Monitoreo confiable de aguas subterráneas y superficiales en Rumania

Monitoreo confiable de aguas subterráneas y superficiales en Rumania

Se requiere un sistema de control sin interrupciones con función de alarma para realizar mediciones precisas del nivel del agua y realizar pronósticos confiables sobre el suministro de agua potable, así como para anticipar inundaciones. Junto con su socio MDS Electric Srl, STS ha implementado un sistema integral para la gestión de aguas subterráneas y superficiales en Rumania.

Rumanía extrae la mayor parte de su agua potable de aguas superficiales como el Danubio, así como de los recursos hídricos subterráneos. Por tanto, una buena gestión de estos recursos naturales es de gran importancia.

Para salvaguardar el suministro de agua potable y protegerse de las inundaciones, la nación ha invertido en una infraestructura integral de medición hidrológica.

Figura 1: Punto de medición de agua subterránea 

En colaboración con su socio rumano, MDS Electric Srl, se han instalado más de 700 registradores de datos y más de 350 sistemas de transmisión de datos en todo el país en los últimos años, también en áreas remotas. Por esta razón, la inversión principal fue en instrumentos de medición operados por baterías, que monitorean la situación actual en los ríos de la región del Danubio y también los recursos de agua subterránea en todo el país.

Soluciones de medición específicas para requisitos 

Esta fue una empresa compleja, ya que cada una de las sondas sumergibles y sistemas de transmisión de datos desplegados requirió una evaluación e intervención diferente para cumplir con sus respectivas condiciones. En este caso, también era indispensable una función de alarma automática, en caso de que se superaran los valores límite predefinidos.

El control permanente de los niveles de agua en nodos importantes del suministro de agua potable, así como en los ríos de la región del Danubio, depende de una multitud de requisitos:

  • Una transferencia de datos automatizada y confiable a través del protocolo M2M
  • Función de alarma automática cuando se excede el valor límite
  • Monitoreo del nivel y la temperatura del agua, así como la temperatura ambiente en algunos casos
  • Una solución de servidor con funciones para visualizar, evaluar y procesar los datos medidos, así como la base de datos integrada
  • Fácil instalación y mantenimiento.
  • Servicio de soporte in situ

Para la implementación de este proyecto a gran escala, STS optó por las mediciones de presión y temperatura para los registradores de datos DL / N 70 y WMS / GPRS / R / SDI-12 o, según los requisitos, el DTM.OCS.S / N Transmisor de datos digitales con interfaz Modbus para garantizar una medición de nivel de agua de alta precisión con una precisión del 0,03 por ciento en puntos críticos.

En asociación con nuestro socio local MDS Electric Srl, STS pudo realizar todo el sistema de monitoreo del nivel de agua desde una sola fuente. Cada punto de instalación fue evaluado in situ por expertos de MDS Electric Srl y STS, con el fin de instalar una solución personalizada en cada uno de esos puntos de medición individuales. También se garantiza la estabilidad a largo plazo de la tecnología de medición de presión implementada. El transmisor Modbus DTM.OCS.S / N sobresale en esta área con una excelente estabilidad a largo plazo de menos del 0.1 por ciento de error total por año. Debido a su bajo consumo de energía y diseño robusto, este sensor funciona en gran parte sin mantenimiento durante años.

Más ventajas del DTM.OCS.S / N en resumen:

  • Rango de presión: 200 mbar … 25 bar
  • Precisión: ≤ ± 0,15 / 0,05 / 0,03% FS
  • Temperatura de funcionamiento: -40… 85 ° C
  • Temperatura del medio: -5… 80 ° C
  • Interfaz: RS485 con Modbus RTU (protocolo estándar)
  • Implementación simple en sistemas Modbus existentes
  • Fácil ajuste de span y offset
Monitoreo de nivel hidrostático de tanques en base piezorresistiva

Monitoreo de nivel hidrostático de tanques en base piezorresistiva

La medición de la presión hidrostática es uno de los métodos más confiables y simples para monitorear el nivel de llenado en tanques que transportan líquido. A continuación, explicamos cómo funciona el monitoreo de nivel hidrostático y qué deben considerar los usuarios aquí.

En la medición de nivel hidrostático, se debe medir el nivel de llenado de un líquido en un recipiente. En este caso, se mide la fuerza del peso que actúa sobre el transductor de presión instalado en el fondo del contenedor. La fuerza de peso en este contexto se denomina columna de líquido. Aumenta en proporción al nivel de llenado y actúa como presión hidrostática en el instrumento de medición. La gravedad específica del fluido siempre debe tenerse en cuenta en el monitoreo del nivel hidrostático. Por tanto, la altura de llenado se calcula con la siguiente fórmula:

h = p / sg

En esta fórmula, h representa la altura de llenado, p la presión hidrostática en la base del tanque y sg es la gravedad específica del líquido.

La cantidad real de fluido no juega ningún papel en la monitorización del nivel hidrostático, ya que solo la altura de llenado es decisiva. Esto significa que la presión hidrostática es idéntica en un tanque de 200 litros que se estrecha hacia su base y en un tanque de lados rectos que contiene 150 litros de líquido, siempre que el líquido y la altura de llenado sean idénticos (3 metros, por ejemplo).

La aplicación más simple de la medición de la presión hidrostática es cuando el líquido en cuestión es agua, ya que aquí se puede descartar por completo la gravedad específica. Cuando se trata de un fluido que no es agua, el transmisor de presión debe escalarse correspondientemente para compensar la gravedad específica de ese líquido. Una vez hecho esto, se puede determinar el nivel de llenado, como con el agua, mediante la presión hidrostática en el fondo del tanque. Se vuelve más complicado cuando se utilizan diferentes líquidos en un solo tanque. En este caso, no solo se debe medir la presión hidrostática en el fondo del tanque, sino también la gravedad específica del fluido respectivo. Dejaremos de lado el último caso en este punto y en su lugar consideraremos la medición de la presión hidrostática tanto en tanques cerrados como abiertos.

Medición de presión hidrostática en tanques abiertos y cerrados

Con tanques abiertos, no importa si están sobre el suelo o dentro de él, siempre que tengan una abertura que proporcione una presión de aire equilibrada dentro y fuera del tanque. La medición de la presión hidrostática se puede realizar sin más ajustes en el fondo del tanque. Si la medición en el fondo del tanque no es posible, el nivel de llenado también se puede encontrar por medio de una sonda sumergible , que se alimenta al tanque con un cable desde arriba.

En tanques cerrados, a menudo prevalecen presiones de gas más altas que en la atmósfera que rodea el tanque. Esta capa de gas sobre el líquido aumenta la presión sobre el propio líquido. Como resultado, el líquido puede fluir más rápidamente y también hay menos pérdidas debido a la evaporación. Por lo tanto, los tanques sellados al aire ambiente se utilizan frecuentemente en las industrias petrolera y química. La capa de gas que empuja el líquido hacia abajo también actúa indirectamente sobre el transductor de presión en el fondo del tanque y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta para determinar el nivel de llenado correcto (un nivel de llenado superior al real se indicaría mediante este presión). En contenedores cerrados, por lo tanto, deberían medirse dos presiones: la presión del gas y la presión en el fondo del tanque. La presión hidrostática del fluido resulta de la diferencia entre la presión de gas medida y la presión medida en la base. Esta diferencia se puede convertir en una indicación del nivel de llenado del tanque. Para este tipo de aplicación, generalmente se utiliza un sensor de presión diferencial.

Observaciones finales

En el control del nivel hidrostático de los tanques, siempre se deben considerar dos factores: el tipo de fluido y el tipo de tanque. La aplicación más sencilla sería la monitorización de los niveles de agua en tanques abiertos, ya que no es necesario realizar ajustes para esta constelación. Sin embargo, si se trata de un líquido diferente, entonces también debe tenerse en cuenta la gravedad específica de ese líquido. Además, debe seleccionarse un instrumento de medición que pueda soportar las propiedades del medio en cuestión. Mientras que para la mayoría de los líquidos el acero inoxidable es suficiente como material de carcasa, los medios altamente corrosivos también pueden requerir diferentes materiales.

Monitoreo de nivel para control de bombas en tanques de aguas pluviales y aguas residuales

Monitoreo de nivel para control de bombas en tanques de aguas pluviales y aguas residuales

El suministro de agua y la eliminación de aguas residuales varían según las condiciones locales. En los edificios belgas, muchos sótanos están situados a mayor profundidad que el sistema de alcantarillado. Por lo tanto, la eliminación de aguas residuales aquí debe ser regulada por bombas.

La empresa belga Pumptech proporciona a los propietarios y cuidadores potentes bombas industriales, a través de las cuales se regula parcialmente la circulación del agua dentro de los edificios. Esto es esencial en varias regiones de Bélgica, porque los sótanos de los edificios a menudo se encuentran debajo del sistema de alcantarillado.

Sin embargo, dado que estas aguas residuales no pueden fluir directamente al sistema de alcantarillado, se almacenan temporalmente dentro de los tanques. El agua de lluvia también se recoge a menudo en estos edificios y luego se utiliza para instalaciones sanitarias. El agua de lluvia que golpea el techo se introduce en tanques subterráneos donde permanece disponible para su uso posterior. Como agua residual, finalmente fluye a los tanques de aguas residuales separados, desde donde luego se bombea al sistema de alcantarillado.

Ya sea en estos tanques de aguas residuales o pluviales, la monitorización de los niveles es fundamental para un funcionamiento regulado de las bombas. Para ello, Pumptech ha estado utilizando ATM.ECO/Nsondas sumergibles desde hace 15 años. Originalmente, el control de nivel se realizaba aquí mediante interruptores de flotador. Con el tiempo, resultó que esta era una solución insatisfactoria, especialmente en lo que respecta a los tanques de aguas residuales. La gran desventaja de los interruptores de flotador en comparación con las sondas de inmersión es que se ensucian rápidamente debido a las impurezas que flotan en la superficie del agua y entonces ya no funcionarán correctamente. Esto puede tener consecuencias de gran alcance, ya que las bombas mismas se controlan midiendo el nivel de llenado. Por lo general, hay dos o tres bombas dentro de los tanques. Cuando se excede un nivel predeterminado, la primera bomba comienza a funcionar y la segunda bomba se activa en el siguiente nivel fijo. Las alarmas también se pueden activar si se alcanzan ciertos límites

Las sondas sumergibles, que generalmente se instalan en el fondo del tanque , no son particularmente susceptibles a la contaminación por agua. Una vez que Pumptech había probado varios proveedores, su elección finalmente recayó en la sonda de nivel analógica ATM.ECO/N de STS, ya que estos cumplían mejor con sus requisitos en comparación con los competidores en lo que respecta a la estabilidad requerida a largo plazo. Desde entonces, estos controles de bombas han estado funcionando sin incidentes.

Las sondas de inmersión ATM.ECO/N cuentan con una membrana completamente sellada de acero inoxidable de alta calidad. Un filtro de humedad en el cable de conexión de presión también evita que el agua u otros contaminantes entren en su celda de medición. Otra ventaja es el tiempo de reacción mucho mejor en comparación con la solución de interruptor de flotador anterior, que ahora permite a los usuarios ver de inmediato lo que está sucediendo dentro de los tanques.

Puede encontrar la hoja de datos de la sonda de nivel ATM.ECO/N aquí.