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SISTEMA SCADA PARA LA OPTIMIZACION DEL SERVICIO Y ABASTECIMIENTO DE AGUA

Alumno: Gabriel PereyraCarrera: Ing. en Sistemas

Unidad Académica Caleta Olivia.Universidad Nacional de la Patagonia Austral.

Cátedra: Seguridad Higiene y Gestión AmbientalDocente: Lic. Jorge Varas

RESUMEN: El presente trabajo pretende mostrar una solución alternativa respecto a optimizar el servicio y abastecimiento de agua en la localidad, en el marco de la asignatura Seguridad Higie-ne y Gestión Ambiental. La propuesta parte de la prevención de accidentes e incidentes de seguri-dad a partir de un sistema de supervisión y control de datos que se utilizara para controlar medi-ciones físicas en cañerías presurizadas, como también el monitoreo y control de apertura y cierre de válvulas. La implantación del sistema implica la realización de un proyecto de ingeniería que involucra un trabajo en conjunto en disciplinas como seguridad, ingeniería en sistemas e ingenie-ría electromecánica. Se esperan importantes beneficios, tanto en el mantenimiento como en la pla-nificación de tareas futuras relacionadas al suministro y reparación de cañerías.

Palabras clave: Prevención, Seguridad, Agua, Acueducto, Población

Introducción

La creciente demanda del recurso hídrico junto al desgaste y constantes roturas ha impulsado la realización de una propuesta de mejora en el ámbito del servicio y abastecimiento de agua potable en la ciudad. La propuesta implica el diseño e implementación de un sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) que permita incorporar importantes beneficios. Tanto las características del software como la importancia de su utilidad hacen del mismo un sistema crítico que debe expresar un diseño siguiendo un Plan de Prevención de Riesgos y Accidentes. Como consecuencia de la realización del sistema se espera un adecuado mantenimiento y planificación de trabajos que en su conjunto conllevan a prolongar la vida útil de cañerías y mejorar el servicio y abastecimiento. La propuesta parte de incorporar, entre otros aspectos, el control de apertura y cierra de válvulas de manera automática, control de presión, control de caudal, como también, control de protección catódica. El sistema deberá estar diseñado para controlar los parámetros normales de cada medición física como también la correspondiente alarma y activación de sistemas de emergencia que permitan evitar cualquier eventualidad mayor, como cerrado automático de válvulas o la activación de las correspondientes válvulas de alivio de presión.

1. Marco de referencia

La realización del sistema tiene una fuerte relación con evitar accidentes como consecuencia de diversos factores y prolongar la vida útil de toda la infraestructura, destacando fundamentalmen-te la importancia la prevención en sistemas críticos. En estos sistemas, la falla se traduce en pérdi-das de vidas humanas, económicas y medioambientales [1]. En este caso, se trata de prevenir principalmente el desabastecimiento y mayores daños que puede causar la falta de suministro de agua a la población.

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Actualmente el agua se ha convertido en un recurso vital y estratégico para el desarrollo de cualquier región. Si se tiene en cuenta que el 2,5% del agua total del plantea es agua dulce, y que solo el 0,01 % del total está disponible en lagos y ríos para satisfacer los requerimientos de los ecosistemas y los seres humanos, se puede tener una dimensión de la importancia como un recurso fundamental y como el más valioso del planeta [2]. Siendo además un recurso vulnera -ble, donde su uso y manejo no sustentable contribuye al deterioro de su calidad y cantidad. El desarrollo de actividades productivas está en función de la disponibilidad y calidad del recur-so. Además de ser un elemento vital, el acceso y control es fuente de poder y conflictos sociales, incluyendo conflictos entre países como es el caso de la represa de Itaipu entre Brasil y Para -guay [3]

2. Resultados, análisis y discusión

2.1. Materiales y método

La vida útil de la infraestructura se basa en torno a 2 factores: la protección catódica y un siste-ma de activación de válvulas de alivio, reductoras de presión, y de apertura/cierre automática. La coordinación y control de estos factores será realizado por el sistema SCADA el cual debe controlar mediciones físicas en tiempo real.

Las principales fuentes de abastecimientos provienen de Cañadón Quintar y el lago Mus-ter . Siendo esta última la más crítica respecto al caudal y presión de trabajo [4]. La propuesta parte de incorporar un sistema SCADA que permita controlar mediciones de protección catódi-ca, valores de presión, caudal y cortes de energía. Donde dados determinados valores de trabajo normal el sistema sea capaz de actuar si alguno de ellos difiere.

Análisis de Peligros y Riesgos

Como primera medida, se debe realizar un análisis de diversos factores que pueden producir efectos no deseados como puede ser el corte de energía eléctrica que detendría bruscamente las bombas presurizadoras. El análisis de peligros y riesgos, es fundamental para determinar facto-res o situaciones que pueden traer graves consecuencia, una de ellas es el cierre brusco de una válvula, lo que provoca el efecto hammer o golpe de ariete [5].

Como la propiedad del agua  es no compresible, al cerrar bruscamente una válvula  en el extremo de una tubería de cierta longitud, las partículas de fluido que se han detenido son empu-jadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen aún en movimiento. Este choque de partículas de agua provoca un aumento de la presión a valores elevados y puede perjudicar toda la infraestructura desde cañerías hasta válvulas deteriorando su vida útil.

La protección catódica también es otro factor a tener cuenta, tratándose de cañerías que utilizan estructura de hierro, dado que en otros tipos de materiales no se aplicaría. Esta protec-ción es una técnica de control de la corrosión que se aplica en el mundo entero en instalaciones de ductos para transportar petróleo, productos terminados, agua, etc. así como en tanques de al -macenamiento, cables eléctricos, telefónicos enterrados y otras instalaciones metálicas [6]

Análisis de Causas

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A partir del análisis de peligros y riesgos establecidos se debe debería trabajar en el análisis de las posibles causas que podrían provocar situaciones indeseadas, provocando exposiciones de trabajo a riesgo y posibles accidentes.

Plan de Prevención

Luego de establecidos los riesgos y en base a las posibles causas se establece un Plan de Prevención de Riesgos y Accidentes. El cual debe estar estrictamente establecido y debe permi-tir sacar a la luz las situaciones normales de trabajo, tanto para el operario como para todo el funcionamiento de la infraestructura. Este Plan es fundamental para el desarrollo del Sistema SCADA que controlara todas las variables establecidas como parámetros normales y que permi-tan evitar posibles situaciones de exposición a riesgos. Las características del Sistema a Desarro-llar incluyen:

Interfaz Grafica de usuario intuitiva y acorde a estándares de calidad. Control de parámetros normales en tiempo real (variables físicas). Adquisición de datos para toma de decisiones a corto plazo. Sistema de emergencia de alarma temprana. Activación de sistemas de alternativos de válvulas de alivio de presión. Control de la corriente de protección catódica.

Para el cumplimiento de dichos requisitos y el éxito del producto de software es fundamental que el Documento de Especificación de Software este basado en el Plan de Prevención de Riesgos y Accidentes junto a una continua interacción entre ellos hasta lograr una completa especifica-ción. Los documentos más importantes para el desarrollo del software son:

Documento de Especificación de Software. (Utilizado como contrato) Especificaciones Suplementarias. (Otros requisitos)

Calidad del Producto

Podrá exigirse, como parte del contrato, que la empresa de desarrollo de software tenga una certificación de alguna norma de calidad, como es el caso de la norma ISO/IEC 9126-1, para es-pecificar y evaluar la calidad de los productos de software. De esta manera el producto puede ser evaluado por personal de aseguramiento de calidad independiente, por los desarrolladores, o por responsables de evaluar la calidad. La utilización de escenarios de calidad puede expresar una re-presentación respecto a la calidad final del producto, dando una aproximación hacia la arquitectu-ra del sistema a desarrollar.

2.2. Resultados

Como resultado de la realización del SCADA existen varios beneficios como consecuencia direc-ta, motivos por los cuales es diseñado. Uno de los más importantes es el logro de una coordina -ción de todo el sistema que incluye soluciones desde varias disciplinas. La realización del sistema provoca que exista un mejor control respecto a los valores de trabajo normales, activación de sis -temas de alarmas, que junto al cumplimiento de los planes de prevención conllevan a aumentar la vida útil de toda la infraestructura. Como consecuencia directa, existe una mejor planificación de

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los trabajos a realizar, estableciendo cronologías, material y equipo necesario, con una correcta coordinación de trabajo.

Las reservas de agua son también, en caso de alguna eventualidad, valores críticos que de-ben estar optimizadas en todo tiempo, y como beneficio importante se lograría una mejor planifi-cación de estas reservas, con llenados eficaz, eficiente, de manera coordinada. De esta manera se minimiza el desabastecimiento provocado por una posible eventualidad mayor.

La coordinación con otros abastecimientos alternativos, como el caso de Cañadón Quin-tar, permiten mejorar el abastecimiento local y coordinar los llenados con la impulsión principal. Como eje fundamental de los beneficios obtenidos los estos resultados permite realizar planes de mantenimiento preventivo y correctivo a toda la infraestructura, que mejoran el servicio y abaste-cimiento de agua a la localidad.

3. Conclusiones

En la construcción de sistemas de software utilizando la ingeniería, existen soluciones que abar -can diferentes tareas, las cuales tienen características acorde a sistemas críticos. La posibilidad de incorporar parámetros de control estrictos y precisos que abarquen los problemas que podrían sur-gir por un error del software, hacen que el trabajo sea realizado en conjunto con otras disciplinas. Como una herramienta necesaria se deben establecer parámetros de calidad como la confiabilidad junto a sus dimensiones: Disponibilidad, Fiabilidad, Seguridad y Protección. Estas características permiten establecer un software confiable y que no falle. El objetivo fundamental de todo desarro-llo de software.

La posibilidad de realizar una aproximación a la solución ideal al problema hace que se analice a que factores se debe poner principal atención y dedicación para una concreción exitosa del proyecto, como cuestiones de gestión relacionadas a la ingeniería de software y el análisis de situaciones que podrían ocasionar perdidas o daños, a personas o el entorno, como la seguridad e higiene. En este sentido el presente trabajo tuvo una especial atención a estas situaciones y que la solución integral permita mayormente atraer beneficios y no complicar o perjudicar a personas o su entorno.

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Referencias Bibliográficas

[1] Ian Sommerville. Software Engineering 7° edition. Año 2004. Capitulo 3.

[2] Cambio global y recursos hídricos en México. Hidropolitica y Conflictos. Documento pdf.Disponible en internet: < http://www.inecc.gob.mx/descargas/cuencas/cambio_global_y_rec_hdricos_mex.pdf >

[3] Wikipedia, La Enciclopedia Libre. Represa de Itaipu. Disponible en: < http://es.wikipedia.org/wiki/Represa_de_Itaipu >

[4] Diario La Opinión Austral. Sitio Web.Disponible en : <http://www.laopinionaustral.com.ar/diario.asp?

Modo=Noticia&NId=13701&texto=&A=2013&M=3&D=14 >

[5] Wikipedia, La Enciclopedia Libre. Golpe de Ariete.Disponible en :< http://es.wikipedia.org/wiki/Golpe_de_ariete >

[6] Biblioteca digital del ILCE. Portal Web Educativo. Protección Catódica.Disponible:< http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/079/htm/sec_8.htm >