Principales Equipos a La Entrada de Una Planta de Gas Estudiar

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Principales Equipos A La Entrada De Una Planta De Gas1.- Manifold De Entrada (Distribucin de Entrada)En un Manifold de caera a donde llegan las lneas de produccin de todos los pozos, estos colectores estn diseados de manera tal que permiten controlar la produccin de todos los pozos, diremos que consta de 2 lneas principales, la de grupo y la de prueba, la primera nos permite controlar la produccin de un grupo de pozos sean estos de grupos de baja presin o alta presin, la segunda lnea nos permite controlar la produccin o el comportamiento de un solo pozo en particular. Estos pueden ser operados manualmente o en forma automtica con controles de tiempo. Los Manifolds de produccin y Prueba se pueden disear segn ANSI y API para varias clases de presin y distintos tamaos de tubera. Estranguladores Chokes pueden incluir para reducir la presin la cual puede ser fija o ajustable, manual o automticamente. Otra instrumentacin y controles pueden suministrarse segn los especifique el clienteLos cambios en la presin y en la velocidad de la circulacin se sienten en todo el sistema de circulacin del pozo. El medidor o en su cabeza. Recin al conocer esto se ajusta cuidadosamente la calibracin del manifold hacia una posicin ms abierta. Si la presin de circulacin est demasiada baja, se usa el mismo procedimiento, con excepcin de que se ajusta el estrangulador hacia una posicin ms cerrada.Es un conjunto de vlvulas de dos o tres vas, que tienen manmetros, vlvulas de retencin y conexiones.Los objetivos del manifold son: Centralizar en un solo lugar el control de los pozos. Distribuir los pozos a diferentes separadores segn el pozo este siendo medido (pozo en prueba o produccin). Enviar la produccin de los dems pozos al separador general o a los separadores de grupo.2.- Golpeador de Liquido (Slugcatchers)Slugcatchers es un receptor babosa, es un recipiente con un volumen de tampn suficiente para almacenar las ms grandes babosas que se esperan del sistema de aguas arriba. El slugcatcher se encuentra entre la salida de la tubera y el equipo de procesamiento. Este, es una parte del sistema de tuberas de gas, es un equipo esencial en el terminal de recepcin de una planta de procesamiento de flujo multifase. La funcin especfica de un slugcatcher es la separacin de las fases gaseosa y lquida, as como el almacenamiento de los lquidos temporalmente. Los lquidos almacenados en el bfer se pueden drenar al equipo de procesamiento a un ritmo mucho ms lento para evitar la sobrecarga del sistema. Como las babosas son un fenmeno peridico, el slugcatcher debe vaciarse antes de que llegue la prxima bala. El gas que se enva para su posterior tratamiento en las instalaciones de tratamiento de gas aguas abajo de las tuberas.El slugcatcher se compone principalmente de dos compartimentos distintos: el primero incluye el separador gas - lquido bajo condiciones de flujo estacionario, mientras que la segunda consiste en el almacenamiento en el lquido recibido se acumula en condiciones de funcionamiento. Se garantizar el gas para llegar a las instalaciones aguas abajo como el lquido acumulado, se desplazar el gas existente en un patrn relativamente continua. El tamao de la slugcatcher debe ser determinado por el tamao de la babosa ms grande que es posible formar en la tubera.Slugcatchers se pueden utilizar de forma continua o bajo demanda. Un slugcatcher permanentemente conectado a la tubera ser amortiguar toda la produccin, incluyendo las babosas, antes de ser enviada a las instalaciones de manipulacin de lquidos y de gas. Esto se utiliza para predecir el comportamiento difcil de slugging encontrado en terrenos bateo, slugging hidrodinmica o de expansin en base slugging. Alternativamente, el slugcatcher, pueden ser anuladas durante el funcionamiento normal y poner en lnea cuando se espera que una babosa, por lo general durante las operaciones de rascado. Una ventaja de esta configuracin es que la inspeccin y mantenimiento en el slugcatcher se puede hacer sin necesidad de interrumpir el funcionamiento normal.Diseo SlugcatcherEl diseo apropiado del slugcatcher explica en gran medida a evitar problemas en los terminales de recepcin. Con el fin de evitar la aceleracin de la mezcla de gas / lquido, el dimetro de entrada de los tubos que entran en el colector del lingote debe ser el mismo que el de la tubera. Slugcatchers estn diseados en diferentes formas: Un tipo slugcatcher recipiente es esencialmente un recipiente convencional. Este tipo es simple en diseo y mantenimiento. Un tipo slugcatcher dedo, el receptor de babosas se compone de una serie de piezas largas de tubera que son paralelas e inclinadas con el fin de dar el volumen de retencin para el lquido. Cada uno de estas tuberas en el colector de babosa se conoce como dedos, que en conjunto forman el volumen de buffer. El extremo superior de las tuberas de descarga el gas mientras se descarga del extremo inferior del lquido. Una estructura slida y fundamento mantienen las tuberas a fin de apoyar el impacto de la bala.La ventaja de este tipo de slugcatcher es que los segmentos de tubera son ms fciles de disear para presiones altas, que se encuentran a menudo en los sistemas de tuberas, que un recipiente grande. Una desventaja es que su presencia puede llegar a ser excesivamente grande. A Loop slugcatcher Parking combina las caractersticas de los tipos de buques y el dedo. La separacin de gas / lquido se produce en el barco, mientras que el lquido se almacena en los estacionamientos dedos en forma de bucle. Un diseo bsico slugcatcher contiene el volumen de tampn para el gas y el lquido. Un sistema de control se utiliza para la salida controlada de gas y lquido a las instalaciones de procesado aguas abajo. La seccin de entrada est diseado para promover la separacin de gas y lquidos.Varios criterios y aspectos deben tenerse en cuenta al decidir sobre qu tipo de slugcatcher es ms factible para el campo en cuestin.El rendimiento como el manejo de la bala de entrada y las caractersticas de transporte diferenciar los dos tipos de receptores babosa. El rendimiento depende principalmente en el volumen de la babosa para ser manipulados, lo que se ha mencionado en la seccin anterior.Diferencias de los tipos de SlugcatchersLos costes de instalacin y el riesgo tecnolgico asociado deben ser considerados en la eleccin de la babosa de tipo receptor adecuado. Los costos de instalacin son mayores para un tipo dedo de un tipo de buque. El rea requerida para la instalacin del colector, el equipo responsable de la instalacin, el trabajo de campo y el tiempo de montaje son, as, todo ms alto para un dedo slugcatcher tipo. El tipo dedo se construye en un taller, pero necesita ser montado en el campo y luego se conecta al equipo existente. Sin embargo, el tipo de recipiente tambin se erige en un taller, pero slo necesita ser instalado en el campo y conectado al otro equipo. Esto puede explicar la diferencia en los costes de instalacin. Ambos tienen un riesgo asociado a la manipulacin de las operaciones, entonces esto no es un criterio que afectara mucho la decisin.Aplicaciones.- Un slugcatcher es usado para amortiguar la produccin, para tener una salida controlada de gas y lquido. Tambin es usado en la inspeccin de ductos. Tipos de SLUGTCATCHERS Slugcatcher horizontal (separador) Slugcatcher vertical (separador) SLUGCATCHER HORIZONTAL Puede dar la separacin de partculas pequeas (10 micrones) donde hay ms lquido y menor flujo de gas. tiles como separador de tres fases. Buena separacin de hasta de 5 a 700 barriles.

SLUGCATCHER VERTICAL til donde la separacin de partculas pequeas (10 micras) es necesario y el flujo de gas es grande en relacin al lquido. Buena separacin- tiles de hasta de 5 a 700 barriles.

3.- AeroenfriadoresLos aeroenfriadores son equipos en los cuales se retira calor de una corriente de proceso (en una operacin de enfriamiento y/o condensacin) usando aire como medio refrigerante. La mayor ventaja de estos equipos frente a los refrigerados por agua es que hacen innecesario todo el equipamiento que implica un circuito de agua de enfriamiento (torre, bombas, caeras, sistemas de tratamiento, etc.). Por esto, son la opcin obligada en plantas donde no existe o est colmada la capacidad de enfriamiento con agua.Este tipo de equipo es muy aplicado en toda la industria de procesos, petroleras, qumicas, plsticas, etc.Los mismos son fabricados en un todo de acuerdo con lo indicado en las normas API 661 y el cdigo ASME. Aptos para cualquier tipo de fluidos y presiones.Otros usos tpicos son como condensador de tope de las columnas de destilacin, para enfriar productos de salida de planta hacia tanques de almacenaje, como condensadores de ciclos frigorficos, como enfriadores interetapa y postenfriadores de compresores de gas, etc. Los aeroenfriadores se configuran en las llamadas bahas que constan de los siguientes componentes: Mazos de tubos: cada mazo es un conjunto de tubos aletados transversalmente por cualquiera de los distintos mtodos posibles (arrolladas, incrustadas, extruidas, etc.), cabezales de chapa soldada en calidad espesor segn las condiciones de diseo y soportes de tubos. Ventiladores: son de flujo axial y mueven el aire en sentido perpendicular a los tubos. Si se ubican impulsando el aire fro a travs de los mazos el equipo es de tiro forzado; si, en cambio, se ubican encima de los mazos aspirando el aire caliente, el equipo es de tiro inducido. Pleno: es el espacio cerrado que permite lograr un flujo de aire bien distribuido entre el ventilador y los tubos. Los hay de tipo transicin o de seccin recta Estructura: consta de las columnas y las vigas que soportan al resto del equipo4 y 5.- Separador Primario Trifsico (Tres Fases: Agua, Petrleo y gas) y Separador Primario Bifsico (Dos Fases: Gas y Lquidos).En la industria del petrleo y del gas natural, un separador es un cilindro de acero que por lo general se utiliza para disgregar la mezcla de hidrocarburos en sus componentes bsicos, petrleo y gas. Adicionalmente, el recipiente permite aislar los hidrocarburos de otros componentes indeseables como la arena y el agua, citadas a ttulo de ejemplo.Otras veces, cuando se utiliza en plantas de tratamiento este equipo se emplea para separar el glicol (que se usa como deshidratante del gas natural), de las naftas que se condensan dentro de las torres de absorcin; o, cuando entran en contacto con las aminas, que circulan en contracorriente con el gas natural para eliminar los componentes cidos, como el sulfuro de hidrgeno y el dixido de carbono.Las funciones que debe cumplir un separador son:1. Hacer una primera separacin de fases entre los hidrocarburos de la mezcla.2. Cuando el proceso de separacin ocurre entre la fase gaseosa y liquida, la funcin del separador ser: refinar el proceso de separacin mediante la recoleccin de partculas liquidas atrapadas en la fase gaseosa, y partculas del gas en la fase liquida.3. Liberar parte de la fase gaseosa que haya quedado atrapada en la liquida.4. Descargar por separado la fase liquida y gaseosa, que salen del separador, con el objetivo de evitar que se vuelvan a mezclar, lo que hara que el proceso de separacin sea de una baja eficienciaPara que un separador pueda cumplir con sus funciones debe satisfacer lo siguiente: Controlar la energa del fluido a la entrada del separador. Las tazas de flujo deben responder a ciertos rasgos de volumen. La turbulencia que ocurre en la seccin ocupada por el gas debe ser minimizada. Las salidas de los fluidos deben estar previstas de los controles de presin. Las regiones de acumulacin de slidos deben tener previstas la remocin de estas fases. El separador debe tener vlvulas de alivio El recipiente de ser provistos de manmetros, termmetros, controles de nivel, etc.Descripcin de Un SeparadorUn separador consta de las siguientes secciones: Separacin Primaria: comprende la entrada petrleo-agua-gas. La separacin en esta seccin se realiza mediante un cambio de direccin de flujo. El cambio en la cantidad de movimiento de fases a la entrada del separador genera la separacin gruesa de las fases. Esta zona incluye las boquillas de entrada y los dimetros de entrada tales como deflectoras o distribuidores.El deflector separa el petrleo del gas al forzar cambios de direccin y velocidad en la corriente de flujo. El ingreso cicln genera el mismo efecto con la fuerza centrfuga.Separacin Secundaria: est representada por la etapa de separacin mxima del lquido por efecto de gravedad. En esta seccin las gotas se separan principalmente por el efecto de gravedad por lo que la turbulencia del flujo debe ser minima. Para esto, el separador debe tener suficiente longitud. En algunos diseos se utilizan veletas o aspas alineadas para reducir an ms la turbulencia, sirviendo al mismo tiempo como superficies colectoras de lquido.La eficiencia de separacin en esta seccin, depende principalmente de las propiedas fsicas del gas y del lquido, del tamao de las gotas de lquidos suspendidas en el flujo de gas y del grado de turbulenciaSeccin de Extraccin de niebla: en esta parte del separador se utilizan el efecto de choque y/o la fuerza centrfuga como mecanismo de separacin. Mediante estos mecanismos se logra que las pequeas gotas de lquido, se colecten sobre una superficie donde se acumulan y forma gotas ms grandes, que se drenan a travs de un ducto hacia la seccin de acumulacin de lquidos o bien caen contra la corriente de gas a la seccin primariaEl dispositivo utilizado en esta seccin, conocido como extractor de niebla, est constituido generalmente por un conjunto de veletas o aspas; por alambre entretejido, o por tubos ciclnicos.Recoleccin de las Fases Liquidas: est constituida por la parte inferior del separador que acta como un colector, posee control de nivel mediante un flotador para manejar volmenes de lquidos obtenidos durante la operacin.Se clasifican en funcin de:1. Nmero de fases a separar Separadores Bifsicos Separadores Trifsicos2. Forma Geomtrica Separadores Verticales Separadores Horizontales Separadores EsfricosSe conoce como separadores trifsicos a los que se disean para separar tres fases (agua, petrleo y gas), es decir, tiene lugar por diferencia de densidades. Para esto se proporciona al lquido suficiente tiempo de residencia y se deposita en un espacio donde no hay turbulencia. Separan los componentes de los fluidos que se producen en un pozo petrolero.Adems de las secciones y dispositivos con que cuentan los separadores de lquido y gas, el separador de 3 fases tiene las siguientes caractersticas y accesorios especiales: a)Una capacidad de lquidos suficiente para proporcionar el tiempo de retencin necesario para que se separe el aceite y el agua. b)Un sistema de control para la interfase agua-aceite. c) Dispositivos de descarga independientes para el aceite y para el agua.Se les llama separadores bifsicos (cuando separan dos fases, como petrleo y gas o agua y petrleo). Siempre se deber especificar las fases que entran en juego.FORMA GEOMTRICASeparadores Horizontales Ventajas:1.-Tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales.2.-Son ms econmico que los verticales.3.-Son ms fcil de instalar que los verticales.4.-Son muy adecuados para manejar aceites con alto contenido de espuma. Para esto, donde queda la interfase gas-lquido, se instalan placas rompedoras de espuma.Desventajas:1.-No son adecuados para manejar flujos de pozos que contienen materiales slidos como arena o lodo, pues es difcil limpiar este tipo de separadores.2.-El control de nivel de lquido es ms crtico que en los se paradores verticales.Separadores VerticalesVentajas:1. Es fcil mantenerlos limpios, por lo que se recomiendan para manejar flujo de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material slido.2. El control de nivel de lquido n es crtico, puesto que se puede emplear un flotador vertical, logrando que el control de nivel sea ms sensible a los cambios.3. Debido a que el nivel de lquido se puede mover en forma moderada, son muy recomendables para flujo de pozos que producen por bombeo neumtico, con el fin de manejar baches imprevistos de lquido que entren al separador.4. Hay menor tendencia de revaporizacin de lquidos.Desventajas:1. Son ms costosos que los horizontales.2. Son ms difciles de instalar que los horizontales.3. Se necesita de un dimetro mayor que los horizontales para manejar la misma cantidad de gas.Separadores EsfricosVentajas:1.-Ms baratos que los horizontales o verticales.2.-Ms compactos que los horizontales o los verticales, por lo que se usan en plataformas costa afuera.3.-Son ms fciles de limpiar que los separadores verticales.4.-Los diferentes tamaos disponibles los hacen el tipo ms econmico para instalaciones individuales de pozos de alta presin.Desventajas:1.-Tienen un espacio de separacin muy limitado.2.- Dificultades con la fabricacin.6.- Filtros de AlgodnLa filtracin es una operacin unitaria donde se consigue la separacin de los slidos que se encuentran suspendidos en un medio lquido haciendo pasar a travs de un medio poroso, el cual va a retener las partculas slidas dejando pasar el lquido. Los slidos quedarn retenidos en funcin de su granulometra y segn sea el tamao de los poros. La importancia de la filtracin radica en el control y mitigacin del dao de formacin, proceso en el que se introducen slidos a la zona adyacente al pozo, produciendo una disminucin de la produccin del mismo, ocasionada por disminucin de la permeabilidad de este mismo sector.Mediante diferentes estudios se ha determinado que durante el proceso de terminacin o completamiento del pozo se genera dao a la formacin. Este dao es ocasionado por los slidos suspendidos en el fluido de completamiento; es por esta razn que se les aplica el proceso de filtracin.Estos lquidos son llamados fluidos de completamiento de terminacin o reparacin, se define como cualquier fluido que entre en contacto con la formacin productora durante la etapa de completamiento del pozo, hay muchas razones por las que se llevan a cabo los trabajos con estos fluidos. Entre ellas son la terminacin de un yacimiento en produccin, la terminacin de un nuevo yacimiento, la terminacin de mltiples yacimientos, el estmulo a los yacimientos existentes para que aumenten su produccin, o la reparacin de los problemas mecnicos que impidan la produccin.En la industria petrolera el proceso de filtracin de fluidos de completamiento se lleva a cabo con diferentes mtodos ente los cuales se usan tipos de cartuchos, en esta investigacin se desarrollaron dos tipos de cartuchos de filtracin de tipo encordado a partir de materiales orgnicos, que generan un medio filtrante apropiado a partir del diseo y la geometra del filtro.Los fluidos de completamiento ms utilizados son los de base agua como las aguas salobres y se clasifican de la siguiente forma:

La caracterstica de los fluidos de completamiento es por no tener slidos en su formulacin, el agua usada puede aportar slidos a la salmuera lo que hace indispensable la filtracin de las mismas, implementado con cartuchos de filtracin. La baja presencia de slidos la hacen ideal para mantener la permeabilidad del pozo y no taponar los poros.MetodologaProceso de produccin de filtrosSe fabricaron cartuchos de filtracin del tipo encordado con dos materiales diferentes, los cartuchos fabricados se desarrollaron con las especificaciones necesarias para ser aplicados a unidades de filtracin estndar de la industria petrolera. El proceso de encordado fue realizado por una maquina encordadora la cual enrolla el hilo en el ncleo filtrante.El diseo de los filtros consisti en variar la tensin y el desplazamiento del hilo al ser encordado, ambos parmetros manejables con la maquina diseada para encordar. El desplazamiento del hilo se variaba con el aumento o disminucin de la velocidad del eje de distribucin. En la etapa de desarrollo, las variables de diseo manipuladas permiti generar diferentes tipos de prototipo, de los cuales se seleccion el que tuviera mayor resistencia de encordado, lo cual permitira que sus hilos no se desacoplara del filtro, para que resistiera las presiones manejadas por las unidades de filtrado.MaterialesLos cartuchos desarrollados en esta investigacin, fueron fabricados a partir de algodn y fique (El fique es una fibra natural biodegradable con hojas en forma de pirmide triangular un poco acanalada, de color verde oscuro) como medio filtrante. El algodn es un material de muy buena absorbencia, con un buen comportamiento a la presencia de los solventes orgnicos utilizados en lo fluidos de completamiento. Su pH operacional concuerda con el de las salmueras y abarca rangos de temperatura elevados, suficiente para ser utilizado como medio filtrante.El material utilizado fue hilo, que es un algodn de nombre comercial pabilo de 1.92 mm de dimetro y que se caracteriza por poseer las siguientes caractersticas:

Entre otras propiedades del algodn se puede afirmar que su mdulo de elasticidad es de 4,98 a 10,92 GPa, resistencia traccin (MPa) 264-654 y alargamiento a rotura es de 3,0-7,0%. El fique fue utilizado en un dimetro de 0.92mm, se caracteriza por tener una composicin qumica de: cenizas: 1.58 %, fibras: 1.58 %, pentosas: 17.65 %, lignina: 15.47 % Celulosa: 62.70 %.El fique es un material de color habano, con un brillo opaco y una textura dura. Tiene resistencia ante los lcalis y disolventes orgnicos, ante los cidos tienen mal efecto y su reaccin ante los oxidantes es variable. Los hilos de fique utilizados en esta investigacin, son de una estructura de un cabo, biodegradable, con una densidad lineal de 210 m/kg, con resistencia mnima a la tensin de 59 kgf, su elongacin mxima a la tensin es del 7%, con buen comportamiento a altas temperaturas por sus propiedades trmicas.

Como soporte del medio filtrante se emple poli-clorur de vinilo PVC de in dimetro exterior de 3.3 mm y un dimetro interior 2.8 mm Con perforaciones de 0.598 mm 0.534 separadas a 0.6 mm en intercalado 0.5 mm. El rea del soporte es de 525 cm2 y el rea efectiva es de flujo es de 127.7 cm2 equivalente a 24 % del rea del ncleo filtrante. El ncleo filtrante fue reciclado de cartuchos de filtracin utilizados en la industria petrolera.Procedimiento De Fabricacin De Cartuchos EncordadosLa fabricacin de los cartuchos se realiz en un equipo diferente al utilizado por los filtros industriales, diferencia transmitida al encordado y al paso o distancia entre cuerda para un giro, es de resaltar que dicho paso se desarroll mediante el proceso de experimentacin buscando una geometra nica y resistente a las presiones manejadas que permitiera excelentes caudales de filtracin. El encordado fue realizado con una maquina diseada especialmente para tal fin, encordando fique y algodn ambos con forma de hilo. Los cartuchos tienen una longitud de 50.8 cm, con un dimetro interno de 2.8 cm y externo de 5.9 cm.Durante la fabricacin se aplica una tensin para mejorar el encordado del hilo, dicha tensin es generada por la friccin de dos platinas con el hilo una en la parte superior y la otra en la inferior. Las platinas son de forma circular y aplanada horizontalmente permitiendo que el hilo se ubique en el intermedio.La tabla 4. Presenta la tensin que se aplic a cada tipo de cartucho fabricado para las diferentes pruebas.

Procedimiento De Las PruebasLas pruebas se desarrollaron en el laboratorio, permitiendo obtener datos reales y comparables con los obtenidos con filtros industriales. Los equipos utilizados para las pruebas se relacionan a continuacin.La prueba de filtracin se realiz con una unidad de quince cartuchos, a temperatura ambiente, en promedio de 28C. El tipo de salmuera de las pruebas es de cloruro de sodio y formiato de sodio, con densidad de 11 lb/gal. Se prepara la salmuera con cloruro de sodio hasta 9 lb/gal de densidad, se adiciona formiato de sodio hasta alcanzar una densidad de 11 .lb/galDurante el proceso de filtracin se determina el comportamiento del caudal a partir de la presin, viscosidad del fluido y resistencia de la torta y el medio filtrante.La resistencia del medio filtrante es equivalente a la presin inicial al comenzar el proceso de filtracin. Los cartuchos fabricados de algodn son los que opusieron mayor resistencia inicial al filtrado.A continuacin se describir el comportamiento de las siguientes variables: volumen, caudal, presin y porcentaje de slidos retenidos extrados en las pruebas.ConclusionesEl fique como medio filtrante en los cartuchos encordados no presente buenos resultados de retencin de slidos y si excelentes rangos de caudal, volumen y presin, para el proceso de filtracin, demostrando que este material no puede ser aplicado al desarrollo de filtros encordados como nico material componente del medio filtrante de un filtro de cartucho encordado. Una mezcla de un material con excelente capacidad de retencin de slidos con el fique podr presentar muy buenos resultados.Los cartuchos encordados de algodn nos permiti determinar mejores resultados de retencin de solidos durante el proceso de filtracin, con un promedio del 58.2 % de retencin de solidos desde el inicio de la prueba hasta el final de esta.El algodn puede ser utilizado para la fabricacin de cartuchos de filtracin del tipo encordado, permitiendo desarrollar nuevas geometras de encordado, con diferente dimetro de hilo y valores de tensin de fabricacin.La retencin de slidos promedio para los cartuchos fabricados con fique fue menor al 25% de slidos retenidos y para los filtros de algodn oscilo entre 40% y 70%, lo cual nos permite concluir que el algodn es el elemento filtrante con ms aproximacin a los rangos obtenidos en la industria petrolera que pueden alcanzar hasta un 70% de retencin de slidos. A pesar de las limitaciones enunciadas en el apartado anterior, los resultados obtenidos proporcionan un indicio del comportamiento de las variables medidas durante las pruebas.