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ANEXO III. HERRAMIENTA PREDATA

Esta herramienta para el tratamiento previo de series de datos se presenta en formato de

hoja de cálculo de Excel con una serie de Macros implementadas en el lenguaje de

programación Visual Basic. Dichas macros describen mediante una sucesión de instrucciones

dos procedimientos matemáticos básicos aplicados de amplia utilidad: promedio e interpolación.

La idea común entre ambos es que dado un conjunto de datos con un cierto intervalo de

tiempo entre ellos, pueda elegirse otro intervalo de tiempo cualquiera, de forma que se obtenga

una nueva serie de datos separados por el intervalo de tiempo elegido. Sin embargo, dicha nueva

serie de datos se obtiene de una forma u otra en función del procedimiento utilizado, siendo

ambos radicalmente diferentes.

USO DE LA HERRAMIENTA

En cuanto a la interfaz de la herramienta Excel, ésta se compone de tres hojas

principales:

Figura 45: Esquema de la herramienta preData.

Para el correcto funcionamiento de la herramienta, deben seguirse los siguientes pasos:

1. Introducir la serie original de datos en la hoja “Datos”.

En ésta, la primera columna corresponde a la fecha y hora (en formato dd/mm/aaaa

hh:mm:ss), la segunda columna y sucesivas (hasta un máximo de 99) corresponden a los

valores en sí.

Es importante asegurar que las columnas de esta hoja se encuentran vacías antes de

introducir la serie original, para evitar que los nuevos datos se mezclen con datos

existentes de ejecuciones previas y se produzcan errores.

2. Introducir el intervalo de tiempo deseado, en segundos, en la casilla “Paso de tiempo”

de la hoja “Control”.

Resaltar que en caso de que vaya a utilizarse la herramienta “Promediar”, este paso de

tiempo no puede ser menor que el intervalo de tiempo original.

CONTROL

•Se introduce el intervalo de tiempo deseado y se

elige el tipo de tratamiento a realizar

DATOS

•Se introduce la serie original de datos a tratar

RESULTADOS

•Se obtiene la serie de datos una vez tratada

137

3. Ejecutar el procedimiento elegido, clicando sobre el botón correspondiente “Promediar”

o “Interpolar” de la hoja “Control”.

4. Obtener la serie resultante en la hoja “Resultados”, donde la primera columna

corresponde a la fecha y hora (de nuevo en formato dd/mm/aaaa hh:mm:ss), y la

segunda y sucesivas a las series de datos ya tratados, en el mismo orden en que se

introdujeron.

A continuación, se detallan ambos procedimientos y se define su aplicabilidad,

mediante un ejemplo de aplicación.

PROMEDIO

En este caso, se toma como medida representativa del intervalo de tiempo elegido el

promedio de los valores en dicho intervalo. Es decir, la suma de las medidas (xi) dentro del

intervalo (j) marcado dividida por el número (N) de éstas:

∑

Ejemplo de aplicación

Se toman, por ejemplo, las medidas de la temperatura del agua a la entrada de un

evaporador, de un cierto día de junio, en intervalos de 5 minutos, y se aplica el procedimiento

promediar, eligiendo como intervalo de tiempo 1 hora:

Figura 46: Comparación entre serie de datos real y promediada cada hora.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00

Serie real Serie promediada (1h)

138

Se observa cómo al aplicar este procedimiento, se eliminan las oscilaciones de la

medida real, conservando la integral bajo la curva. Es decir, se reduce el número de datos a

manejar, disminuyendo con ello el tiempo de cálculo y simplificando su tratamiento posterior,

pero manteniendo constante la suma total de éstos.

Si vuelve a aplicarse, eligiendo esta vez un intervalo de 15 minutos:

Figura 47: Comparación entre serie de datos real y promediada cada 15 minutos.

Se observa cómo al disminuir el intervalo de tiempo deseado entre medidas, la serie

promediada se aproxima a la serie real cada vez más, siendo el intervalo de tiempo más pequeño

posible el original.

En caso de que se necesite un intervalo de tiempo menor al original, debe utilizarse la

herramienta interpolar, que se basa en un concepto totalmente diferente.

INTERPOLACIÓN

En este caso, se toman medidas puntuales de la serie, separadas por el intervalo de

tiempo deseado. Es decir, no se obtiene una medida representativa de un periodo concreto, si no

de un instante concreto.

Para ello, se comprueba si se dispone de una medida real en el instante deseado, si

existe, se toma ésta como valor final, si no, se realiza una interpolación entre los valores anterior

y posterior existentes.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00

Serie real Serie promediada (15min)

139

Por ejemplo, se supone que se tiene una serie de datos real con unos ciertos valores

tomados en intervalos variables, y que se quiere obtener una nueva serie con valores cada 15

minutos, empezando a las 00:00 (ver figura posterior). El valor inicial coincide con un valor

existente, luego se toma éste tal cual. El siguiente valor correspondería a las 00:15, donde no

existe ningún valor. En este caso, se tomarían los valores justo anterior y posterior, y se

realizaría una interpolación lineal entre ambos, obteniendo con ello un nuevo punto en el

instante deseado:

Figura 48: Ejemplo de interpolación.

El valor interpolado (xi) se obtiene como:

[

] [ ]

Donde ti corresponde al instante deseado y ti-1 y ti+1 corresponden a los instante justo

anterior y posterior al deseado, en los que se dispone de unas ciertas medidas xi-1 y xi+1.

Ejemplo de aplicación

Se toman, de nuevo, las medidas de la temperatura del agua a la entrada de un

evaporador, de un cierto día de junio, en intervalos de 5 minutos, y se aplica ahora el

procedimiento interpolar, eligiendo como intervalo de tiempo 1 hora:

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0:00 0:05 0:10 0:15 0:20 0:25 0:30

Datos reales Valor interpolado

140

Figura 49: Comparación entre serie de datos real e interpolada cada hora.

Si se ejecuta de nuevo el programa para un intervalo de 15 minutos, se obtiene:

Figura 50: Comparación entre serie de datos real e interpolada cada 15 minutos.

Se observa como también al disminuir el intervalo de tiempo (paso de tiempo) deseado

la serie interpolada se aproxima cada vez más a la serie real.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00

Serie real Serie interpolada (1h)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0:00 6:00 12:00 18:00 0:00

Serie real Serie interpolada (15min)

141

Cabe destacar que la metodología es válida para obtener una serie de medidas en un

paso de tiempo inferior al de monitorización, como muestra la figura inferior:

Figura 51: Comparación entre serie de datos real cada hora e interpolada cada 15

minutos.

Por ello, la utilidad de esta herramienta radica en su capacidad para solventar problemas

en la medición del tipo: series de datos irregulares, tiempo de muestreo variable… cuando se

desee tener una serie de datos distribuidos de forma uniforme en el tiempo durante el periodo de

monitorización.

15

15.5

16

16.5

17

17.5

18

0:00 1:30 3:00 4:30 6:00

Serie interpolada Serie real