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Protejamos nuestras redes (II): sistema de alerta y medición en línea de la contaminación

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  • Protejamos nuestras redes (II): sistema alerta y medición línea contaminación

Un Sistema de Alerta de Contaminación debe, por una parte, ser teóricamente capaz de detectar un amplio espectro de contaminantes en áreas significativas del sistema de distribución proporcionando la alerta con el tiempo suficiente para mitigar sus impactos y, por otra parte, ser capaz de gestionar la respuesta frente a dicho incidente.

Desde el punto de vista de la supervisión de la red y detección de incidentes, el sistema puede integrar varios componentes diferentes:

  • Calidad del agua en la red: mediante medidores en tiempo real de los principales parámetros - pH, conductividad, cloro libre, turbidez o carbono orgánico total – que permiten la detección de un elevado número de contaminantes, o bien mediante sensores específicos más avanzados.
  • Atención a los usuarios: normalmente relacionadas con el sabor, olor o apariencia del agua, proporcionan información útil sobre la posible existencia de incidentes de contaminación o incluso del origen de la contaminación si se gestionan de una forma adecuada y automatizada.
  • Información sanitaria: las incidencias en los servicios médicos de atención primaria, las llamadas a los servicios de emergencias asociadas a intoxicaciones o el aumento de ventas de ciertos medicamentos en zonas (antidiarreicos, por ejemplo) pueden ser integradas en el sistema como indicadores de Alertas.
  • Vigilancia mejorada: mediante sistemas anti intrusión o cámaras de vigilancia que permitan detectar los posibles accesos no autorizados a puntos críticos de la red de cara a prevenir la contaminación de la misma.

La información sobre la calidad de las aguas en la red combinada o no con el resto de informaciones y con los datos de operación de la propia red, puede ser gestionada a través de aplicaciones informáticas que permiten, mediante análisis estadísticos o modelizaciones matemáticas, generar las alarmas ante posibles eventos de contaminación, activando de esta forma los protocolos de actuación (toma de muestras y analíticas de confirmación, corte de sectores y recuperación de los mismos) necesarios para completar el Sistema de Alerta de Contaminación.

La Monitorización de la Calidad del Agua en la red de distribución unida a las herramientas de análisis y gestión de la información producida por los sensores dan lugar a lo que se denomina, de forma global, Sistema de Monitorización de la Contaminación del agua o Sistema de Detección de Eventos.

Monitorización en línea de la calidad del agua

La información sobre la calidad de las aguas en la red combinada o no con el resto de informaciones y con los datos de operación de la propia red, puede ser gestionada a través de aplicaciones informáticas

La presencia de contaminación en una red de distribución de agua potable tiene el potencial de causar daños a la ciudadanía e incluso a las infraestructuras de la misma. Los incidentes de contaminación pueden deberse a causas accidentales (fallos en el tratamiento, conexiones cruzadas o catástrofes naturales, por ejemplo) o ser intencionales (actos de terrorismo).

Un sistema de monitorización en línea de la calidad del agua puede detectar estos incidentes permitiendo que la empresa gestora aísle las áreas afectadas e implemente, si fuera necesario, las medidas correctoras necesarias.

La monitorización en línea de la calidad del agua en una red de distribución es uno de los elementos básicos de cualquier sistema de alerta temprana de contaminación, si bien debe complementarse con otros elementos como la vigilancia de las instalaciones, la coordinación con la información sanitaria o la gestión de las quejas de los usuarios para la detección de los incidentes de contaminación y, por supuesto, con los procedimientos de investigación y gestión de los posibles incidentes.

Debido a la variabilidad respecto a la ocurrencia y la naturaleza de los posibles incidentes de contaminación, el diseño de un sistema de monitorización presenta los siguientes retos:

  • Resulta imposible predecir el contaminante que causará el incidente de polución. Por ello, y para ser efectivo, un sistema de monitorización debe ser capaz de detectar un amplio rango de contaminantes. Es por esta razón por la que, de forma general, se utilizan parámetros (subrogados) cuya variación puede ser asociada a un rango elevado de contaminantes.
  • Los incidentes de contaminación pueden producirse en cualquier punto de la red, por lo que los sistemas deberían abarcar la mayor cantidad posible de la misma.
  • Los incidentes de contaminación son normalmente transitorios -ocurriendo durante cortos periodos de tiempo-, de manera que resulta importante la rápida detección de los mismos.
  • Los incidentes de contaminación son raros pero su impacto puede ser significativo, por lo que los sistemas de monitorización deben de ser fiables.

Un sistema de monitorización en línea debe de tener como objetivo funcional principal proporcionar una información fiable que permita la toma de decisiones. Específicamente, el personal de operación debe de ser capaz de interpretar la diferencia entre la variabilidad habitual del agua y los cambios anormales que indican que debe tomarse una acción de respuesta. El cumplimiento de este objetivo funcional puede evaluarse mediante indicadores como pueden ser el número mensual de falsas alarmas, la precisión de los datos o la completitud de los datos.

Adicionalmente, un sistema de monitorización debe proporcionar una fiabilidad operacional asociada a la existencia de averías del sistema y a los tiempos de reparación de las mismas, además de presentar sostenibilidad, entendiendo como tal el equilibrio entre los beneficios obtenidos del uso del sistema frente al coste y el esfuerzo de la operación del mismo. Evidentemente, la sostenibilidad de un sistema de monitorización orientado a la prevención de eventos de contaminación resulta más difícil de evaluar que, por ejemplo, los de un sistema orientado a la optimización del uso de reactivos, ya que la cuantificación de las consecuencias evitadas por la detección de los eventos de contaminación, son, en muchos casos, de carácter no económico.

Un sistema de monitorización en línea debe de tener como objetivo funcional principal proporcionar una información fiable que permita la toma de decisiones

Antes de procederse al diseño de un sistema de monitorización de la calidad debe analizarse la red de distribución contemplando, en la medida de lo posible, los siguientes aspectos:

  • Modelos hidráulicos y de calidad: para entender los flujos de agua y los distintos aspectos de conectividad de la misma e, incluso, la variación de parámetros de calidad, como el cloro residual, a lo largo de la red.
  • Especificaciones de elementos de almacenamiento de la red: en ausencia de modelos específicos hidráulicos o de calidad es necesario conocer estos aspectos para evaluar mínimamente la conectividad y funcionalidad de la red.
  • Puntos de medida de caudal y de calidad: que pueden utilizarse para validar los modelos y como complemento al sistema de monitorización a implantar, ya que proporcionarán información básica para la evaluación de la variación de los parámetros de calidad.
  • Registros de incidentes de calidad previos: que proporcionan la localización y naturaleza de los problemas de la red, el impacto en la calidad, los instantes y la duración y otra información de gran utilidad para el desarrollo del sistema de monitorización.
  • Quejas de los usuarios: que permiten conocer los problemas detectados en la red (olores, color del agua, etc.) e incluso la extensión y potenciales causas de los mismos.
  • Históricos de calidad: en los distintos puntos de entrada a la red y a lo largo de la misma para permitir evaluar el funcionamiento de la red desde el punto de vista de calidad (cloro residual, etc.).
  • Estudios específicos: de trazadores, de nivel de corrosión, del estado de las conducciones o de la presencia de hierro, por ejemplo, que pueden proporcionar información del funcionamiento de la red y de sus problemas potenciales.

El diseño de un sistema de monitorización en línea debe de incluir varios elementos diferenciados:

  • Localización de estaciones de control: normalmente requiere un equilibrio entre la localización ideal de las estaciones y las consideraciones de instalación como accesibilidad, seguridad, condiciones ambientales y presupuesto.
  • Parámetros de control: dependen de la combinación de objetivos a cumplir por el sistema, ya que, si bien puede diseñarse con el único objetivo de controlar posibles contaminaciones, también puede servir para controlar la dosificación de reactivos, los niveles de corrosión u otros aspectos de optimización y control de la red.
  • Estaciones de control: dependerán de los parámetros a medir y de las características de los emplazamientos seleccionados, de su accesibilidad, de su abastecimiento eléctrico y de sus comunicaciones.
  • Sistema de información y análisis: encargado de recibir, procesar y analizar la información recibida de las estaciones de medida. Además, deberá ser capaz de generar las alarmas y notificaciones al personal de control cuando se detecten anomalías en la red.
  • Procedimientos de investigación de alarmas: el sistema debe incluir los procedimientos necesarios para verificar y tomar las medidas necesarias o descartar las posibles alarmas producidas por el sistema de información, de forma que la información obtenida en el proceso de investigación pueda incorporarse al sistema de análisis.

Si bien todos estos elementos son importantes para el desarrollo de un sistema de monitorización de la calidad, resulta evidente que, junto con los parámetros a medir y sus ubicaciones, es el sistema de información y análisis el elemento diferenciador de este tipo de sistemas y el motor de los mismos.

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