Estudio del comportamiento metrológico de los contadores en abastecimientos de agua. Optimización de su gestión para la reducción de las pérdidas comerciales

Abstract

[EN] One of the major issues affecting water utilities is the high level of water losses. Nonrevenue water (NRW) is the difference between the amount of water put into the distribution system and the amount of water billed to consumers according to the International Water Association (IWA) standard water balance. The quantity of water lost, or NRW, is a measure of the operational efficiency of a water distribution system and high levels of NRW are indicative of poor governance and poor physical condition of the water distribution system. NRW consists of apparent or commercial losses, real losses and unbilled authorized consumption.Traditionally most of the efforts focused mainly on the real losses reduction. Commercial losses are the nonphysical losses in that no water is phycically lost from the distribution system and its principal component is the customer meter inaccuracy. As any other measuring device, a water meter is not a perfect instrument and when installed it is not capable of registering the exact amount of water consumed by a user. Depending on its construction technology, each water meter has specific measuring limitations. This means that a portion of the water consumed may not be registered and therefore not billed to the customer. As meter inaccuracies are recognised to be a critical component of apparent losses, it is important to quantify the magnitude of these measuring errors. The first aspect to be considered is that the error of a water meter is not constant and independent of the flow rate through the meter. Typically, at low flow rates, errors are larger and more sensitive to external variables while for medium and high flow rates only small variations appear. Thus, the difference between the amount of water registered by the meters installed in the field and the actual volume consumed is a function of two parameters: a) the water consumption patterns of the users, defined by their consumption flow rates distribution and b) the characteristic error curve of the meters. The weighted error of a meter, defined as the percentage difference between the actual consumption and the registered volume, can be obtained by combining these two parameters. Therefore, the parameter weighted error is a measure of the real field performance of a water meter when registering the water consumption of a given type of user. Determining both, the weighted error of new and worn domestic meters and how it changes with the time, is necessary in order to provide information that can be expected from water meters and to quantify the commercial losses level in order to control and optimize it.

[ES] Uno de los desafíos más importantes que debe afrontar cualquier empresa gestora del ciclo integral del agua, es la reducción de los elevados niveles de pérdidas de agua. El agua no facturada es la diferencia entre el volumen inyectado al sistema y el agua facturada a los abonados, de acuerdo al balance hídrico propuesto por la International Water Association (IWA). El nivel de las pérdidas de agua es un indicador de la eficiencia en la operación del sistema por lo que altos niveles de éstas revelan un estado deficitario de la infraestructura hídrica y al mismo tiempo una gestión deficiente. Los componentes que integran el agua no facturada son las pérdidas comerciales, las pérdidas reales y el consumo autorizado pero no facturado. Tradicionalmente todos los esfuerzos se han centrado en minimizar las pérdidas reales, pero en lo que a las pérdidas comerciales se refiere, aquellas que representan el volumen de agua realmente suministrado a los usuarios pero que por diferentes causas no es registrado, mucho es el camino aún por recorrer. El principal componente de las pérdidas comerciales son los errores de medición de los contadores. Como cualquier otro dispositivo de medición, los contadores de agua no son instrumentos perfectos y una vez instalados no son capaces de registrar la cantidad exacta de agua consumida por un usuario. Dependiendo de su tecnología de construcción, cada contador tiene limitaciones específicas de medición. Esto significa que una parte del agua consumida no puede ser registrada y por lo tanto no facturada al cliente. Visto que las inexactitudes de los contadores constituyen un componente crítico de las pérdidas comerciales, es importante cuantificar la magnitud de estos errores de medición. Un punto crucial a considerar es que el error de un contador de agua no es constante e independiente del caudal que circula a través de él. Por lo general, a caudales bajos, los errores son más grandes y más sensibles a las variables externas, mientras que para caudales medios y altos, las variaciones de error son más pequeñas. Por lo tanto, la diferencia entre el volumen de agua registrada por el contador y el volumen real consumido, depende directamente de dos parámetros fundamentales: el patrón de consumo del usuario y la curva característica de error del contador. Por lo tanto, el error medio ponderado es una medida del funcionamiento real de un contador de agua en uso, al registrar el consumo de agua de un tipo determinado de usuario. La obtención de los errores globales, tanto de contadores nuevos como de aquellos que están en uso, así como su evolución en el tiempo, es imprescindible para evaluar el comportamiento de los mismos y para cuantificar el nivel de las pérdidas comerciales, lo que permitirá optimizar su gestión y reducir las pérdidas comerciales.

[CA] Un dels desafiaments més importants que ha d'afrontar qualsevol empresa gestora del cicle integral de l'aigua, és la reducció dels elevats nivells de pèrdues d'aigua. L'aigua no facturada és la diferència entre el volum injectat al sistema i l'aigua facturada als abonats, d'acord amb el balanç hídric proposat per la International Water Association (IWA). El nivell de les pèrdues d'aigua és un indicador de l'eficiència en l'operació del sistema, pel que alts nivells d'aquestes revelen un estat deficitari de la infraestructura hídrica i al mateix temps una gestió deficient. Els components que integren l'aigua no facturada són les pèrdues comercials, les pèrdues reals i el consum autoritzat però no facturat. Tradicionalment tots els esforços s'han centrat a minimitzar les pèrdues reals, però pel que a les pèrdues comercials es refereix, aquelles que representen el volum d'aigua realment subministrat als usuaris però que per diferents motius no és registrat, molt és el camí encara per recórrer. El principal component de les pèrdues comercials són els errors de mesurament dels comptadors. Com qualsevol altre dispositiu de mesurament, els comptadors d'aigua no són instruments perfectes i una vegada instal¿lats no són capaços de registrar la quantitat exacta d'aigua consumida per un usuari. Depenent de la seua tecnologia de construcció, cada comptador té limitacions específiques de mesurament. Açò significa que una part de l'aigua consumida no pot ser registrada i per tant no facturada al client. Vist que les inexactituds dels comptadors constitueixen un component crític de les pèrdues comercials, és important quantificar la magnitud d'aquestos errors de mesurament. Un punt crucial a considerar és que l'error d'un comptador d'aigua no és constant i independent del cabal que circula a través d'ell. Generalment, a cabals baixos, els errors són més grans i més sensibles a les variables externes, mentre que per a cabals mitjans i alts, les variacions d'error són més xicotetes. Per tant, la diferència entre el volum d'aigua registrada pel comptador i el volum real consumit, depén directament de dos paràmetres fonamentals: el patró de consum de l'usuari i la corba característica d'error del comptador. Per tant, l'error mitjà ponderat és una mesura del funcionament real d'un comptador d'aigua en ús, al registrar el consum d'aigua d'un tipus determinat d'usuari. L'obtenció dels errors globals, tant de comptadors nous com d'aquells que estan en ús, així com la seua evolució en el temps, és imprescindible per a avaluar el comportament dels mateixos i per a quantificar el nivell de les pèrdues comercials, el que permetrà optimitzar la seua gestió i reduir les pèrdues comercials.