Mantenga su red de tuberías a la vista

En algunos casos, una interrupción también puede producirse por una actividad operativa específica, como el bombeo. La presión transitoria, también conocida como golpe de ariete, es relativamente común, aunque se trata de fluctuaciones de presión graves en los sistemas de agua a presión. Una forma de mitigar la gravedad de los transitorios de presión es modificar la forma en que se ponen en marcha y se detienen las bombas, así como cuándo, dónde y cómo se abren y cierran las válvulas.

Durante muchos años, el control de la presión se ha utilizado para detectar fenómenos hidráulicos, pero a menudo los datos pueden resultar abrumadores. A las empresas de agua les cuesta saber cómo utilizar la información para evitar roturas de tuberías y problemas similares. Afortunadamente, la monitorización inteligente de tubería está ayudando a cerrar esa brecha mediante la combinación de datos de presión de alta resolución con análisis avanzados.

Con el contexto adicional de los sistemas de información geográfica (SIG) u otros datos de la red, la supervisión inteligente de tuberías puede ayudar a las empresas de agua a educar a sus operadores y clientes sobre cómo calmar sus sistemas de distribución para reducir los problemas y prolongar la vida útil de los activos.

¡Oh, La presión!

En un sistema de agua a presión, un cambio brusco de caudal equivale a cambios bruscos de presión que pueden propagarse por toda la red. Si las bombas arrancan o paran demasiado bruscamente, o si fallan por problemas mecánicos o cortes de corriente, pueden producirse fenómenos hidráulicos por el cambio drástico del caudal de agua. Las operaciones agresivas de las válvulas también pueden desencadenar un episodio transitorio de presión.

Muchas empresas de agua también reconocen que existe una relación entre el comportamiento de los clientes y los transitorios de presión. Los usuarios comerciales o industriales, así como las plantas de tratamiento de aguas residuales, pueden provocar fenómenos transitorios accionando rápidamente bombas o válvulas cuando utilizan volúmenes significativos de agua para sus propias operaciones. En la mayoría de los casos, estos clientes desconocen por completo cómo su comportamiento afecta al sistema en general y cómo estas actividades pueden aumentar el riesgo para sus propias operaciones.

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Conociendo los tipos de comportamientos que pueden causar presiones transitorias es una cosa, pero localizar la fuente exacta dentro del sistema de distribución puede ser un reto. Históricamente, los transitorios de presión y los golpes de ariete se localizaban manualmente haciendo números o generando modelos de transitorios basados en montones de datos generados por registradores de presión.

Los sistemas de vigilancia inteligentes actuales realizan estos cálculos automáticamente. Sin embargo, para garantizar la precisión, el sistema de monitorización debe tener varias características clave:

1. Datos de alta resolución.

   Los distintos registradores de presión toman muestras a ritmos diferentes, y los índices de frecuencia de muestras de los sensores de presión de alta resolución para la monitorización de sistemas de agua varían mucho en el mercado, oscilando entre 1 muestra por segundo y 256 muestras por segundo. Para el análisis avanzado de fenómenos transitorios, suele ser necesaria una resolución de al menos 100 muestras por segundo (100 Hz) para detectar los transitorios de presión más graves, que pueden producirse en milisegundos. Esto genera una imagen de los cambios de presión de hasta una centésima de segundo y proporciona información útil sobre la forma de las ondas de presión. Algunos sistemas de monitorización inteligentes pueden utilizar este tipo de información para clasificar los transitorios en función de las formas de onda causadas normalmente por cambios operativos específicos, como el funcionamiento de bombas o válvulas, roturas de tuberías, etc. Es importante señalar que la frecuencia de muestreo afecta al consumo de energía y a los requisitos de transmisión o almacenamiento de datos, por lo que los usuarios deben tener en cuenta estas consideraciones.

2. Reloj de alta precisión.
   

   Para mantener su capacidad de marcar con precisión el tiempo los cambios de presión, los dispositivos de control inteligente deben comprobar constantemente la conexión celular o la señal GPS. Al asegurarse de que todos los dispositivos están sincronizados con la misma escala de tiempo, el sistema puede realizar análisis de tiempo de recorrido entre diferentes dispositivos que están captando el mismo evento. El resultado es la capacidad de localizar el origen de un fenómeno transitorio hidráulico.

3. Datos integrados del sistema.
   

   La presión se mueve de forma diferente en tuberías de tamaños y materiales específicos. Saber si un evento se produjo en una tubería de PVC de 12 pulgadas en comparación con una tubería de acero inoxidable de 10 pulgadas facilita la localización de la fuente exacta. Los datos del SIG y los datos operativos (como los tiempos de funcionamiento de las bombas) pueden cargarse normalmente en la plataforma de software de un sistema de monitorización inteligente para mejorar la precisión de los resultados analíticos.

Aunque no es necesario, tener acceso al sistema SCADA o a otros sistemas de datos operativos puede ser muy beneficioso. Permite a un sistema de supervisión inteligente cruzar los datos de presión con otros datos del sistema para determinar el culpable más probable de un transitorio. Si el suceso se puede rastrear hasta una estación de bombeo, por ejemplo, la empresa de agua puede investigar el funcionamiento de la bomba identificada para determinar por qué no funciona de forma óptima. ¿Se ha producido un corte de la bomba de emergencia? ¿El equipo de sobretensión no funciona como se esperaba? ¿Ha fallado una válvula?

Reducción del estrés en sistemas y operarios

La supervisión inteligente aporta dos grandes ventajas a una empresa de agua. La primera es una mejora operativa inmediata. Con la capacidad de ver dónde cambia la presión y por qué, los operadores pueden tomar medidas inmediatas para calmar el sistema y gestionar sus activos de la forma más eficiente.

La segunda es que previene proactivamente futuros impactos, como la rotura de tuberias. A medida que se reducen los transitorios y se gestionan de forma más óptima los activos del sistema, éste sufre menos tensiones, lo que a su vez reduce el número y la gravedad de las reparaciones. A largo plazo, esto alarga la vida de los activos, ahorra dinero y permite priorizar los recursos para las tareas más críticas.

La supervisión de tuberías de nivel superior contribuye a un enfoque eficaz de la gestión y el mantenimiento de un sistema de distribución. Cuando los operadores de agua comprenden la actividad transitoria en sus sistemas, pueden identificar dónde deben realizarse las inversiones en términos de actualizaciones de equipos o mejoras operativas. Al dar prioridad a los proyectos que proporcionarán el mayor valor, las empresas de agua pueden asignar sus valiosos fondos allí donde tienen más sentido.