una sola corriente, el manifold

flujo directo a través de él, por el contrario lo distribuye en ambos

tubos a la entrada del medidor y lo vuelve a juntar a la salida del mismo.

Vista lateral en 3-D:

Vista inferior en 3-D:

9

másico por efecto

está constituido por dos tubos curvos paralelos que

sujetos por un divisor

tiene como función el mantener ambos tubos

sujetos en sus extremos, brindar soporte mecánico al sensor, fungir como vértice de

vimiento para la oscilación correcta de ambos tubos curvos y distribuir

al otro extremo

vuelven a juntarse para dejar salir el fluido como una sola corriente, el manifold1 no

flujo directo a través de él, por el contrario lo distribuye en ambos

10

2.2 Bobina excitadora

En el punto más alejado del vértice, es montado en cada uno de los tubos una bobina y

un magneto respectivamente, a este conjunto se denomina “Drive Coil” o Bobina

excitadora:

Este conjunto es alineado durante su montaje de tal forma que al alimentar una señal

de corriente eléctrica de corta duración a la bobina, por la ley de Faraday, se produce

un campo electromagnético que es contrario al campo magnético producido por el

magneto montado en el tubo opuesto; esta repulsión de fuerzas ocasiona que ambos

tubos se alejen físicamente:

11

Debido a que la duración de la señal eléctrica es solamente momentánea, ambos tubos

regresan a su posición original una vez que dicha señal desaparece y prácticamente

ambos tubos comienzan un movimiento oscilatorio el cual produce que el sistema

compuesto por ambos tubos se mantenga vibrando a la frecuencia natural de

resonancia de los tubos.

Por la ley de conservación de la energía ambos tubos tienden al reposo absoluto por lo

que el sistema es diseñado para enviar un pulso de energía eléctrica a la bobina

excitadora cada determinado tiempo para mantener el sistema vibrando a su frecuencia

fundamental, es importante el enfatizar que la frecuencia fundamental de vibración de

los tubos depende enteramente de la constitución mecánica de los mismos y no de la

frecuencia con la que se envía el pulso a la bobina excitadora, tal como ocurre con un

diapasón el cual independientemente de la fuerza con la que se golpee, la frecuencia

de oscilación de este será la misma y dependerá enteramente de la constitución

geométrica y mecánica del mismo.

2.3 Medición de Flujo de masa usando el efecto Coriolis

Si al sensor de flujo en su estado vibrante se le hace circular un fluido a través de él,

dicho fluido es entonces forzado a adquirir el mismo movimiento vertical de los tubos

que se encuentran vibrando, esto es, que cuando el tubo se está moviendo en

dirección del tubo opuesto, el fluido circulante ejerce una fuerza opuesta a dicho

movimiento, de igual manera, cuando el fluido cruza la curva del tubo, entonces ahora

ejerce una fuerza con sentido opuesto y dichas fuerzas que se oponen al movimiento

original son precisamente debidas al efecto Coriolis.

Como resultado, se observa que los tubos presentan una torsión en su geometría como

se observa en las siguientes imágenes:

La magnitud de torsión de los tubos es directamente proporcional al flujo másico

circulando en ese momento a través de los tubos y es instantáneo, dicho en otras

palabras, a mayor cantidad de flujo másico circulando a través del medidor, mayor

torsión de ambos tubos, a menor flujo másico entonces menor

flujo másico no existe torsión alguna y solamente se tien

vibrantes.

2.4 Recolección de Señales

El sensor Coriolis, además de la bobina excitadora (Drive Coil) posee un juego de

bobinas similares montadas a cada lado del tubo curvo, sin embargo, estas bobin

son usadas para excitar el movimiento del sensor, sino por el contrario, basándose en

la Ley de transformación de l

movimiento de ambos lados del tubo en forma de una

sinusoidal.

Como resultado, se observa que los tubos presentan una torsión en su geometría como

se observa en las siguientes imágenes:

La magnitud de torsión de los tubos es directamente proporcional al flujo másico

circulando en ese momento a través de los tubos y es instantáneo, dicho en otras

palabras, a mayor cantidad de flujo másico circulando a través del medidor, mayor

mbos tubos, a menor flujo másico entonces menor torsión, por lo que

flujo másico no existe torsión alguna y solamente se tiene el sistema inicial de tubos

les

de la bobina excitadora (Drive Coil) posee un juego de

bobinas similares montadas a cada lado del tubo curvo, sin embargo, estas bobin

movimiento del sensor, sino por el contrario, basándose en

la Ley de transformación de la energía de Faraday, son usadas para recolectar el

movimiento de ambos lados del tubo en forma de una señal eléctrica

12

Como resultado, se observa que los tubos presentan una torsión en su geometría como

La magnitud de torsión de los tubos es directamente proporcional al flujo másico

circulando en ese momento a través de los tubos y es instantáneo, dicho en otras

palabras, a mayor cantidad de flujo másico circulando a través del medidor, mayor

torsión, por lo que a cero

e el sistema inicial de tubos

de la bobina excitadora (Drive Coil) posee un juego de

bobinas similares montadas a cada lado del tubo curvo, sin embargo, estas bobinas no

movimiento del sensor, sino por el contrario, basándose en

son usadas para recolectar el

eléctrica con forma

13

A dichos dispositivos se les conoce como Bobina colectora Izquierda (LPO -Left Pick

Off) y bobina colectora derecha (RPO- Right pick Off), por convención se define a la

bobina colectora izquierda aquella encontrada en el lado de entrada del sensor y a la

bobina colectora derecha a aquella encontrada en el lado de salida del sensor, sin

embargo, ambas bobinas son de características idénticas; de esta manera, cuando el

sensor se encuentra vibrando a su frecuencia natural y sin la presencia de flujo

circulando a través de él, cuando se comparan ambas señales provenientes de las

bobinas colectoras y se traslapan en el mismo plano, se observa que la señal

sinusoidal generada por ambas bobinas se encuentran prácticamente en fase, es decir,

ambas señales son generadas al mismo tiempo con la misma magnitud, cruzando el

eje X o cero justamente al mismo tiempo como se puede observar en la siguiente

representación:

Cuando se hace fluir un fluido a través del medidor, el efecto Coriolis se hace presente

ocasionando la torsión de los tubos, dicha torsión al momento de graficar ambas

señales producen una diferencia en tiempo de dichas señales (desfasamiento), si bien,

la magnitud de ambas señales es la misma, el tiempo en que se genera una señal con

respecto a la otra son diferentes y esto es debido a la torsión ocasionada por el efecto

Coriolis la cual depende de la cantidad de flujo másico que este circulando en ese

momento a través del medidor:

14

El tiempo de retraso (desfasamiento) de la señal de entrada con respecto a la salida

denominada también como ∆Τ∆Τ∆Τ∆Τ (Delta T) es medido y procesado por el transmisor

electrónico en forma digital y a su vez realiza la conversión de este en unidades de

ingeniería de flujo másico.

2.5 Elemento de temperatura (RTD)

Cada sensor es también equipado con un sensor de temperatura RTD tipo PT-100 el

cual en forma exacta mide la temperatura de los tubos de medición de flujo.

15

2.6 Corte transversal de sensor de flujo tipo Coriolis:

La imagen anterior ilustra un sensor tipo Coriolis modelo Elite® CMF050M donde

deliberadamente se ha hecho un corte transversal a la cubierta para mostrar los

componentes internos del mismo, si bien el diseño y tecnología empleados son de

última generación, el sensor básicamente no es más que un par de tubos doblados

montados en paralelo con tres bobinas adosadas a dichos tubos al igual que un

elemento de temperatura también adosado a dichos tubos de medición.

El diseño y geometría de cada modelo de sensor es definido por el tipo de aplicación y

desempeño deseado del medidor, en este caso en particular; la forma geométrica tipo

“delta” y el montaje de las bobinas justamente en la parte más larga de los tubos,

favorece a la generación de una señal con mayor amplitud por parte de las bobinas

colectoras (Pickoff coils) ofreciendo una excelente relación de señal contra ruido

haciendo de este modelo uno de los más estables y confiables en el mercado.

2.7 Factor de Calibración

Cada sensor de flujo másico tipo Coriolis es calibrado individualmente para encontrar el

factor de calibración único de cada equipo, si bien, el diseño de una misma familia es

16

exactamente el mismo, la variabilidad inherente al proceso de manufactura hace de

cada sensor una pieza única y debido al alto desempeño de exactitud ofrecido, es

obligatorio el determinar el factor de calibración para cada equipo en forma individual.

El factor de calibración de flujo (FCF) no es más que la interpretación del tiempo de

desfasamiento de ambas señales sinusoidales provenientes de las bobinas pickoffs1 en

unidades de ingeniería para flujo másico, este factor está definido como los gramos por

segundo por cada microsegundo de desfasamiento, por ejemplo, si un sensor posee un

factor de calibración como:

4.27045.74

Se observa que este factor está constituido por dos números, los primeros cinco dígitos

son en si el FCF definido como los gramos por segundo por cada microsegundo de

desfasamiento, es decir, 4.2704 g/Seg por cada µSeg de desfasamiento; el segundo

número (5.74) es el factor de compensación de temperatura, dado que el material

tiende a sufrir un cambio en su rigidez mecánica, esta variación afecta

irremediablemente la torsión de los tubos cuando existe fluido circulante, por ello es

necesario eliminar dicho efecto al incorporar este factor de corrección, este factor de

corrección representa el porciento de cambio en rigidez del tubo por cada cien grados

centígrados de temperatura, si bien la magnitud de este número es muy pequeña y solo

es aplicada cuando la temperatura aumenta o decrece 100oC, el tenerla presente

asegura el desempeño especificado del medidor.

Para explicar mejor como es empleado el Factor de Calibración de Flujo, usemos el

siguiente ejemplo:

Si el flujo circulante a través de un sensor tipo Coriolis ocasiona un desfasamiento

entre las señales sinusoidales generadas por las bobinas colectoras de 2.5 µSeg,

entonces, al aplicar el factor de calibración tenemos que el flujo másico circulando en

ese instante a través del medidor está dado por la siguiente fórmula:

Flujo Másico = ∆Τ (µSeg) * FCF (g / Seg / (µSeg de ∆Τ)

Sustituyendo valores, acorde a nuestro ejemplo, tenemos que:

Flujo Másico = 2.5 (µSeg) * 4.2704 (g / Seg / µSeg de ∆Τ) = 10.676 g/Seg

17

Con el anterior cálculo entonces sabemos que en ese particular instante, el flujo másico

circulante a través del sensor es de 10.676 gramos por segundo, este valor puede

fácilmente traducirse a otras unidades de ingeniería de flujo másico, lo cual es

configurable en el transmisor de flujo el cual está conectado en todo momento al sensor

de flujo másico.

Este cálculo es llevado a cabo en tiempo real por lo que cualquier variación en el flujo,

densidad temperatura es registrado y transferido en el instante desde el equipo Coriolis

hasta el sistema de control al que se encuentre conectado, ya sea por señal clásica 4-

20 mA, señal digital Modbus - RTU, Profibus Net o Fundation Fieldbus.

La exactitud ofrecida por nuestros medidores Coriolis en flujo másico puede ser hasta

con 0.05%, lo cual lo convierte en un equipo de alto desempeño que incluso es usado

tanto por la industria, como, laboratorios de flujo como medidor de referencia patrón

para calibrar otras tecnologías de flujo.

2.8 Principio de Funcionamiento para Medición de Densidad

El sistema además de proveer las condiciones para la medición de flujo másico por

efecto Coriolis, es también usado para medir la densidad de un producto basando este

principio en la frecuencia de oscilación natural de los tubos, para entender mejor este

concepto usemos la siguiente figura donde representamos el sistema vibrante de tubos

por medio de un sistema análogo masa-resorte, en ambos casos tenemos dos

sistemas idénticos en su estructura mecánica (resortes) excepto que la masa sujetada

al extremo de cada uno de ellos es diferente:

18

Si estiramos la masa del resorte y le soltamos tanto en el sistema A como en el B,

observaremos que cada uno comenzará a oscilar a una razón de ciertos ciclos por

segundo (frecuencia natural de vibración); el sistema A producirá una frecuencia de

oscilación mucho mayor debido a que la masa que se encuentra suspendida es de

menor magnitud que la de su contraparte en el sistema B, la cual, oscilará a una

frecuencia mucho menor; si consideramos que la estructura mecánica del resorte es

idéntico en ambos sistemas podemos entonces concluir de este experimento que:

1.- A medida que la masa disminuye, la frecuencia natural del sistema se

incrementa.

2.- A medida que la masa se incrementa, la frecuencia del sistema disminuye.

Si este concepto lo trasladamos a nuestro sensor de flujo tenemos que si bien la

estructura del sensor en ambos casos es la misma, la única variable dinámica es la

masa del fluido contenido dentro de los tubos del medidor, considerando que el

volumen de dichos tubos permanece constante en ambos casos y si tomamos en

cuenta que temperatura es la misma durante el experimento tenemos que el cambio de

la frecuencia de oscilación del sistema depende solamente de la masa suspendida por

este.

Si hacemos uso de la formula básica para determinar la densidad de cualquier fluido,

tenemos que:

ρ = ρ = ρ = ρ = M /V

Donde:

ρρρρ : : : : Densidad

M: Masa

V: Volumen

De lo anterior podemos entonces inferir directamente la densidad en forma instantánea

de cualquier fluido contenido dentro del sensor en base a su frecuencia de oscilación

natural:

19

Como se había explicado durante el principio de funcionamiento de medición de flujo, la

frecuencia de oscilación de los tubos es reportada a través de las bobinas colectoras

(LPO y RPO) por lo que es posible medir en forma instantánea dicha variable y

simultáneamente mientras se lleva a cabo la medición de flujo másico.

En resumen, un fluido con una densidad elevada produce una frecuencia de oscilación

de los tubos baja, por el contrario, un fluido con una densidad baja o liviana produce

una frecuencia de oscilación de los tubos más alta.

2.9 Factores de Calibración de Densidad

La calibración en densidad para estos equipos es relativamente sencilla, en el piso de

producción una vez que el sensor es construido, es lavado y purgado con aire

asegurando que se encuentre completamente seco y a una temperatura constante, en

este momento se toma la lectura de frecuencia de oscilación del medidor, a este punto

se conoce como calibración de densidad al aire, dicha frecuencia es entonces

guardada en su forma alterna como periodo de tiempo en el transmisor conectado al

sensor y se correlaciona con el valor de densidad del aire denominado D1 a esas

mismas condiciones de presión y temperatura, dicho dato es ingresado en el transmisor

como K1; posteriormente, el sensor es purgado con agua y una vez que es asegurado

que no existen burbujas atrapadas dentro del mismo, se alcanza la estabilización

correspondiente de temperatura, se determina entonces la frecuencia de oscilación del

medidor bajo las nuevas condiciones, a este punto se le conoce como calibración de

densidad en agua, dicha frecuencia es entonces también guardada en su forma alterna

como periodo de tiempo en el transmisor y se correlaciona con el valor de densidad del

20

agua denominado D2 a esas mismas condiciones de presión y temperatura, dicho dato

es ingresado en el transmisor como K2.

Debido al diseño lineal del sensor, al tener dos puntos de calibración válidos, el

transmisor internamente genera una correlación lineal entre Densidad contra Periodo

de tiempo y es usada en forma dinámica para la determinación de densidad de

cualquier otro fluido:

Esta curva puede entonces expresarse en su forma matemática como:

Donde:

D2: Densidad del agua

D1: Densidad del aire

K: Periodo de oscilación de tubos con un fluido desconocido

K1: Periodo de oscilación de tubos cuando son llenados con aire

K2: Periodo de oscilación de tubos cuando son llenados con agua

En el ejemplo mostrado en el gráfico anterior, tenemos entonces que la densidad de un

fluido desconocido es fácilmente determinada al sustituir los valores de cada

componente en la fórmula:

Densidad = �1.0000 − 0.0000� ∗ ���� ����� ��� ����� + 0.0000

21

Densidad del Fluido = 0.796279 g/cc

La determinación de densidad ocurre en tiempo real, lo que hace de este medidor

además de ser un medidor de flujo másico de alto desempeño, también un analizador

instantáneo de densidad en línea, reflejando los cambios de dicha variable como

ocurren en proceso, esto es de vital importancia en industrias donde la calidad de un

producto se ve reflejada con cambios de densidad del fluido o donde se requiere

determinar la detección de interface cuando una línea es usada para transportar dos

fluidos con densidades diferentes, el equipo provee de la medición de densidad que es

empleada para determinar cuándo un fluido ha sido desplazado por otro en la misma

línea.

La exactitud máxima ofrecida por esta tecnología puede ser hasta de: 0.0002 g/cc

2.10 Medición de Flujo Volumétrico:

A diferencia de tecnologías tradicionales de flujo, los cuales en su mayoría miden la

velocidad de un fluido a través de su cuerpo y esta es entonces multiplicada por el área

transversal del equipo para inferir el flujo volumétrico, un sensor Coriolis como ya fue

explicado mide la masa real del fluido que circula por el medidor y mide además en

tiempo real la densidad del fluido; si correlacionamos ambas variables por medio de la

formula básica de densidad, obtenemos que el volumen es una variable derivada de

relacionar la medición de flujo másico con el valor medido de densidad del fluido,

expresado por la siguiente ecuación básica:

Flujo Volumétrico = Flujo másico /Densidad

Un sensor Coriolis Micro Motion® modelo Elite® puede reportar tanto flujo másico como

flujo volumétrico con una exactitud del 0.05% con una excelente rangueabilidad

(Turndown) de 20:1 tal como es demostrado por la siguiente gráfica de calibración

típica:

22

Rangueabilidad desde el flujo máximo: 500:1 100:1 20:1 10:1 2:1 Exactitud ±% 1.25 0.25 0.05 0.05 0.05 Caída de presión (psi) ~0 ~0 0.2 0.7 13.5 Caída de presión (bar) ~0 ~0 0.01 0.05 0.93

23

Reporte Típico de Calibración de un sensor Coriolis:

Los factores de calibración del sensor pueden encontrarse tanto en la hoja de

calibración del mismo el cual es enviado en conjunto con el equipo dentro de una caja

donde se encuentran los manuales correspondientes al modelo adquirido, así como,

adosado al cuerpo del sensor en una placa metálica, esta última puede variar de forma

dependiendo del modelo del sensor que se trate ofreciendo la misma información:

24

En dado caso que dicha placa se extravié o sea ilegible, es posible rastrear estos

valores de calibración simplemente al proveer a nuestra fabrica el número de serie del

sensor donde en nuestra base de datos guardamos los certificados de calibración de

cada uno de los sensores fabricados por lo que nuestros clientes pueden confiar en

que siempre tendremos dichos valores accesibles para ellos.

2.11 Variables secundarias o Derivadas:

Si bien el medidor tipo Coriolis ofrece medición directa tanto de:

Flujo Másico

Densidad

Flujo Volumétrico

Temperatura

Existen una serie de variables que pueden ser calculadas o inferidas a partir de estas

variables directas; al combinar estas es posible obtener a través de un medidor de flujo

másico del Tipo Coriolis mediciones tales como:

Porcentaje de sólidos en una emulsión

Porcentaje de contenido de alta fructuosa en una mezcla

Concentración de grados Brix en bebidas azucaradas

Concentración de grados Baume en fluidos de la industria alimenticia

Gravedad API para la industria de Petróleo y Gas

Concentración de ácidos tales como Clorhídrico, sulfúrico, etc.

25

Medición de contenido neto de grasa en productos lácteos

Determinación de gravedad especifica de un líquido

Calculo de Corte de agua en corrientes de producción de crudo a la salida de un

separador en pozos de producción.

2.12 Transmisor de Flujo

Si bien el sistema de medición de flujo Coriolis es un elemento relativamente simple, la

tecnología empleada para el procesamiento de las señales generadas por el sensor

mismo requiere de un alto grado tecnológico para procesar dichas señales y producir

los resultados de alto rendimiento estipulados en sus especificaciones, el transmisor o

procesador digital es el segundo componente además del sensor Coriolis para

complementar la medición de flujo másico:

Sensor Transmisor

El transmisor, elemento que procesa la información recibida por el sensor posee

microprocesadores capaces de procesar en tiempo real las señales “crudas”

provenientes del sensor y convertirlas en unidades de ingeniería legibles, además,

dicho dispositivo posee la capacidad de traducir dichas señales en otra forma de

energía para su transmisión a otro dispositivo externo o incluso al sistema de control,

las señales típicamente empleadas para este fin en la industria son:

1.- Señal análoga 4-20 mA

2.- Señal en frecuencia

3.- Señal Digital protocolo Modbus®

4.- Señal Digital protocolo Foundation Fieldbus®

5.- Señal Digital protocolo Profibus PA®

26

6.- Señal Digital protocolo Ethernet

7.- Señal Digital Protocolo HART®

El tipo de señal de control deseado puede ser ordenado en el momento de la

especificación de algún modelo en particular dando gran flexibilidad durante la etapa de

selección del modelo tanto del sensor como del transmisor a emplear.

A diferencia de otras tecnologías de flujo, es posible ordenar el equipo de medición con

un transmisor adecuado para la aplicación con o sin caratula para el despliegue de las

variables de proceso en campo con montaje integral, remoto o de gabinete:

El transmisor posee además de un puerto de comunicación para su total configuración

empleando el software propietario para dicho fin, dicha conexión es hecha empleando

un puerto tipo RS-485 Modbus dedicado y denominado como “Service Port” (Puerto de

servicio).

27

2.13 Software de Configuración Prolink II ®

A diferencia de tecnologías tradicionales, el equipo cuenta con su propio software de

configuración dedicado, dicho programa ofrece toda la flexibilidad para configurar y

administrar el equipo de una manera fácil e intuitiva; este software proporciona una

interfaz fácil de usar que permite mantener al medidor Micro Motion® en funcionamiento

sin importar la complejidad de la configuración.

El software ProLink II ofrece una configuración guiada, función de puesta en marcha y

provee instrucciones para la configuración típica para el arranque y comisionamiento

del medidor; el software también proporciona una ventana para mirar el proceso, de

modo que se pueden ver fácilmente todas las variables, diagnóstico, y alarma.

El software de configuración ProLink II provee acceso fácil y rápido a los siguientes

parámetros:

• Configuración.

• Despliegue y manejo de alarmas tanto de proceso como del equipo.

• Captura de datos en tiempo real, es posible configurar el número de variables a

capturar.

• Diagnóstico y solución de fallas.

• Comisionamiento y arranque.

• Auditoria y prueba

Una vez conectado a cualquier transmisor Micro Motion® la configuración y navegación

en el software es relativamente sencilla.

Ester software también posee la capacidad de capturar datos directamente en el disco

duro de la computadora donde se esté corriendo; esto es de vital importancia

especialmente para el diagnóstico y solución de alguna falla determinada, dando

acceso a las variables tanto medidas como aquellas otras que son puramente usadas

para diagnóstico tales como:

• Desfasamiento de señales (Delta T).

• Voltaje de bobinas colectoras (RPO y LPO).

• Ganancia de la bobina excitadora (Drive Gain).

28

• Temperatura de proceso.

• Frecuencia de Vibración de los tubos.

• Densidad medida del fluido.

• Flujo másico y volumétrico.

• Totalizadores tanto en masa como en volumen.

• Variables derivadas tales como, concentración, API, corte de agua, etc.

A continuación se muestran algunas pantallas de configuración, diagnósticos y

monitoreo de variables de proceso las cuales fueron obtenidas en tiempo real al

conectar el software ProLink II a un transmisor 2700 con un sensor de 4 pulgadas

modelo Elite CMF400M:

Pantalla inicial:

Variables de proceso:

29

Configuración de parámetros de Flujo:

Configuración de parámetros de Densidad:

30

Bitácora de alarmas:

Estatus del medidor:

31

Información de diagnóstico del sensor:

Información de diagnóstico del conjunto sensor-transmisor:

32

Pantalla de captura de datos:

Esta última pantalla es de vital importancia ya que a través del software y la

programación de esta tarea es posible capturar en tiempo real las variables de

medición del proceso tales como:

- Flujo Másico instantáneo.

- Flujo Volumétrico instantáneo.

- Temperatura del fluido.

- Densidad real del fluido.

- Voltaje de Bobinas colectoras.

- Ganancia de Bobina excitadora.

- Status de alarma.

- Salida de Miliamperaje.

- Salida de frecuencia.

- Frecuencia de oscilación de los tubos de medición.

- Desfasamiento de medición (Delta T).

- Variables secundarias.

- Totalizadores tanto de flujo Másico como Volumétrico.

33

Capítulo 3 Ventajas de la Tecnología Coriolis Las ventajas inherentes a un medidor de flujo Micro Motion® con respecto a otras

tecnologías de flujo existentes son hoy día muy bien conocidas y clientes quienes

buscan alto desempeño en medición con poco o nulo mantenimiento están migrando a

este principio de medición, especialmente en nuestros días donde una medición

correcta se traduce a ahorros de materia prima y alta calidad en el producto terminado.

3.1 Beneficios Tangibles

• Equipo sin partes móviles resultando en mantenimiento nulo.

• Instalación Versátil, un medidor de flujo Coriolis puede ser instalado virtualmente

en cualquier lugar sin necesidad de acondicionadores de flujo o diámetros de

tubería aguas arriba o aguas abajo del medidor.

• Alta precisión en todo el rango de flujo con un solo medidor optimizando la

eficiencia del proceso.

• Medición de caudal másico directo repetible eliminando problemas de medición

en volumen.

3.2 Requerimientos para otras tecnologías de Flujo

Si bien las tecnologías tradicionales para la medición de flujo son ampliamente

utilizadas para control como monitoreo de flujo en procesos diversos, es también

sabido que estas requieren de ciertas condiciones para asegurar una medición precisa

y confiable, de no llevarse a cabo se pueden representar perdidas de energía, baja

eficiencia de proceso y costos elevados de mantenimiento.

Variables tales como: densidad, temperatura, presión y viscosidad por mencionar

algunas son parámetros que afectan directamente a cualquier otra tecnología de

medición de flujo volumétrico, sin embargo, dado que la masa permanece constante y

no es afectada por cambios de temperatura y presión como lo es el volumen, el caudal

másico medido por un medidor tipo Coriolis continua siendo preciso aun cuando las

condiciones de proceso cambien y en un mundo real con procesos reales la

variabilidad es una constante diaria en la mayoría de los procesos industriales, por lo

que una medición confiable y repetible asegura la calidad del producto final y minimiza

costos de operación.

34

3.3 Requerimientos de Instalación Versátil para Coriolis

Otro factor a considerar tiene que ver con lo versátil que un medidor tiene que ser para

efectos de instalación, los medidores volumétricos en su mayoría son en realidad

medidores de velocidad y como tal, requieren típicamente un perfil específico de flujo.

Para lograr esto es imprescindible el respetar de una longitud de tramo recto tanto

aguas arriba como abajo del medidor equivalente a la longitud de varios diámetros de

línea a partir del medidor Volumétrico. Esto a menudo no es posible cumplir y es muy

común encontrar medidores que no se encuentran instalados en las condiciones

adecuadas debido a que no siempre se cuenta en proceso con el espacio necesario

para tender líneas rectas de tubería para una correcta instalación por lo que el

desempeño de dicho medidor es afectado en forma directa y muchas veces nuestros

clientes desconocen esta situación.

Los sensores Coriolis por otro lado al no ser medidores de velocidad y dado que el

efecto Coriolis no es afectado por la turbulencia, no requieren de un perfil especifico de

flujo para ofrecer una medición de flujo exacta, por lo tanto, puede ser instalado en

cualquier configuración posible, es muy común encontrar equipos instalados

inmediatamente después de un codo o inmediatamente después de cualquier

restricción de flujo ya que la medición de flujo ofrecida por estos dispositivos no es

afectada por cambios en el perfil de flujo.

Esto además de hacer de esta tecnología una de las más confiables y exactas, también

la hace relativamente fácil de implementar en la industria, nuestros productos Coriolis

son empleados en el diseño de patines de medición para transferencia de custodia

compactos, donde debido al espacio reducido y la demanda de una medición de alto

desempeño y exactitud hacen de un equipo Coriolis el ideal para satisfacer esta

necesidad ya que este no requiere de ninguna configuración de tubería especial para

su instalación, situación que no ocurre por ejemplo con otro tipo de medidores de flujo,

tales como, placa de orificio, turbina o medidor ultrasónico.

Las siguientes fotografías representan diferentes configuraciones de instalación donde

nuestros equipos Coriolis ofrecen un superior nivel de desempeño, siendo algunas de

estas, aplicaciones de transferencia de custodia:

35

Esta tecnología no está limitada a instalaciones fijas y muchos de nuestros clientes

llegan a emplearlos en unidades móviles para el despacho y facturación de productos

líquidos donde se requiere de alta exactitud, confiabilidad y virtualmente cero

mantenimiento:

Otro factor interesante es que al contar con una medición de flujo confiable y siempre

exacto, también se reduce dramáticamente la variabilidad del proceso aumentando la

calidad del producto terminado y reducción de materia prima innecesaria.

36

3.4 Medición Coriolis, Medición Multivariable en tiempo real Un medidor de flujo tipo Coriolis es capaz de ofrecer en un solo equipo las siguientes

variables, una característica que no es ofrecida por ninguna tecnología tradicional de

flujo actual:

1.- Flujo Másico.

2.- Densidad en línea.

3.- Flujo Volumétrico.

4.- Temperatura.

5.- Variables derivadas tales como:

i.- Cálculo de concentración (% sólidos, Grados Baume, Grados Brix, Grados

Plato, etc.).

ii.- Determinación de grados API (para hidrocarburos líquidos).

iii.- Determinación de Corte de Agua (separadores de crudo en cabeza de pozo).

3.5 Verificación Inteligente del Medidor (Smart Meter Verification®)

Una de las mayores ventajas que los medidores de flujo Coriolis Micro Motion®

ofrecen, es precisamente el cero mantenimiento requerido, asegurando años de

servicio sin necesidad de ser desmontado del proceso e incluso en algunas

aplicaciones sin necesidad de ser recalibrado, situación que no sucede con tecnologías

de flujo convencional.

Adicional a ello, contamos con una herramienta de auto diagnóstico exclusiva que es

capaz de ofrecer los siguientes beneficios con respecto a cualquier otra tecnología

incluso con respecto a otras marcas que ofrezcan la medición de flujo por el mismo

principio:

• Ahorro en mantenimiento al eliminar mano de obra innecesaria, servicios de

calibración externos.

• Evita Interrupción de la producción y el daño potencial al instrumento.

• Ayuda a extender los costosos ciclos de calibración y prueba.

37

• No es necesario retirar el medidor de la línea o detener el flujo de proceso para

probar la integridad de la medición.

• Retroalimentación rápida para la solución de problemas para aislar el

rendimiento del medidor y centrarse en la dinámica del proceso, así como,

eliminar incertidumbre.

• Ejecutar la verificación inteligente del medidor en el momento deseado o

programarlo como un pre–determinado para asegurar en todo momento la

salud y estabilidad de la medición en el punto de flujo.

• Los resultados de la verificación de salud del medidor son inmediatamente

accesibles para detección temprana de potenciales problemas incluso antes de

que estos sucedan.

• Establecer registro de auditoría por cada medidor con los resultados

almacenados, fácilmente capturado y presentado en un reporte de análisis visual

para la presentación de informes y administración del instrumento.

• Evitar viajes innecesarios al campo y procedimientos de prueba que interrumpen

la continuidad del proceso.

3.6 Soporte Técnico e Ingeniería de Aplicaciones Global

Lo más importante para cualquier producto además de ser innovador es el contar con

soporte técnico y de Ingeniería local y que sea de fácil acceso, en ese sentido nuestra

compañía emplea todos nuestros canales de distribución a nivel mundial para asistir a

nuestros clientes cuando más lo necesitan, todos nuestros agentes tanto de ventas

como de ingeniería y soporte son capacitados en nuestros productos para ofrecer el

nivel de soporte que demanda el mercado lo cual es de especial atención para América

Latina donde la cultura y el idioma pueden ser un reto para ofrecer este mismo nivel de

servicio y soporte mundial.

38

Capítulo 4 Implementación del modelo de soporte Internacional 4.1 Antecedentes

Uno de los mayores retos que se ha visto en América Latina es el mantener el nivel de

experiencia y conocimiento sobre el uso de nuestros productos para ayudar a nuestros

clientes a resolver problemas de medición de flujo y ayudar en aquellas aplicaciones de

medición de flujo difíciles que no hayan sido satisfechas con tecnologías tradicionales.

El idioma Ingles en el cual se encuentran escritos los manuales, folletos y literatura

técnica de nuestros productos representa un problema para comprender en su totalidad

las capacidades y bondades de nuestros productos y hace particularmente difícil el

transmitir confianza en la medición por principio Coriolis a nuestros clientes

Latinoamericanos.

Si bien, ya existía el modelo de soporte para clientes, este fue originalmente pensado

para satisfacer al mercado en Estado Unidos donde nuestros consumidores tienen la

opción de acceder fácilmente a soporte tanto comercial como técnico en su idioma

nativo, de igual manera, en caso de problemas con un medidor ya instalado que no

esté trabajando acorde a las expectativas originales, nuestros clientes en Estados

unidos pueden llamar a un número de teléfono sin costo y un agente con conocimientos

técnicos puede asistirle para ofrecer soporte básico de configuración, puesta en

marcha y solución de problemas en forma adecuada y en caso necesario escalar el

problema a personal más especializado como Ingenieros de aplicaciones o incluso a

gerentes de producto o expertos en la industria dentro de nuestra compañía.

Si bien este sistema trabaja sin mayor problema en el territorio Estadounidense, el

mismo no había sido implementado en forma exitosa para el resto del continente

Americano, lo que originaba que nuestros clientes al adquirir nuestros productos, solo

contaban con el soporte básico local de nuestros canales de venta o en su defecto,

nuestros clientes intentaban buscar información por internet en nuestra página web lo

que en algunos casos resultaba en una pérdida de tiempo debido a que no existía una

manera eficiente de recibir el soporte adecuado; para agudizar aún más dicha

problemática, el personal de ventas generalmente se encontraba fuera de la oficina

buscando ofrecer nuestros productos a nuevos clientes potenciales, lo cual reducía

significativamente su disponibilidad para atender a un cliente que estuviese

39

experimentando problemas de medición o aun en casos donde algún cliente tuviese

una duda por muy sencilla que esta sea.

Si bien nuestros canales de distribución cuentan con personal de servicio técnico local,

también es cierto que no son expertos en un solo producto por lo que la asistencia en

campo resultaba en una inversión significativa de tiempo y dinero para nuestros

clientes que obviamente era considerado como poco eficiente.

4.2 Estrategia de Implementación

Si bien el mercado había incrementado la demanda de esta tecnología, también se

observó un decremento en la calidad de soporte que nuestros canales de distribución

en América Latina podían ofrecer, frecuentemente encaraban dificultades para soportar

en forma adecuada a nuestros clientes en el territorio, se observó también que algunos

clientes recibían información que no era la adecuada para el tipo de producto que

habían adquirido y por lo tanto no se solucionaba el problema en campo creando un

nivel de insatisfacción que no concordaba con la calidad del producto; es decir, por un

lado teníamos un producto innovador con gran aceptación pero por el otro lado no

teníamos en América Latina un modelo de soporte adecuado al nivel de demanda.

Por ello me di a la tarea de obtener como punto de partida, un organigrama detallado

de nuestros canales en el Territorio Latino encontrando que en algunos países existía

personal directo de Emerson mientras que en otros solo había representantes de

ventas, en ambos casos la única información que recibían eran folletos del producto,

manuales y presentaciones de mercadeo lo que obviamente ayudaba a promocionar el

producto y aumentar las ventas, sin embargo, no era suficiente para cuando se

requería de ofrecer soporte técnico local a nuestros clientes o cuando la aplicación

demandaba mayor nivel de conocimiento en la materia, esto nos llevó a concluir que el

déficit encontrado en el soporte era debido a una deficiencia de los siguientes

elementos:

- Capacitación personal de servicio

- Entrenamiento personal de ventas/aplicaciones

- Modelo de soporte dedicado al territorio Latinoamericano

- Documentación de soporte

40

Una vez hecha la tarea de exploración, fui planeando la estrategia de implementación

del modelo de soporte para atender cada uno de las necesidades arriba mencionadas y

que explico en forma detallada a continuación.

4.3 Entrenamiento para personal de Servicio Local

Uno de los primeros pasos clave para la mejora en la calidad de soporte a nuestros

usuarios finales es precisamente la capacitación del personal que da soporte y servicio

a nuestros productos, no es posible demandar calidad de servicio de primer mundo si

no existe la capacitación para lograrlo; con esto en mente se invirtió en el desarrollo de

un programa de certificación para todo nuestro personal de servicio en campo en cada

región, este programa es impartido en el Idioma Español donde los asistentes tienen la

oportunidad de interactuar con el entrenador en su idioma nativo haciendo de esta

experiencia el paso más importante en la mejora del soporte a nuestros clientes.

Este programa de certificación está dividido en dos niveles:

a) Entrenamiento de certificación nivel 1 para productos Micro Motion®.

Este programa abarca los siguientes temas:

1.- Historia de la Compañía.

2.- Tecnologías existentes de flujo.

3.- Principio de funcionamiento.

4.- Descripción de las partes de un sistema de medición tipo Coriolis.

5.- Geometrías de diferentes modelos de sensor.

6.- Transmisores disponibles y sus principales características.

7.- Conexión básica de un sistema tipo Coriolis.

8.- Configuración básica del transmisor.

9.- Comisionamiento del sistema de medición.

10.- Interpretación de diagnósticos y solución de fallas.

Este nivel de entrenamiento proporciona el conocimiento básico acompañado de

prácticas con equipo real en un sistema de flujo cerrado donde cada estudiante

41

es responsable de la estación asignada durante el entrenamiento, cada estación

está compuesta de los siguientes equipos:

- Sensor Coriolis.

- Bomba de recirculación.

- Recipiente con agua.

- Mangueras con conexión rápida para configuración del lazo de flujo.

- Computadora con interfaz de conexión y software de configuración.

- transmisor de flujo.

- Destornillador.

- Multimetro Digital.

- Recipiente para descarga de lotes.

- Bascula para comparación de masa medida por el medidor Coriolis.

b) Entrenamiento de Certificación nivel 2 para productos Micro Motion®.

Este segundo nivel de entrenamiento requiere que el estudiante haya por lo

menos sido certificado como nivel 1 y además haya estado sirviendo en campo

por al menos un año después de recibir la primera certificación, con esto se

garantiza que se posee la experiencia y conocimiento necesarios para

comprender y aprovechar al máximo el nivel más avanzado de entrenamiento, el

cual abarca los siguientes temas:

1.- Aplicaciones de transferencia de Custodia.

2.- Medición de concentración de Sólidos.

3.- Medición de masa en fluidos gaseosos.

4.- Medición de Corte de Agua en separadores de crudo.

5.- Dimensionamiento y selección de sensores Coriolis.

6.- Aplicaciones de conteo de lotes.

7.- implementación de SMV (Verificación inteligente del medidor).

8.- Integración de nuestros productos a redes industriales de

comunicación digital (Modbus, Profibus, DeviceNet, Fieldbus, etc.).

42

9.- Interpretación de bitácora de diagnósticos y manipulación de datos

para un diagnóstico certero.

El Demo empleado en ambos casos es similar a la siguiente fotografía:

Ambos entrenamientos son impartidos directamente en nuestra fábrica localizada en

Boulder Colorado en los Estados Unidos de América en idioma Español, la razón de

ello es para también mostrar a los participantes como son fabricados nuestros

productos, el proceso de calibración y certificación, así como, enaltecer el espíritu de

pertenencia a nuestra compañía; al día de hoy el resultado que esta estrategia ha

demostrado una mayor satisfacción personal/profesional con menor rotación del

personal de servicio foráneo.

4.4 Entrenamiento para personal de ventas y aplicaciones

Un buen producto no provee beneficio alguno si este no está bien aplicado, esto es

particularmente importante en una de las fases más críticas de éxito de cualquier

aplicación y que precisamente es la selección correcta del producto para determinado

proceso, esta fase es tan importante que puede determinar si el producto es visto como

una solución real o por el contrario sea percibido como una inversión costosa con poco

retorno de capital.

Debido a que el personal de aplicaciones o grupo de cotización no poseen en su

mayoría de Visas para viajar a los Estados Unidos de América y sabiendo que este

mismo personal tiene la responsabilidad de ofrecer cotizaciones a los clientes locales

43

de su territorio, se implemento un plan alterno para su capacitación remota sin

necesidad de viajar fuera del territorio al que sirven, en este sentido se comenzó con el

uso de herramientas de conexión remota tales como video conferencias y

presentaciones a través de páginas web lo que facilita el ofrecer presentaciones de

producto o industria a nuestros diferentes canales de ventas en todo el territorio Latino

Americano, abatiendo costos y haciendo mucho más eficiente la difusión de esta

información, en estas teleconferencias inicialmente programadas semanalmente se

tocan temas de dimensionamiento y selección tanto de aplicaciones sencillas como

avanzadas y hoy día siguen siendo empleadas para la capacitación en nuevos

productos tales como viscosímetros en línea y medidores de densidad de gas

industrial.

Algunos de los temas que son abarcados en estas sesiones son:

- Especificación de productos.

- Selección para aplicaciones criogénicas.

- Aplicaciones para cálculo de eficiencia en moto generadores.

- Balance másico para refinerías.

- Mezclado de gasolinas.

- Selección para aplicaciones de alta temperatura.

- Dimensionamiento y selección de medidores para aplicaciones gaseosas de alta

velocidad y baja presión.

- Mejores prácticas para medición de fluidos No-Newtonianos.

Debido a que el personal de aplicaciones después de algunos años migra a la parte de

ventas, el entrenamiento se vuelve un proceso continuo ya que personal anteriormente

entrenado ahora se encuentra realizando nuevas funciones dejando el puesto de

aplicaciones donde personal nuevo es contratado y este requiere nuevamente de ser

entrenado para realizar su trabajo en forma satisfactoria y en un futuro migrar a ventas

la cual es la evolución natural de dicho puesto.

44

4.5 Modelo de Soporte dedicado a América Latina

Una vez creado el procedimiento básico para entrenamiento, fue necesario entonces

mirar hacia la parte de manutención del modelo de soporte; si bien las anteriores

iniciativas proporcionaban el entrenamiento adecuado para el personal local, seguía

existiendo la necesidad de contar con un modelo de soporte que ayudará a resolver en

forma más efectiva y rápida las necesidades de nuestros clientes siendo un

diferenciador importante con respecto a otras marcas existentes que hasta la fecha no

pueden ofrecer el mismo nivel de soporte y dedicación al mercado en este rubro.

El modelo de soporte fue estructurado en diferentes niveles y fue diseñado para

trabajar en forma sistemática y compleja, este modelo es seguido dentro de nuestra

compañía para incluir en caso necesario a todos los diferentes departamentos que

sean requeridos, sin embargo, para hacer aún más fácil la interacción con nuestros

consumidores decidimos que la complejidad de nuestro modelo de soporte sea ajena a

nuestro cliente quien para el solamente existe un solo contacto y quien al recibir su

consulta tiene la responsabilidad de darle seguimiento y contestar a nuestro cliente

directamente, de esta manera evitamos que nuestros clientes tengan que hablar con

diferentes personas dentro de nuestra organización lo cual resultaría en confusión y

poca efectividad.

Lo anterior quiere decir que el agente que recibe la consulta tiene la responsabilidad de

documentar el caso, archivarlo, contestarlo en caso de que tenga la respuesta o en

caso requerido, escalarlo en forma adecuada siguiendo el modelo de soporte abajo

mostrado, durante todo el proceso de solución el agente que recibe dicha consulta es

responsable en todo momento de darle el seguimiento adecuado hasta obtener la

respuesta requerida para finalmente ofrecer a nuestro cliente una respuesta que

satisfaga sus necesidades.

45

Este proceso de soporte llamado también proceso de escalamiento funciona de la

siguiente manera:

1.- Si el usuario final denominado como el cliente quien es quien adquiere y usa

nuestros productos tuviese una pregunta relacionada con ellos, tales como, tipo de

equipo adquirido, modelos disponibles, folletos y manuales, nuestro sitio web es más

que suficiente para resolver dichas dudas, este nivel de soporte también denominado

auto-suficiente se encuentra representado en la parte más baja de la pirámide de

soporte:

2.- Si por algún motivo, nuestro cliente no encuentra en forma eficaz la información que

necesita o por el contrario, el equipo adquirido presenta problemas de desempeño o se

encuentra en falla y el cliente no sabe cómo resolver dicha situación, existe la opción

de contactar en forma inmediata al canal de soporte local de quien adquirió el equipo

para resolver sus dudas, esta etapa es denominada como el primer frente de soporte

46

donde nuestros clientes son atendidos por el personal de ventas o servicio local

quienes con el entrenamiento recibido son capaces de solucionar gran parte de los

requerimientos de nuestros usuarios finales, esta etapa está representada en nuestro

modelo de soporte como el área llamada Servicio en Campo/Ventas:

Hasta este nivel, el proceso de soporte es manejado localmente entre nuestro usuario

final (Cliente) y nuestro personal de Servicio en campo / Ventas local, en algunos casos

ellos mismos llevan un registro de las atenciones recibidas localmente de las cuales no

forman parte del proceso de soporte de mayor nivel aquí tratado.

3.- Cuando la consulta rebasa el nivel de conocimiento de nuestro personal local y no

es posible contestarla usando la información disponible, entonces nuestros canales de

soporte local pueden emplear el proceso de escalamiento donde ellos pueden enviar

sus consultas en español, Inglés y/o Portugués ya sea a través de un correo

electrónico directamente a nuestro buzón de soporte internacional:

Flow.support@emerson.com

O, llamando a nuestro teléfono de soporte en Español/Portugués dedicado:

+ 1-303-530-8421

La consulta es entonces recibida por nuestros agentes de soporte técnico de primera

línea denominado Tier-1 quienes son agentes bilingües, ellos en primera instancia

documentan la consulta asignando un numero de caso en nuestra base de datos de

soporte y seguimiento CRM el cual está basado en Oracle, esta etapa está

representada por el área denominado como Soporte Técnico & RMA:

47

Nuestro personal Tier-1 está ubicado en Costa Rica, contamos con alrededor de 20

agentes en este nivel de soporte para ofrecer una respuesta rápida, estos agentes han

sido certificados como técnicos nivel-1 y poseen el conocimiento básico y general de

todos nuestros productos, lo cual los hace capaces de ofrecer la primera línea de

soporte tanto para solución de fallas, como problemas de configuración básica de

nuestros productos, ofreciendo interpretación básica de las alarmas mostradas por

nuestros transmisores o por nuestro software de configuración y diagnóstico ProLink II;

en este nivel de soporte es también posible el proveer a nuestros clientes de

documentación asociada con su producto en particular que no se encuentre en nuestra

página web tales como certificados de calibración, fecha de expiración de garantía,

certificados de calidad y pruebas, así como, licencias para el software de configuración

ProLink II®; también en esta etapa de soporte ofrecemos a nuestro cliente dos posibles

opciones dependiendo de la naturaleza del problema:

a) Recibir soporte técnico para tratar de solucionar la falla

b) Enviar el equipo de regreso a fabrica para ser diagnosticado

Durante la conversación inicial nuestro equipo Tier-1 evalúa la situación, si ellos

determinan que la consulta puede ser resuelta por ellos, entonces además de

documentar el caso, nuestro equipo de soporte se encarga de cerrarlo asegurándose

que el soporte ofrecido haya logrado solucionar el problema a nuestro cliente.

4.- Si después que nuestros técnicos de soporte Tier-1 determinan que la consulta de

nuestro cliente rebasa sus conocimientos y posiblemente requiera de un mayor nivel de

soporte, entonces el caso es escalado al siguiente nivel de soporte denominado Tier-2 /

Especialistas técnicos:

48

En este nivel contamos con técnicos especializados en el producto y ellos poseen los

recursos y conocimientos para realizar una evaluación más detallada del medidor y

transmisor asociados, en este nivel nuestros especialistas conocen a detalle cada uno

de los parámetros de diagnóstico de nuestros equipos y pueden proporcionar

procedimientos de diagnósticos basados exclusivamente en el modelo del o los

equipos que se deseen revisar, información tal como valores nominales de diagnóstico

de componentes internos del sensor, valores nominales de configuración, partes

internas del transmisor y diagnósticos avanzados son frecuentemente revisados en

este nivel de soporte, además nuestros agentes Tier-2 guían a nuestros usuarios para

efectuar la captura en tiempo real de las variables de diagnóstico usando nuestro

software de programación/diagnóstico ProLink II®.

En este nivel, nuestros agentes Tier-2 se enfocan en determinar si el equipo se

encuentra en condiciones óptimas para medir ofreciendo soporte de pruebas no

destructivas al equipo para determinar si la falla o problema presentado es debido a

algún problema interno del equipo o si es debido a algún factor externo.

5.- Si una vez revisado el equipo desde el punto de vista de funcionalidad, se determina

que el equipo se encuentra integralmente operativo y que la causa del bajo desempeño

y/o falla es debido a condiciones externas, tales como, condiciones de proceso o mala

selección del producto, entonces el caso es escalado al nivel de soporte de ingeniería

de aplicaciones donde yo me encuentro:

En este nivel de soporte se comienza con la evaluación del proceso en general

incluyendo la interacción que otros componentes de flujo pudiesen tener con el equipo

en cuestión.

49

Para llevar a cabo esta evaluación, es entonces solicitado a nuestro cliente de mayor

información, tal como:

- Diagramas de instalación.

- Planos del proceso (P&ID).

- Variables de proceso.

- Descripción de la aplicación.

- Eventos en otros procesos que ocurran cuando el equipo presenta un

desempeño no deseado.

- Dataloggers tomados al equipo antes, durante y después de presentar una

anomalía.

También es solicitado un histórico de otras variables que pudiesen estar interactuando

con el comportamiento del fluido en la línea:

- Viscosidad.

- Estado del fluido.

- Presión de vapor.

- Punto de ebullición.

- Rango de Temperatura.

- Rango de presión.

- Análisis Reológico.

- Descripción del sistema de limpieza a todo el proceso (en caso que sea

aplicado).

Con estos datos se procede al análisis de cada uno de ellos para poder determinar la

causa que esté afectando el desempeño del medidor, una vez obtenido el diagnóstico

inicial, se informa al cliente de los resultados de dicha evaluación y las posibles

sugerencias para maximizar el rendimiento del medidor de flujo tipo Coriolis.

En este punto es importante la total transparencia con nuestro cliente ya que el

encontrar una solución requerirá de efectuar trabajo en equipo entre proveedor y cliente

para encontrar una solución en conjunto, la razón de esto es debido a que sabemos

50

muy bien que posiblemente nosotros seamos los expertos en medición tipo Coriolis

pero nuestro cliente es experto en su proceso y el encontrar una solución a un

problema particularmente difícil requiere de la participación activa de ambas partes

creando una interacción sinérgica que nos ayuda a solucionar el problema y de igual

forma aprender el uno del otro.

La mayoría de requerimientos de soporte no rebasan este nivel y es considerado la

última línea de soporte donde a nuestro cliente se le tiene que ofrecer una solución

integral.

En este nivel, una vez solucionada la problemática con nuestro cliente, se realiza el

análisis exhaustivo de todos los factores tanto de diagnóstico como de proceso y en

caso de que se llegase a concluir que el problema es inherente a una deficiencia en la

calidad de nuestro producto, entonces dicho análisis es elevado a nuestros

departamento de ingeniería, marketing, ventas y dirección para notificar de la

problemática encontrada y se determina si un cambio mayor en el diseño tanto

mecánico como electrónico del equipo es necesario, con esto el proceso de mejora

continua para garantizar el desarrollo de nuevos productos o servicios cada vez más

confiables es como se lleva a cabo:

Este nivel es también alcanzado si por alguna razón ya sea técnica o comercial,

nuestra reputación se encuentre en riesgo o se presentara la posible pérdida de un

cliente importante lo cual es inaceptable para la filosofía que tenemos implementada.

En un mercado tan competido como lo es la instrumentación industrial, el soporte al

cliente es uno de los diferenciadores más importantes y cada vez está siendo más

reconocida como punto de partida en la selección de instrumentación y que en la

mayoría de los casos el soporte pre y post venta está ligado directamente a la

percepción de calidad y reputación de cualquier marca o producto, es por ello que el

factor humano y soporte al cliente es la punta de lanza para la expansión de nuestro

mercado.

51

4.6 Documentación del proceso de soporte

El proceso de documentación se realiza a través de una base de datos basado en

Oracle llamado CRM (Manejo de relación de Clientes por sus siglas en ingles), este

sistema está directamente ligado a la base de datos interna con la cual se administra

cualquier interacción con nuestros clientes, esto nos da la oportunidad de saber que se

ha ofrecido en el pasado a un cliente en particular ya sea producto, servicio o soporte,

lo cual hace de nuestra atención algo más personalizado, en el presente documento

solo se explorará el proceso de documentación de soporte técnico.

Como fue explicado anteriormente, toda solicitud de soporte inicia ya sea con una

llamada o un correo electrónico a nuestro buzón de soporte internacional, a

continuación se ejemplificará este proceso con un caso real recibido por parte de

nuestra subsidiaria Mexicana solicitando soporte para la solución de un problema con

un medidor instalado en la descarga de Asfalto el cual después de algunas semanas de

ser instalado el cliente comenzó a observar algunas alarmas que aparecían en la

caratula del transmisor además de problemas de medición donde lo que estaba

descargando a través de dicho medidor no coincidía al comparar esta medición con lo

que la báscula para despacho estaba reportando.

El cliente contacto al canal local para obtener soporte y resolver el problema por medio

de correo electrónico:

From: Arreola, Marvin [CTZA] Sent: Tuesday, August 12, 2014 8:00 AM To: Support, Emerson Flow [MMI] Subject: PROBLEMAS CON MEDIDOR DE ASFALTO Amigos de Flow Support, les anexo el logger de un medidor de asfalto con las siguientes características: CMFHC2 SN: 12097543, medidor en posición bandera con flujo ascendente. El cliente reporta que realizan ajustes al medidor contra otro medidor másico Coriolis modelo CMF400 SN: 14401718 y comenta que después de realizar ajustes al CMFHC2 funciona muy bien dicho ajuste durante 1 o 2 días pero posteriormente nuevamente detectan que el medidor presenta desviaciones mayores a 0.10% y ayer verifique que tenían desviaciones de 0.4%. El logger que les envió es a cero flujo, recién dejado de circular el asfalto, no pude realizar uno fluyendo por problemas de mi computadora, pero el día de hoy lo obtendré. Nota: días antes un servidor realizo ajustes de cero, cabe indicar que el ajuste de cero lo realice unos 40 segundos después de haber parado el flujo, con la intención de no perder temperatura y que el asfalto se encontrase en condiciones de operación. Quedo en espera de sus comentarios. Marvin Arreola Roque | Calibration Engineer|

52

Al recibir el caso en nuestro buzón de soporte, el primer paso es la documentación

adecuada del mismo en nuestra base de datos por lo que se procede entonces a abrir

un caso en la base de datos CRM:

Datos básicos como:

- Nombre de contacto.

- Cuenta asociada.

- Tipo de caso.

- Unidad de negocios.

- Severidad del problema.

Son entonces ingresados al sistema y de éste se genera un número de soporte técnico

o número de caso el cual será empleado para dar seguimiento al asunto en particular.

Una vez ingresado al sistema, se procede con la interacción con nuestro cliente,

nuestra política de soporte es que cualquier caso debe al menos de enviarse un

mensaje de recepción en un lapso máximo de 24 Hrs., sin embargo, debido a la

implementación del nuevo modelo de soporte, la primera interacción se lleva a cabo en

un par de horas, es importante mencionar que la resolución de algunos casos puede

llevar días, incluso semanas dependiendo de la complejidad del mismo.

Continuando con el ejemplo, en nuestra primera respuesta se coloca en el titulo el

número de requerimiento de soporte (SR por sus siglas en inglés):

53

Cada interacción con nuestro cliente es entonces guardada en la base de datos de

CRM bajo el número de soporte previamente generado, esto tiene como objetivo el

cubrir dos principales tareas:

1.- Fácil y rápido seguimiento del caso, especialmente cuando no es el único

recibido en un solo día, con esto podemos personalizar el soporte y damos a

cada caso la importancia requerida por mínimo que sea el requerimiento.

2.- En caso de que el agente que abrió el caso no se encuentre en la oficina, otro

agente puede abrir la base de datos y proseguir con el soporte a nuestro cliente

sin necesidad de solicitar nuevamente la información la cual esta previamente

guardada en dicha base de datos bajo el número de soporte (SR)

correspondiente.

Regresando al ejemplo, nuestro cliente nos envió más información recabada en campo

incluyendo fotografías de la instalación:

From: Support, Emerson Flow [/MMI] Sent: Martes, 12 de Agosto 2014 09:52 a.m. To: Arreola, Marvin [/CTZA] Subject: SR:1071452680 RE: PROBLEMAS CON MEDIDOR DE ASFALTO Marvin, Podrías enviar fotografías de la instalación además del dataloger faltante?, por la información recibida se observa en las siguientes gráficas que el proceso no es mantenido a la misma temperatura y eso puede estar creando justamente que exista desviación del cero por solidificación de producto dentro del medidor, sinceramente todo indica que el problema radica en el proceso mismo por una falta de control en temperatura más que un problema de desempeño del medidor.

Saludos, Alejandro Laguna | Flow Lifecycle Services |

54

La evidencia de los datos ofrecidos por los diagnósticos del equipo, aunada con las

fotografías de instalación nos hizo concluir la raíz del problema presentado.

Por un lado, la temperatura máxima de proceso de 120°C no es suficiente para

mantener el Asfalto en estado líquido (este tiene una temperatura típica de

derretimiento de 136°C), lo cual ocasiona que parte de dicho fluido se solidifique dentro

de la línea de proceso incluyendo el sensor Coriolis causando un desbalance en los

tubos de medición lo cual genera una señal inestable de flujo, esto es corroborado por

el incremento de la densidad a medida que la temperatura de proceso va

disminuyendo:

From: : Arreola, Marvin [CTZA] Sent: Wednesday, August 13, 2014 9:37 AM To: Support, Emerson Flow [MMI] Cc: Subject: RE: PROBLEMAS CON MEDIDOR DE ASFALTO Mi estimado Alex, anexo un nuevo logger con datos de No Flow & flowing, hay que notar que hubo un punto en donde aparece un flujo de mayo a 10 Ton/Hora, esto es debido a que terminaron de rellenar la pipa, anexo fotos de la instalación.

Quedo en espera de tus comentarios. Saludos. Marvin Arreola Roque

Emerson Process Management

55

Por el otro lado, el modelo de sensor seleccionado incluye un módulo electrónico

integrado al sensor (cuerpo azul adjunto al cuerpo del sensor):

Este tipo de arquitectura trae por consecuencia otro problema; el modulo electrónico

contenido dentro de este compartimento soporta una temperatura máxima de 60°C, lo

cual obviamente al estar mecánicamente conectado al sensor el cual está a 120°C, es

fácilmente calentado a una temperatura mayor al límite del módulo electrónico lo que

causa su inminente falla y provoca problemas de medición.

Después de la evaluación del problema y los datos asociados, es evidente que el

equipo seleccionado no es el adecuado para la aplicación de medición de asfalto, esto

evidencio que lamentablemente cuando se ofreció el equipo no se tomó en cuenta

todas las condiciones de proceso para la selección correcta del equipo; dentro de

nuestro portafolio de productos ofrecemos equipos para alta temperatura los cuales

ofrecen la flexibilidad de colocar el modulo electrónico alejado del cuerpo del sensor

para evitar calentamiento por transmisión:

A.- Cuerpo del sensor

B.- Módulo electrónico

C.- Placa para montaje remoto

D.- Conduit Flexible

56

Esta información fue entonces transmitida a nuestro cliente interno y las

recomendaciones para la solución del problema.

De igual manera toda interacción durante la solución a este problema es documentada

bajo el número de soporte correspondiente y puede ser revisado incluso tiempo

Una vez que el caso es solucionado, se procede a cerrarlo dentro de nuestro sistema

CRM donde aparecen todas las interacciones hechas con nuestro canal local:

From: Support, Emerson Flow [/MMI] Sent: jueves, 14 de Agosto de 2014 01:17 p.m. To: Arreola, Marvin [CTZA] Cc: Subject: SR:1071452680 RE: PROBLEMAS CON MEDIDOR DE ASFALTO Marvin, Después de la evaluación de todos los datos, nuestra conclusión es que un equipo de alta temperatura es realmente el recomendado en esta aplicación ya que el mismo permite instalar un aislamiento térmico adecuado al sensor y colocar el core processor en forma remota evitando así tanto la perdida de temperatura del sensor como el afectar los componentes electrónicos del core; al usar un equipo estándar con core processor integral se tienen que hacer sacrificios tanto en el aislamiento como en la integridad del core processor derivándose lo siguiente: El mayor problema es el control de temperatura, mientras esta no sea constante y arriba del punto de derretimiento del Asfalto, se tendrán problemas de estabilidad del cero y requerirá de continuos ajustes que en realidad solo se estaría intentando maquillar el verdadero problema lo cual de no solucionarse se seguirá presentando la falsa necesidad del ajuste del medidor que como sabes no es inherente a esta tecnología de flujo. Por lo anterior, recomendamos el remplazar el equipo actual por un equipo para alta temperatura, esto garantizará la operación y confiabilidad en la medición en este punto del proceso. Otra alternativa con el equipo actual la cual no es la más conveniente pero que podría funcionar seria: 1.- Colocar un sistema de enfriamiento al core processor para mantenerlo dentro de la temperatura de operación de este (ya sea un sistema con recirculación de agua o algún otro refrigerante) 2.- Colocar un enchaquetado térmico al sensor confiable y mantener la temperatura de este estable arriba de la temperatura de ebullición del asfalto en toda la línea. Es importante aclarar que la extensión mecánica del core processor no extiende el rango de temperatura del mismo, solo funciona para colocar el core fuera de un enchaquetado térmico pero si dicha extensión es cubierta por el mismo enchaquetado y la temperatura de proceso es elevada, se llegará al punto de equilibrio de temperatura donde el core se encontrará a una temperatura mayor a la que puede soportar (60°C). Saludos cordiales, Alejandro Laguna | Flow Lifecycle Services |

57

El anterior proceso se lleva a cabo con cada caso recibido, algunos de ellos como el

anterior, son resueltos en un lapso corto de tiempo, algunos otros dependiendo de la

complejidad de este puede tomar mucho más tiempo debido a la necesidad de contar

con la opinión experta de alguno de nuestros especialistas y puede llegar involucrar a

un sin número de personas internamente, sin embargo, aun en estos casos

complicados, para nuestro cliente (tanto externo como interno) el contacto es el mismo

y no necesita de estar hablando con todos los involucrados en el caso, esto ofrece una

percepción de pertenencia y de un trato personalizado.

A continuación coloco un registro de un caso el cual requirió de más personas

involucradas incluyendo especialistas y expertos en la materia:

Este caso fue para un medidor para la medición de flujo de gas a una turbina de

generación para la compañía GE la cual tenía un proyecto en Brasil para un sistema

de tres turbogeneradores para la compañía paraestatal Petrobras el proyecto no podía

ser entregado debido a un problema de medición en una de las turbinas; para la

resolución de este caso fue necesario el incluir:

- Técnicos certificados locales de nuestra subsidiaria Brasileña

- Personal de ingeniería interno en nuestra planta en Boulder, USA

- Equipo de respuesta para emergencias a nivel corporativo Emerson

58

- Personal de Calidad en nuestra planta

- Logística para el reemplazo y retorno de equipos desde USA a Brasil

- Personal local de GE en Brasil

- Personal de GE en corporativo en USA

A pesar del número substancial de individuos involucrados en este caso, para nuestro

cliente GE el contactó fue siempre una sola persona quien distribuía la información a el

destinatario correspondiente a través del sistema CRM ofreciendo la solución a nuestro

cliente en un tiempo adecuado lo cual dio a nuestro cliente una experiencia de soporte

de primer mundo no importando donde se encuentre.

Este mismo nivel de compromiso y soporte es ofrecido a todo nuestro territorio en

América Latina gracias a la implementación del modelo de soporte antes mencionado

en el idioma local.

4.7 Resultados de la implementación de soporte para LA

La implementación del modelo de soporte de Micro Motion para América Latina es hoy

un modelo a seguir para las demás unidades de negocio de Emerson Process

Management de Latino América, no existe otra compañía dentro del grupo capaz de

ofrecer un proceso de soporte tan bien estructurado pero a la vez tan fácil de usar, lo

que ha ayudado a la empresa año con año el aumentar el nivel de satisfacción a

nuestros clientes y por consiguiente a aumentar el nivel de ventas con respecto a años

anteriores.

Para probar esto se realizó una encuesta en todo el territorio de América Latina durante

aproximadamente un mes para contar con el mayor número de participantes y

determinar cuantitativamente el impacto de la implementación del modelo de soporte

con respecto a años pasados, los países considerados para este estudio fueron:

- México

- Argentina

- Venezuela

- Perú

59

- Ecuador

- Colombia

- Puerto Rico

- Chile

- Costa Rica

- Trinidad y Tobago

- República Dominicana

- Brasil

De los países arriba listados, se tuvo la participación de 86 colegas tal como lo

demuestra la siguiente gráfica.

Número de participantes por País

Es evidente que el mayor número de participación fue ofrecido por nuestra subsidiaria

mexicana la cual a nivel América Latina es la más grande y por consiguiente la que

representa mayor influencia dentro del territorio.

Era importante el saber la madurez técnica de los participantes con respecto a la

experiencia que tienen ofreciendo, cotizando y/o dando servicio en campo:

0

5

10

15

20

25

30

35

40

60

Experiencia en nuestros productos

Es evidente que la gran mayoría del personal posee una experiencia mayor a 1 año lo

cual añade credibilidad a la encuesta realizada.

Participación por departamento

Como lo muestra la gráfica anterior, el grupo de personas que participaron es diverso,

tanto personal de ventas, como ingeniería hasta personal de servicio contestaron esta

encuesta por lo que cubre todas las áreas donde el soporte que ofrecemos es

requerido.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Less

th

an

6

mo

nth

s

Mo

re t

ha

n 6

mo

nth

s b

ut

less

tha

n 1

ye

ar

1-3

ye

ars

Ove

r 3

ye

ars

Ne

ve

r u

sed

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

Inside

Sales

Field

Service

Field Sales Field

Service

and Sales

Other

61

Lo anterior cubre sin problemas el área cuantitativa, sin embargo, es de nuestro

particular interés el revisar la parte cualitativa que es la que nos ofrece la

retroalimentación del impacto real de la implementación de un modelo de soporte

dedicado a nuestro territorio, en este sentido fue necesario el solicitar el grado de

satisfacción obtenido con respecto a la calidad de la información recibido el día de hoy

usando nuestro nuevo modelo de soporte, el resultado es contundente como se puede

apreciar en la siguiente gráfica, más del 50% de los participantes califican como

excelente la calidad del soporte mientras que el 40% lo califica de bueno quedando un

pequeño porcentaje que lo califica como justo.

Satisfacción de la calidad de información recibida de MMI

Es evidente que el soporte ahora ofrecido es de gran calidad y lo más importante es

que se lleva a cabo en el lenguaje local del usuario, es decir si la consulta tiene su

origen en México, obviamente el lenguaje a usar es Español, sin embargo, si esta tiene

su origen en Brasil o Trinidad y Tobago, el soporte se lleva a cabo en Portugués o

Inglés respectivamente.

Como parte de nuestro sistema de mejora continua, es obligatorio el pedir una

evaluación objetiva con respecto al servicio que era recibido en años anteriores lo cual

está representado por la siguiente gráfica:

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Very

poor

poor Fair Good Excelent Other

62

Comparación del modelo de soporte actual con respecto a años anteriores

Como se puede observar, la implementación del nuevo modelo de soporte para

América Latina ha producido un incremento substancial en la satisfacción que nuestros

clientes con respecto al modelo anterior, por consecuencia nuestros colegas ahora

tienen la confianza de explorar nuevos mercados sabiendo que cuando requieran de

soporte solo tienen que ponerse en contacto con nosotros ya sea con una simple

llamada telefónica o un correo electrónico y expeditamente les ofreceremos nuestra

ayuda, esta misma confianza es entonces transmitida a nuestros usuarios finales

quienes tienen la percepción de que la planta matriz esta siempre lista para ofrecer la

ayuda que requieran a través de nuestros canales locales de soporte y ventas.

Es importante el hacer mención que no necesariamente un buen soporte técnico

significa conocer técnicamente nuestros productos o aplicaciones, desde mi punto de

vista un soporte técnico de clase mundial es aquel que provee una respuesta concisa y

certera solucionando cualquier problemática en el menor tiempo posible pero además

dicha respuesta debe ser planteada de tal forma que quien la reciba aunque no sea

experto en nuestra tecnología pueda entender y digerir sin problemas para obviamente

retransmitirla a nuestro cliente final; en este punto estamos ahora hablando del nivel de

empatía y claridad con la que ofrecemos nuestro servicio y es obviamente motivo de

evaluación.

La siguiente gráfica muestra el grado de empatía y claridad que son usados en

nuestras respuestas y en la información enviada para la solución de cualquier consulta;

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Much

worse

Worse The

same

Better Much

better

Other

63

parte de nuestra filosofía es el ofrecer la oportunidad de aprender en forma recíproca,

el saber que nuestras respuestas son claras y fácilmente entendibles nos ayuda a

segregar el conocimiento y lo más importante es que reforzamos la imagen que tiene

nuestra compañía de escuchar y entender las necesidades de nuestros clientes,

considero que mi posición más que Ingeniero de Aplicaciones o experto en la materia,

es en realidad una posición de Mentor para todos nuestros colegas y clientes, tengo la

firme idea de que entre más entendida sea una tecnología es mucho más fácil su

adopción, implementación y uso.

Nivel de claridad y empatía recibida en las respuestas de MMI-LA

Esta gráfica muestra que estamos logrando una comunicación, clara, eficaz y con alto

contenido de enseñanza lo cual es una meta primordial.

La implementación de este modelo de soporte me ha permitido el desarrollar

herramientas para ejecutar mi trabajo de una manera más eficiente, tal es el ejemplo de

la herramienta para el cálculo de Velocidad del sonido la cual explico en forma

detallada en el anexo B del presente reporte.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Very

poor

Poor Fair Good Excelent other

64

4.8 Planes Futuros

Un proceso de mejora no está completo si este no incluye planes futuros para continuar

ofreciendo un alto nivel de satisfacción en nuestro servicio, en ese sentido, prepare una

segunda encuesta donde solicitamos a todos nuestros canales el que compartiesen

con nosotros el grado de confianza que poseen para el manejo, oferta y servicio de

cada uno de nuestros productos, es decir de toda la lista de productos que ofrecemos

en nuestro portafolio, solicitamos que colocaran el grado de confianza que poseen para

la selección y manejo de cada uno de ellos, esta segunda encuesta fue enviada

individualmente a cada país para evitar cualquier posible influencia que pudiese existir

de un país a otro y obtener de una manera más objetiva el análisis requerido.

A continuación presento las necesidades capturadas para todo el territorio donde se

observan aquellas áreas de oportunidad para futuros módulos de entrenamiento.

Promedio general del territorio.

En la misma gráfica esta resaltado con un circulo en rojo aquellas áreas o conceptos

que requieren atención inmediata y que por consecuencia serán las primeras en ser

atendidas en nuestros planes futuros de entrenamiento.

Otra consecuencia positiva derivada de la implementación del modelo de soporte

explicado anteriormente, es que mis colegas dentro de mi departamento ahora

tenemos oportunidad de trabajar en áreas que requieren de un mayor grado de análisis

y desarrollo debido a que los casos relativamente sencillos de contestar, ahora son

atendidos ágilmente por nuestro equipo de soporte básico (Tier-1) quienes pueden

escalarlo fácilmente al siguiente nivel de soporte en caso requerido.

65

Actualmente estoy explorando nuevas tecnologías tales como dispositivos que

permitan tele-presencia para ofrecer soporte de expertos en la materia en campo en

tiempo real, la presencia virtual de expertos en campo ayudaría a abatir tiempos

muertos y determinar la raíz del problema de una forma más eficiente siempre y

cuando sea permitido el uso de esta tecnología.

66

4.9 Conclusiones

La experiencia adquirida así como los resultados obtenidos durante la implementación

de diferentes iniciativas durante los 8 años de laborar en Micro Motion me ha permitido

obtener las siguientes certificaciones:

- Toastmaster Competent Comunicator Certification

- MMI Level -1 and Level 2 Field Service Certification

- Factory Trainer Certification

- Factory Trainer of Trainers Certification

- Tier-4 International Applications Engineer

- LA Tech training Manager

- LA complex cases manager

Estos logros son sin duda el resultado de aplicar en forma analítica y objetiva los

conocimientos obtenidos durante el transcurso de mi carrera como Ingeniero en

Comunicaciones y Electrónica de la ESIME Zacatenco, lo cual sentó las bases para

continuar aprendiendo aun fuera de dicha institución, de igual manera reconozco que el

encontrarme donde estoy también es debido al excelente programa de estudios para

aprender un idioma extranjero impartido por el Centro de Lenguas Extranjeras de

Zacatenco y no dejo de reconocer y enaltecer el sacrificio y compromiso que mis

Padres fueron capaces de ofrecerme para el logro de todas mis metas.

Me siento orgulloso de ser un egresado del Instituto Politécnico Nacional y estoy

completamente convencido que nuestra alma mater forja todos los días a los

profesionistas líderes que la industria necesita.

67

Bibliografia:

- 2015 Micro Motion Quality Manual

- Flow Measurement – Practical guides for measurement and control

D.W. Spitzer – 2001 Second edition - ISA

- Perry’s Chemical Engineer’s Handbook

Don Green & Robert Perry – 8th Edition, 2007

- Micro Motion website

http://www2.emersonprocess.com/en-US/brands/micromotion/about-micromotion/Pages/index.aspx

- NIST Chemestry Webbook

http://webbook.nist.gov/chemistry/

- Micro Motion Tutor

http://www3.emersonprocess.com/micromotion/tutor/index.html

68

Anexo A.- Trazabilidad a referencias Globales

69

Diagrama de Trazabilidad

70

Certificacion ISO9001

71

Certificación ISO17025

72

73

74

75

76

Anexo B

Herramienta para el cálculo de Velocidad de sonido en Gases

Necesidad:

En dinámica de fluidos, sobre todo en fluidos gaseosos con muy baja densidad y

viscosidad, existe un fenómeno en dinámica de fluidos que puede ocurrir cuando la

velocidad del gas en dicho ducto alcanza un nivel cercano o igual a la velocidad del

sonido en dicho gas, este fenómeno es conocido como flujo estrangulado, este

fenómeno es un efecto de flujo compresible.

El parámetro que se convierte en "ahogada" o "limitada" es la velocidad con la que se

mueve dicho gas.

Flujo estrangulado es una condición dinámica de fluido asociada con el efecto Venturi,

Cuando un fluido que fluye a una presión y temperatura determinada pasa a través de

una restricción la presión estática disminuye mientras que la velocidad del fluido

aumenta. En condiciones de aguas arriba inicialmente subsónicas, el principio de

conservación de la masa requiere que la velocidad del fluido aumente a medida que

fluye a través del área de sección transversal más pequeña de la restricción. Al mismo

tiempo, el efecto Venturi hace que la presión estática disminuya y por lo tanto la

densidad también disminuya, el Flujo estrangulado es una condición que se produce

cuando la transferencia de masa desde aguas arriba de la restricción alcanza la

máxima cantidad de masa que puede fluir a través de la restricción.

Para fluidos homogéneos, el punto físico en el que la asfixia se produce para

condiciones adiabáticas es cuando la velocidad del plano de salida alcanza la velocidad

sónica o un número de Mach 1. En flujo estrangulado la única manera de aumentar la

tasa de flujo en masa es mediante el aumento de la presión aguas arriba, o por la

disminución de la temperatura aguas arriba, ambas afectan directamente a la densidad

del fluido compresible.

El flujo estrangulado de gases es útil en muchas aplicaciones de ingeniería debido a

que la tasa de flujo de masa es independiente de la presión aguas abajo, dependiendo

solamente a la temperatura y la presión aguas arriba de la restricción.

Bajo condiciones de estrangulación, válvulas y placas de orificio calibradas pueden ser

utilizadas para producir una tasa constante de flujo másico, sin embargo, este es un

77

efecto no deseado durante la selección de un medidor Coriolis debido a que una mala

selección del medidor puede ocasionar este efecto y por consecuencia se puede

afectar severamente el desempeño del proceso en general.

Si este fenómeno existe, ¿Porque es importante al momento de selección un sensor

Coriolis para fluidos gaseosos?, la razón es muy sencilla, generalmente hablando, el

sensor seleccionado en la mayoría de las aplicaciones de flujo resulta ser de menor

diámetro que el diámetro de la línea principal, para ser más claro, si el diámetro de la

línea de proceso es de 6 pulgadas, típicamente un sensor con un diámetro de 4

pulgadas o menor es más que suficiente para medir el flujo máximo en la línea de 6

pulgadas con máxima precisión; esto trae como consecuencia una reducción de la

línea de 6” a un medidor de 4”, ¿ por qué ocurre esto?, típicamente en la etapa de

diseño de algún proceso en particular se considera que la producción aumentará con el

paso del tiempo debido a un incremento en la demanda, por ello muchas líneas de

proceso son entonces seleccionadas tomando en cuenta un incremento en producción

al paso del tiempo, dando como resultado una línea grande manejando un flujo

relativamente más pequeño.

Regresando a nuestro ejemplo, el colocar un medidor de menor diámetro en la línea

implica ya es en sí una reducción que si lo vemos en forma estricta estaremos

causando el efecto Venturi anteriormente explicado.

Ejemplificación de un medidor típicamente instalado en una línea de flujo de gas

78

Equivalencia con tubo Venturi

Donde se observa que la presión disminuye (línea Verde) a medida que la velocidad

aumenta (línea azul) al momento de pasar a través de la restricción, en este caso la

restricción es el medidor el cual al ser de un diámetro menor produce el efecto Venturi

arriba explicado, lo que trae como consecuencia que si el medidor no es seleccionado

en forma adecuada, es muy posible que el fluido al atravesar el medidor alcance una

velocidad elevada y si esta alcanza la velocidad del sonido, entonces se lleva a cabo el

fenómeno de flujo estrangulado y no será posible aumentar dicho flujo a menos que se

incremente la presión estática aguas arriba del sensor o disminuir la temperatura del

sistema, ambos ajustes son con el fin de aumentar la densidad del fluido y por lo tanto

la transferencia de masa a través de la restricción, nuestros clientes pueden aumentar

la presión estática de la línea pero en general esto es un impedimento ya que se habla

de mayor uso de energía lo que impacta directamente en el rendimiento del proceso y

típicamente estos ajustes no son posibles hacer.

Como fabricantes de medidores Coriolis, estamos conscientes de este problema y por

lo tanto para evitar dicha situación, hemos incorporado como límite máximo en

velocidad para flujos gaseosos un factor de:

0.3 * VoS

79

Este límite está muy por debajo de la velocidad del sonido para precisamente evitar un

inconveniente mayor con respecto a la caída de presión generada, además que nuestro

software de selección no puede calcular la caída de presión a través del medidor en

forma correcta si la velocidad excede este límite.

Si bien el límite está escrito en nuestro software de selección, muy pocas personas

fuera de nuestra fábrica conocen este fenómeno y hemos lamentablemente atendido

casos donde la caída de presión generada por el sensor es tan elevada que

prácticamente dispara el proceso u ocasiona pérdidas por exceso de energía empleada

lo cual contradice el empleo de nuestra tecnología en la mejora de eficiencia de los

procesos de nuestros clientes.

Si bien nuestra herramienta de selección Toolkit® cuenta con una herramienta de

cálculo de velocidad para el sensor, esta se encuentra limitada para algunos gases

puros y no tiene capacidad para ingresar mezclas diferentes a gas natural, además,

que no contiene un número importante de gases comunes por lo que para esos casos

no existía manera alguna de obtener dicha limitante conduciendo al potencial riesgo de

seleccionar un medidor demasiado pequeño.

Con esto en mente, desarrolle un pequeño programa capaz de calcular la velocidad del

sonido de cualquier gas, incluyendo mezclas poco comunes hasta gases que no se

encuentren en la base de datos de nuestra herramienta de selección, inclusive, es

capaz de calcular otras variables de utilidad:

• Densidad del gas a la presión y temperatura deseada

• Crear mezclas de gas hasta de 11 componentes diferentes

• Peso molecular del gas o mezcla

• Gravedad especifica del gas o mezcla

• Índice adiabático

Esta herramienta realiza los cálculos mencionados basados en la ley de los gases

ideales, lo cual, para efectos de dimensionamiento y selección del medidor es

suficiente y evita el cometer errores durante la pre-selección del medidor a ofrecer.

Para entender mejor la utilidad de esta herramienta, tomemos como ejemplo una

aplicación real:

80

Aplicación: Medición de flujo másico para una mezcla de Cloro y Nitrógeno en fase

gaseosa

Composición: Cloro 50%, Nitrógeno al 50%

Presión de línea: 80 PSI

Temperatura: 45C

Flujo Másico: 722 Kg/min

Al ingresar los datos de proceso en nuestra herramienta de selección Toolkit® nos

encontramos con el problema de qué para empezar no existe manera alguna de

ingresar la mezcla, solo existe la opción de seleccionar Cloro o Nitrógeno puro pero no

es posible el colocar la mezcla ni tampoco la concentración de cada gas.

Pantalla del programa Toolkit® donde se muestran los componentes incluidos:

Debido a este problema, la única alternativa posible es el ingresar el gas en forma

manual, cabe señalar que cuando se coloca un fluido en forma manual, la limitante de

0.3 *VoS no es aplicada ya que esta solo funciona con gases incluidos en la base de

datos del programa:

81

Si usamos esta opción, al ingresar los datos de proceso, el cálculo del límite de

0.3*VoS simplemente no es implementado:

Por lo que el programa basa su decisión solamente en el desempeño en exactitud

ofrecido por el medidor y realiza un cálculo de caída de presión en base a una

densidad y viscosidad del fluido manualmente ingresada, esto trae como consecuencia

el recomendar un sensor de 3 pulgadas de diámetro interno como el adecuado para la

aplicación sin aplicar el límite de velocidad anteriormente explicado:

82

En el reporte de desempeño anterior se observa que la velocidad máxima calculada

dentro del tubo de medición es de 127 m/Seg, la caída de presión máxima esperada es

de 31.7 PSI-g lo cual es algo sencillo de manejar por el proceso, el desempeño de

0.35% es adecuado para la aplicación y hasta este momento no existe alerta alguna

con respecto a la selección; el medidor es entonces ofrecido al cliente como la opción

correcta, este último coloca la orden de compra, el medidor es entonces construido y

despachado, mientras tanto, nuestro cliente hace las adecuaciones en la línea de

proceso para la instalación del nuevo medidor y una vez recibido, programa un paro de

línea y entonces realiza el montaje del equipo en la línea de abastecimiento de gas a el

área de producción, se procede entonces al arranque del medidor y días después el

cliente llama al represéntate reportando que el sistema de flujo está limitando el flujo

máximo a menos de la mitad de lo requerido por alguna razón desconocida; en las

tendencias del sistema de control se observa un decline en el flujo con respecto a lo

que había antes de instalar el medidor, así como, una evidente elevada caída de

presión que básicamente disminuye el abastecimiento de gas al proceso de la planta

impactando seriamente a toda la producción y rentabilidad de la planta lo que obliga a

nuestro cliente a usar el sistema bypass de mantenimiento para evitar la caída de

presión generada por el medidor.

83

Revisando la selección del medidor, en el reporte originalmente empleado para la

oferta del medidor no se encuentra error alguno, de hecho, como se menciono

anteriormente, el medidor es el adecuado para la aplicación, sin embargo, el que

nuestro cliente haya reportado una caída de presión extrema hace pensar que

posiblemente el problema radique en el fenómeno de flujo ahogado que posiblemente

esté presente en este caso, realizando nuevamente la evaluación de la aplicación

encontramos que durante el dimensionamiento del medidor, el software de selección no

calculo la velocidad del sonido en el fluido del proceso y por consiguiente nunca fue

tomado en cuenta dicho límite lo que trajo como consecuencia un equipo que

básicamente al generar una alta velocidad y rebasar el límite de 0.3*VoS, la caída de

presión reportada por el software simplemente no es correcta por lo que dicha caída de

presión puede ser en realidad hasta 5 veces mayor.

Este tipo de situaciones si bien en el pasado eran esporádicas, hoy día se están

volviendo más comunes debido a la expansión en el mercado y la adopción de la

tecnología Coriolis para muchas aplicaciones incluyendo el mercado de medición de

flujo de gas, por lo que, situaciones similares están apareciendo más frecuentemente

afectando directamente la imagen de la tecnología a pesar de que este fenómeno no es

inherente a la tecnología Coriolis sino a un fenómeno en mecánica de fluidos que

muchas veces nuestros clientes desconocen.

Por las razones anteriormente señaladas y analizando las limitaciones de nuestro

software de selección, generé un programa que realiza el cálculo correcto de la

velocidad del sonido para cualquier gas, ya sea puro o una mezcla de diferentes gases.

Para el caso de gases puros, la herramienta calcula la velocidad del sonido usando

solamente la formula general de velocidad del sonido en gases en combinación con la

ley de gases ideales:

� = �����

Velocidad del sonido en gases

84

Donde:

� = Velocidad del sonido

� = Coeficiente de dilatación adiabática T = Temperatura Absoluta (°K)

R = Constante universal de los Gases M = Peso Molecular

Aplicando la ecuación de los gases Ideales:

�� = ����

Donde:

P = Presión del gas en Pascales

V = Volumen del gas (m3) m = Masa del gas

Sustituyendo la relación !" , obtenemos que la fórmula para la velocidad del sonido

para gases es reducida a:

� = ���#

Donde:

# = Densidad del medio (Kg/m3)

Sin embargo, como fue explicado con anterioridad, la necesidad no solamente era el

cálculo de velocidad para gases puros, sino, también para mezcla de gases lo que

añade cierto grado de complejidad, ya que partiendo de la formula de velocidad de

sonido en gases:

� = �����

Velocidad del sonido en gases

85

Donde:

� = Velocidad del sonido

� = Coeficiente de dilatación adiabática T = Temperatura Absoluta (°K)

R = Constante universal de los Gases M = Peso Molecular

De la formula arriba expresada, tanto el coeficiente de dilatación adiabática como el

peso molecular de la mezcla de gases ahora tienen que ser determinadas en forma

individual dependiendo del número de componentes de la mezcla, el tipo componente y

la concentración de cada uno de dichos componentes ya que al tratarse de una mezcla,

la combinación de estos puede ser infinita por lo que la herramienta deberá ser capaz

de ofrecer esta capacidad de cálculo para cualquier tipo de mezcla posible.

La determinación del índice adiabático de una mezcla de gases cualquiera está basada

en que cada componente posee su propio índice adiabático individual pero este valor

impacta en el índice adiabático de la mezcla dependiendo del contenido de dicho

componente, por lo que la determinación del índice adiabático de la mezcla no es más

que la suma del índice adiabático individual de cada componente multiplicado por la

concentración molar individual:

�$ =%�& ∗ �&'&(

Donde:

�$ = Índice adiabático total de la mezcla

�& = Índice adiabático de cada componente

�& = Fracción molar de cada componente

El peso Molecular de la mezcla es determinado usando la siguiente fórmula:

�) =%*& ∗ �&'&�

86

Donde:

�) = Peso Molecular total de la mezcla

*& = Concentración de cada componente

�& = Peso Molecular de cada componente

El programa determina los componentes de la fórmula para el cálculo de velocidad de

sonido dependiendo de si el gas es puro o es una mezcla de diferentes gases como se

puede apreciar en las ilustraciones mostradas en las siguientes páginas.

Debido a que este programa es usado internamente por nuestro equipo de ingeniería

en aplicaciones en USA, el idioma empleado para su uso es ingles.

La primera versión que desarrolle fue básicamente una hoja de Excel donde había que

ingresar los datos en forma manual lo que funcionaba pera gases no listados en la

base de datos de nuestro programa de selección Toolkit®:

Esta versión aliviaba en forma parcial el cálculo de velocidad para gases puros pero era

manual y había que buscar en libros y otras referencias los valores de peso molecular o

87

índice adiabático lo que llevaba a errores y consumía tiempo el tener un cálculo

sencillo.

Mis colegas comentaron que funcionaba siempre y cuando se tuviera el tiempo de

buscar los factores requeridos para el cálculo y en algunos casos debido a que había

personas que no estaban familiarizados con el cálculo, se tenía el riesgo de usar datos

erróneos y modificar las formulas incorporadas por lo que no era del todo confiable el

usarlo en forma rutinaria.

Al escuchar esto, trabaje en una segunda versión que simplificará el proceso e incluí en

esta segunda versión la posibilidad de ingresar mezclas de gases con cualquier

composición:

Esta segunda versión la diseñe incorporando color en las celdas para diferenciar

objetivamente los diferentes campos usados, de igual manera modifique la hoja para

solo dejar como espacio de edición los espacios designados para los siguientes

campos:

- Temperatura

- Selección de tipo de componente

- Porcentaje de composición

Todas las propiedades requeridas para cada gas tales como índice adiabático, peso

molecular, nombre genérico, así como, su formula química fueron entonces integrados

88

en la base de datos y al seleccionar el tipo de gas estos valores son automáticamente

empleados en la evaluación del peso molecular e índice adiabático para finalmente

calcular la velocidad del sonido en pies por Segundo y Metros por Segundo, de igual

manera, incorpore la recomendación de 0.3*VoS en forma automática por lo que los

resultados obtenidos estaban listos para ser usados durante la selección del medidor.

A pesar que la segunda versión era mucho más fácil de usar, aun tenía algunos

problemas de usabilidad y podría llevar a confusión ya que a pesar de los colores

empleados para algunos aun era complicado el saber usarla adecuadamente.

Con lo anterior en mente, implemente la tercera versión de esta herramienta

corrigiendo algunos problemas de cálculo así como añadiendo cálculos extras útiles

pero lo más trascendental fue la interface de usuario la cual hace de esta herramienta

compleja algo simple y sencillo de usar:

Ingreso de datos

Tipo de gas:

- Puro

- Mezcla

Selección del gas

Ventana de

Resultados

89

Desde el punto de vista de uso, esta última versión es muy visual con una interfaz

simple y fácil de usar, todos los algoritmos empleados para su desarrollo desde la

primera versión se encuentran colocados en hojas escondidas dentro del mismo

documento, así como, todos los coeficientes de cada componente mismos que la hoja

usa en forma automática dependiendo de la selección en la portada principal, en esta

versión aparece claramente definidos tanto los campos de ingreso de datos como el

campo de resultados obtenidos tal como se define en la página anterior.

El campo de resultados lista los siguientes cálculos en forma automática:

- Velocidad del Sonido tanto en ft/Seg como en m/Seg

- Velocidad máxima recomendada (0.3*VoS)

- Velocidad máxima Limite (0.4*VoS)

- Peso Molecular tanto de gas puro como de mezcla

- Índice Adiabático tanto de gas puro como de mezcla

- Gravedad Especifica

- Densidad del Gas (requiere el ingreso de la presión de proceso)

De igual manera incluí en esta versión una nota explicativa que define el fenómeno

conocido como flujo estrangulado, sus causas y potenciales problemas, así como, su

analogía con nuestros sensores Coriolis y del porque debemos de conocer y tener en

cuenta cuando se realiza la selección de un medidor Coriolis, dicha sección esta

accesible con tan solo dar click en el siguiente botón en la portada de la misma

herramienta:

90

Es importante mencionar que esta hoja de cálculo aplica para cualquier restricción y no

está únicamente diseñada para medidores Coriolis ya que este fenómeno se presenta

siempre que se tenga un fluido gaseoso viajando a gran velocidad en un tramo dado de

tubería.

Regresando a nuestro ejemplo, la herramienta muestra claramente que la velocidad del

sonido en una mezcla de 50% Cloro con 50% Nitrógeno es de 271 m/Seg y por

consiguiente la máxima velocidad recomendada dentro del sensor (0.3*VoS) no debe

exceder: 81.41 m/Seg (266.91 ft/Seg).

91

Considerando esto, se selecciona el medidor que proporcione una buena exactitud sin

rebasar el límite de velocidad recomendado como se puede apreciar en el reporte de

desempeño del medidor en la siguiente página.

92

En este sentido, es claro que un equipo de 4 pulgadas es el ideal para esta aplicación.

Como ha sido explicado anteriormente, esta herramienta es ahora empleada por

nuestro equipo de ingeniería de aplicaciones global para evaluar en forma objetiva

aquellas aplicaciones gaseosas que no estén disponibles en la base de datos del

programa de selección y además ayuda a evaluar aplicaciones ya instaladas que

pudiesen presentar problemas de caída de presión excesiva para orientar a nuestro

cliente final y educar a nuestros canales de venta de nuestros productos en esta cada

vez más demandante industria de medición de flujo.

El uso de esta herramienta ha mejorado el tiempo de respuesta en forma dramática

para aplicaciones de gas; en el pasado una evaluación de este tipo hecha por algún

ingeniero de aplicaciones podría llegar a tomar hasta medio día para solamente

determinar la velocidad limite recomendada más el tiempo necesario para explicar al

cliente del porqué de nuestra recomendación y esto es solo para una sola aplicación de

gas por lo que proyectos que involucraban más unidades de medición en diferentes

lazos de proceso podría tomar días incluso semanas para llevar a cabo la evaluación.