5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 1/8
1 de 8
SISTEMA PARA TELECONTROL DE VERTIDOS EN LA ISLA DE LA
CARTUJA
Autores:
Alfonso López-Escobar Beares Jefe de Automatización y Control
José Manuel Barrera Cuadra Técnico de Automatización y Control
EMASESA (Empresa Metropolitana de Abastecimiento y Saneamiento de Aguas de
Sevilla), es la gestora del ciclo completo del agua en Sevilla y en varias localidades ubicadas
en su zona de influencia.
Para dar respuesta a lo establecido en el Reglamento de la Calidad de las Aguas
Litorales, así como en el Real Decreto 334/1994 por el que se regula el procedimiento para la
tramitación de las autorizaciones de vertidos, en el año 2007 se elaboró por el Departamento
de Control y Servicios Técnicos de EMASESA, un proyecto cuyo resultado debía ser un
sistema para supervisión y registro histórico de los parámetros fundamentales de calidad del
vertido al río en cuatro puntos de la Isla de la Cartuja, en Sevilla Capital. Este vertido procede
del agua bruta que sale del circuito de refrigeración de las instalaciones de climatización que
se utilizan en los edificios de oficinas ubicados en esta zona. La captación del agua bruta, se
realiza directamente desde el río Guadalquivir mediante un sifón, que da paso a una estación
de bombeo ubicada en la margen del río a su paso por la Isla de la Cartuja. Antes de entrar
el agua en la estación, atraviesa sendos tamices rotativos al objeto de filtrar los sólidos de
mayor tamaño y que podrían dañar los grupos de bombeo. Una vez llega a la estación, el
agua del río sin tratar se impulsa hacia la red de conducciones de agua bruta, por donde se
canaliza hasta las torres de refrigeración de las instalaciones de climatización. A su paso por
estas, el agua absorbe el calor del circuito de refrigeración con la consiguiente elevación desu temperatura, y se evacua hacia el río Guadalquivir mediante la red local de colectores de
aguas pluviales. El vertido se realiza en cuatro puntos localizados en la margen del río.
Durante los años 2007 a 2008 este proyecto se llevó a cabo y se puso en servicio el sistema
para el telecontrol de los parámetros de vertido, en concreto el caudal y la temperatura del
efluente de salida, cuya información se incorporó a un repositorio corporativo de datos,
denominado Gestor Único de Históricos (GuH). La información que se incorpora al GuH se
analiza y trata convenientemente por parte del Área de Control Medioambiental de la
empresa, para enviar los informes oportunos a los Organismos Oficiales correspondientes,
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 2/8
así como para trasladar las instrucciones necesarias a otros áreas de la empresa en caso de
detectarse cualquier tipo de anomalía.
Para instalar este sistema de telecontrol tuvieron que considerarse varios aspectos
que determinaron la solución final. En el siguiente apartado se describen los más
significativos.
Condicionantes de proceso y entorno
La primera cuestión a considerar era el hecho de que para obtener una medida real
de la temperatura del agua en el punto de vertido, sería necesario instalar el equipo de
muestreo tan próximo al río como fuera posible. De
otra forma, la temperatura del agua podría variar
significativamente entre el punto de medida y el
punto de vertido, en función de la longitud de su
recorrido por los colectores. Como primera opción
se consideró la instalación de los equipos a la
salida de los colectores en el río. Sin embargo, un
análisis sobre el terreno desaconsejó esta solución,
por varios motivos; por una parte, las mareas en elrío Guadalquivir podían ser lo suficientemente altas
como para alcanzar y poner en peligro cualquier
instalación que se realizara en este punto. En
segundo lugar, el acceso para los trabajos de
mantenimiento y tomas de muestra locales sería
excesivamente complicado ya que se trata de una zona no urbanizada y sin caminos. Por
último, la ubicación de los puntos de vertido hacía de ellos lugares propicios para que la
instalación se viera sometida a constantes actos vandálicos. Debido a estos inconvenientes,
debía reconsiderarse la ubicación de los puntos de medida y se pasó al análisis de otras
ubicaciones alternativas situadas aguas arriba del colector, si bien lo suficientemente
cercanos a su desembocadura.
Para reducir los costes de la obra civil que sería necesario realizar, se consideró
conveniente aprovechar alguno de los pozos de registro ya existentes en los propios
colectores, especialmente los más próximos a los puntos de vertido. Realizadas las
pertinentes medidas de contraste, se determinó que estos pozos se encontraban lo
suficientemente cercanos al punto de evacuación como para considerar que la temperatura
del agua era prácticamente la misma.
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 3/8
Seleccionados en primera instancia los puntos donde se instalarían los equipos de
medida, había que decidir la
técnica más adecuada para
obtener el valor del caudal.
Desestimados varios métodos de
medida por las dificultades
técnicas e incremento económico
que supondría su instalación,
como podrían ser la instalación de
un vertedero o un caudalímetro, se
concluyó como solución idónea
obtener el valor del caudal a partirde la medida de nivel, mediante aplicación de la conocida fórmula de Manning a una sección
circular parcialmente llena. Este método resultaba adecuado para la precisión requerida, si
bien había que garantizar su aplicabilidad. Para ello era necesario conocer con precisión las
pendientes en los colectores, entre el punto de medida y el punto de vertido, para lo que se
realizó el pertinente estudio topográfico. El análisis de los datos recabados confirmó la
viabilidad de la solución que se estaba considerando.
Establecidos definitivamente la ubicación de los puntos de medida, había queestudiar los condicionantes a la instalación.
Condicionantes de instalación
Como factor determinante se observó que en las proximidades de los lugares
escogidos no se disponía de un punto cercano para el suministro eléctrico, y además no era
posible la instalación de placas solares o aerogeneradores a causa de los posibles actos
vandálicos. Este hecho limitaba de forma significativa las soluciones técnicas a aplicar, y en
particular los equipos de comunicaciones, dado que no sería posible una comunicación en
tiempo real. Como es sabido, no existen en el estado del arte actual equipos para
teletransmisión a largas distancias que puedan funcionar sin suministro eléctrico de red de
forma prolongada en el tiempo. Afortunadamente los requerimientos de la aplicación en este
caso permitían que la comunicación fuera discontinua, dado que el seguimiento se realizaría
periódicamente y no en tiempo real. Este hecho permitiría utilizar un equipo para captura y
almacenamiento de datos con teletransmisión a intervalos hacia a un repositorio central.
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 4/8
Por otra parte, se pretendía reducir al máximo el impacto visual de la instalación, y a
esto habría que añadir que en la mayoría de los casos, los pozos de registro se encontraban
en una calzada transitable para el tráfico.
Como último condicionante, había que tener muy en cuenta que todas las
instalaciones debían quedar fácilmente accesibles para las labores de mantenimiento y de
toma de muestras locales.
Teniendo en cuenta tanto los condicionantes de proceso como los de instalación se
pasó a la fase de diseño.
Diseño de la solución
Por una parte, el pozo de registro se modificó en su boca de acceso creando un
habitáculo rectangular a su alrededor que permitiera alojar los equipos necesarios y que una
persona pudiera trabajar sobre la instalación si ningún tipo de riesgo para su seguridad. Este
habitáculo quedaba cubierto en su parte superior con una losa de hormigón armado apoyada
en todo su perímetro sobre la coronación de los muros que lo formaban. La losa llevaba
empotradas unas tapas metálicas que servirían de paso para el registro del pozo, siendo de
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 5/8
unas dimensiones exteriores de 2.00 x 2.00 metros y un canto de 25 cm. En la parte central
se instaló una viga de cuelgue para soportar las tapas de acero B500S, aptas para el tráfico
pesado. Por su parte, las tapas se instalaron con su marco sobresaliendo ligeramente sobre
de la losa de hormigón, de tal forma que una vez en su ubicación definitiva y asfaltada de
nuevo la calzada, quedaran rasantes y sin resaltos al paso de vehículos. Las tapas se abríanpor secciones para mayor facilidad, y disponían de una cerradura especial antivandálica.
En cuanto al dispositivo para medida, almacenamiento y teletransmisión (datalogger)
había que localizar uno que incorporase todos los elementos necesarios para la función
requerida y que a su vez fuera robusto para que no se viera afectado por el ambiente
agresivo que podía darse a causa de los
gases desprendidos en los colectores,
que fuera de bajo mantenimiento, y que norequiriese de alimentación eléctrica. De
acuerdo a estos criterios, se eligió uno que
incluía el módem GSM, la electrónica
asociada a la gestión del dispositivo y la
sonda de medida. Este equipo se
alimentaba con una batería de litio con
una duración estimada de 2,5 años para
una lectura de nivel y temperatura cada
minuto, con transmisión semanal de datos
hacia un puesto central. Tanto la
electrónica del equipo, con una capacidad
de almacenamiento de hasta 500.000
registros en memoria no volátil, como el
módem GSM, se integraban en una única
carcasa metálica común. Por otra parte, el
equipo incorporaba una sonda de
inmersión con transductor integrado paramedida del nivel y de la temperatura de bajo consumo, lo cual evitaba el uso de dos sondas
independientes. Además esta sonda contaba con un orificio de entrada a la membrana de
medida lo suficientemente amplio como para evitar la deposición de partículas y sólidos del
agua, dificultando la formación de costras, lo que reduciría las necesidades de
mantenimiento para limpieza, siendo esta característica idónea para esta aplicación.
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 6/8
La sonda de medida del datalogger se instaló en el interior de un tubo funda
tranquilizador adosado a la pared del pozo mediante grapas de acero inoxidable, cuya misión
era evitar afecciones a la medida por oleaje. En todo el contorno del tubo, de PE de Ø110
mm, se realizaron orificios para permitir el
paso del agua. La parte inferior del mismo seubicó en un canal de medida en derivación a
45º a contracorriente respecto al canal
principal de desagüe, de forma que el flujo
del agua arrastrara los sólidos, evitando su
acumulación en la parte inferior del tubo, con
lo que se eliminarían los atascos en el tubo
tranquilizador. A una distancia de 10 cm del
extremo inferior del tubo se instaló una
cruceta de acero inoxidable de tal forma que la sonda descansara sobre esta una vez
deslizada en el interior del tubo, permaneciendo siempre a la misma altura de referencia,
quedando libre en el interior del tubo. Este hecho facilitaría cualquier actuación de
mantenimiento que fuera necesaria, frente a la opción de instalar la sonda con su cable fijado
con grapas a la pared del pozo. El canal de medida se realizó con su base bajo la rasante
hidráulica del colector de forma que la membrana de medida de la sonda quedara a la cota
cero. Adicionalmente se instaló un segundo tubo tranquilizador a modo de guía para facilitar
el tendido de una sonda en caso de realizar tomas de muestras locales, quedando en este
caso el tubo centrado sobre el canal principal.
La electrónica del datalogger se
instaló en el habitáculo rectangular
superior, quedando totalmente accesible
para los trabajos de mantenimiento, bajo
las tapas de acero de accionamiento
hidráulico. Esta disposición era, por otra
parte, la idónea para lograr la máximacalidad de señal de telefonía móvil.
En cuanto al sistema de
teletransmisión, en las oficinas centrales
de EMASESA se ubicó el puesto central,
compuesto por un ordenador en el que
corre una aplicación scada suministrada
por el fabricante de los datalogger, y quegestiona las comunicaciones con estos, a
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 7/8
través de un módem GSM instalado a tal efecto. La arquitectura del sistema es de tipo
cliente-servidor, siendo el ordenador quien inicia el poll de comunicaciones a una fecha y
hora prefijadas, mientras que los datalogger permanecen a la “escucha” durante la ventana
de conexión predefinida. La hora de los equipos remotos se sincroniza automáticamente con
la del puesto central en cada comunicación. La aplicación permite la configuración remota delos datalogger, así como otras funciones habituales como por ejemplo la visualización de
curvas de tendencia y valores en tiempo real, estado de la batería en cada equipo, etc. Entre
las funciones de configuración hay que destacar la capacidad para establecer la activación
del almacenamiento de los valores medidos de acuerdo a un intervalo de almacenamiento
preprogramado, o exclusivamente cuando los valores sean superiores, inferiores o se
encuentren dentro de un rango de valores prefijado, lo que permite optimizar aún más la
memoria del equipo. Por otra parte y en caso necesario, el datalogger también tiene
capacidad para enviar mensajes SMS de aviso a números de teléfono preprogramados, en
caso de activarse alguna condición de alarma preprogramada.
Una funcionalidad particularmente apreciable en cualquier aplicación, es su
capacidad para el intercambio de datos con aplicaciones de terceros. En este caso, el
programa scada del puesto central genera un fichero “plano”, esto es, un fichero de texto
formado por un conjunto de registros que contienen en formato ASCII la fecha de recogida
del dato y los valores medidos. Cada vez que se produce una comunicación con los
datalogger se crea un nuevo fichero de datos que se identifica unívocamente con la fecha y
hora de creación. Aprovechando esta característica y al objeto de que todas las áreas de la
empresa interesadas en esta información dispusieran de ella con independencia de su
ubicación física, se ha desarrollado un programa informático a modo de interfaz entre el
puesto central y el repositorio central de datos corporativo (GuH). Este programa recorre
automáticamente el fichero plano de datos y los incorpora en los registros correspondientes
del GuH. El GuH reciba además información de otros múltiples orígenes de datos (diferentes
scada, datos de laboratorio, etc.) por lo que los datos de diferentes sistemas pueden ser
cruzados y analizados de manera sencilla. De este modo la información se pone en valor y
queda accesible a todos los usuarios autorizados a través de la web corporativa. El análisis
posterior de esta información en bruto por cada área, da lugar al conocimiento, constituyendo
este uno de los principales activos de una empresa.
5/17/2018 Art culo Autorizaci n Vertidos - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/articulo-autorizacion-vertidos 8/8
En el caso de éxito que se ha presentado ha sido necesario utilizar en un mismo
proyecto diferentes disciplinas de la técnica aparentemente distantes entre sí, a saber, obra
civil, instrumentación, comunicaciones e informática. Se han aplicado las mejores prácticas
de diseño en cada una de los casos, basándose en la experiencia adquirida en instalaciones
similares y teniendo presentes los requerimientos del cliente interno y los condicionantesdirectos derivados de la instalación y su entorno. A ello se suma haber contemplado también
otros condicionantes “latentes” o no evidentes, que a veces caen en el olvido pero que
siempre es necesario contemplar para garantizar el éxito del proyecto, como son asegurar y
facilitar el mantenimiento posterior de las instalaciones, su robustez y su durabilidad. Todo
ello ha sido el resultado de recoger las sugerencias, comentarios y recomendaciones de las
diferentes áreas implicadas. En definitiva, gracias a la comunicación, coordinación y trabajo
en equipo entre los departamentos de ingeniería, explotación y mantenimiento se consigue la
sinergia necesaria para asegurar el éxito de un proyecto, lo que a nuestro entender
constituye un aspecto clave en el diseño de cualquier instalación.
Top Related