Aplicación de medidores de nivel ultrasónico en pozos de aguas residuales urbanas

Palabras clave: medidor de nivel ultrasónico, gestión de aguas residuales urbanas, monitoreo del nivel de líquido, ciudad inteligente, prevención de desbordamientos de aguas residuales, medición sin contacto, Internet de las cosasen aguas residuales

Antecedentes: Desafíos en los sistemas de alcantarillado urbano envejecidos

En una zona urbana antigua de una ciudad de segundo nivel, la red de alcantarillado subterránea compleja y gravemente envejecida se enfrenta a desafíos crecientes debido al aumento de los volúmenes de aguas residuales.Los niveles de los pozos de alcantarillado aumentaron rápidamente, causando frecuentes desbordamientos que contaminaban el medio ambiente, perturbaban la vida cotidiana y suponían riesgos para la seguridad de peatones y vehículos.El departamento de gestión de la ciudad necesitaba urgentemente una solución fiable paraen tiempo real monitoreo del nivel de líquidopara prevenir de manera proactiva los incidentes de desbordamiento.

¿Por qué los medidores de nivel ultrasónicos?

Después de evaluar múltiples tecnologías, se eligieron los medidores de nivel ultrasónicos por sus ventajas únicas.

Ventajas clave:

• Diseño sin contactoelimina los problemas de corrosión y obstrucción, reduciendo el mantenimiento en un 75%.
• Amplio rango de medición(0,2-30 metros) se adapta a diversas profundidades de pozo.
• Capacidad antiinterferenciagarantiza datos estables en aguas turbulentas y perturbaciones del aire.
• Fácil integracióncon los sistemas de automatización existentes para la monitorización remota.

Implementación: desde la instalación hasta la integración del sistema

1Selección de los puntos de vigilancia

Se seleccionaron 50 pozos representativos de aguas residuales, centrándose en:

• Zonas propensas a las inundaciones
• Zonas de baja altitud
• Ubicaciones críticas cerca de centros residenciales/comerciales

2Proceso de instalación

• Instalación en la parte superior:
  • Agujas perforadas en las cubiertas de las alcantarillas para la alineación vertical del sensor con la superficie del líquido.
  • Fijé el medidor con soportes impermeables para evitar el desplazamiento.
  • Conexión de cables de energía impermeables y líneas de señal a las bases de comunicación cercanas (módulos GPRS/LoRa).

3- Infraestructuras de apoyo

• Sistema de adquisición de datos:
  • Los registradores de datos locales recogieron datos de nivel de líquido en tiempo real y los transmitieron al centro de monitoreo de la ciudad cada 5 minutos.
• Sistema de alarma:
  • Alertas automatizadas (SMS/correo electrónico) activadas cuando los niveles exceden los umbrales preestablecidos, con una tasa de precisión del 95% en las advertencias.
• Software de monitoreo:
  • Tableros de control en tiempo real y análisis de tendencias históricas a través de dispositivos de escritorio / móviles.

Resultados: Transformación de la gestión de aguas residuales

1Monitoreo en tiempo real y alerta temprana

• Monitoreo continuo las 24 horas del díacon actualizaciones de datos de 5 minutos.
• 30 alertas preventivas exitosasde riesgos de desbordamiento en un año, incluido un caso en el que una alerta temprana de una hora durante lluvias torrenciales permitió el despliegue oportuno de equipos de drenaje, evitando un desbordamiento importante.

2Optimización de las operaciones de drenaje

• Mejora del 25% de la eficiencia del drenajemediante ajustes de la bomba basados en datos (por ejemplo, aumento de la capacidad de la bomba en las zonas aguas arriba durante las lluvias).
• Reducción de los incidentes anuales de desbordamiento en un distrito problemático de 10+ a <2.

3. Ahorro de costes

• Reducción del 75% de los costes anuales de mantenimiento: de ¥2.000 a ¥500 por pozo, ahorrando ¥75.000 al año para 50 pozos.
• Reducción de las limpiezas y reparaciones innecesarias mediante la programación de mantenimiento basada en datos.

Lecciones aprendidas y perspectivas futuras

Las cosas que hay que aprender:

1. Diseño específico del sitio: Las inspecciones exhaustivas previas a la instalación garantizan la ubicación óptima de los sensores y la precisión de los datos.
2. Equipo confiable: Priorizar los medidores ultrasónicos de alta calidad con fuertes características antiinterferencia.
3. Tomar decisiones basadas en datos: Integrar los datos del nivel de líquido con los modelos de drenaje urbano para una gestión proactiva.
4. Mantenimiento continuo: Las calibraciones regulares y las actualizaciones del sistema garantizan la fiabilidad a largo plazo.

Potencial para el futuro:
En el marco deciudad inteligenteEn el marco de estas iniciativas, los medidores de nivel ultrasónico pueden integrarse con las plataformas de IoT para análisis predictivos, reduciendo aún más los riesgos de desbordamiento y mejorando la sostenibilidad urbana.

Conclusión:

Este estudio de caso demuestra cómo los medidores de nivel ultrasónico ofrecen una solución robusta y rentable para el nivel de líquido de aguas residuales urbanasel seguimiento, combinando la innovación técnica con las necesidades prácticas de gestión de la ciudad.Al permitir información en tiempo real y respuestas proactivas, esta tecnología allana el camino para una gestión más inteligente, segura y sostenible de la ciudad.y una infraestructura urbana más sostenible.

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