Un enfoque para la detección y localización de fugas en tuberías utilizando observadores de estado
Résumé
En este trabajo se propone un enfoque basado en observadores estado para detectar y localizar fugas en tuberías. El modelo de tubería está basado en las ecuaciones del Golpe de Ariete, las cuales se discretizan utilizando el método de diferencias finitas. El modelo de diferencias finitas utiliza como condiciones de frontera, la presión a la entrada de la bomba y la presión en el otro extremo de la tubería. Estas condiciones de frontera, producen una mejor representación del comportamiento dinámico de la tubería, tal como se evidencia en la comparación que se hace entre las simulaciones del modelo y los datos reales proporcionados por un banco de pruebas para fugas. Este modelo mejorado, puede utilizarse para estimar de manera directa el flujo de una fuga y la posición en la que se está presentando, usando solamente dos variables medidas: la presión en un extremo de la tubería y el flujo en el otro extremo. Las otras dos variables que son conocidas por el observador, se pueden tomar como valores constantes, ya que, son la presión a la entrada de la bomba y la presión atmosférica a la que descarga la tubería. Igualmente, se muestran los resultados obtenidos por el uso de dos observadores. El primero es un observador de Luenberger, el cual se utiliza sobre un modelo linealizado de la tubería y, un segundo observador del tipo Kalman extendido utilizado sobre el modelo no lineal de la tubería y, en el cual se usan dos enfoques, un primer enfoque que utiliza un coeficiente de fricción constante y un segundo enfoque que utiliza un coeficiente de fricción variable. Final-mente, se presentan conclusiones y recomendaciones.