El Ganges es el tercer río más grande del mundo después del Amazonas y el río Congo. Tiene una longitud de 2.525 km. Fluye hacia el sur y el este a través de la llanura del Ganges del norte de la India hasta Bangladesh, donde desemboca en la bahía de Bengala.
La ceremonia Kumbh Mela (figura 1), en la que más de 100 millones de peregrinos hindúes se bañan en el río Ganges para “lavar sus pecados”, se convirtió en el centro de interés para monitorear y controlar la contaminación del río durante este evento. Por lo que se inició un proyecto piloto, el cual consistió en la instalación de una red inteligente de monitoreo de la calidad del agua (parte de la iniciativa “Clean Ganges”). Para ello se diseñó e implemento una red de 10 estaciones, cuyos principales objetivos fueron:
- Monitorear la variación diurna de diferentes parámetros fisicoquímicos, así como detectar eventos de descargas extraordinarias de fuentes de contaminación (tanto industriales como municipales) a lo largo del río Ganges, como base para emprender acciones correctivas.
- Evaluar la confiabilidad y sustentabilidad de modernos e inteligentes sensores y tecnología de monitoreo en tiempo real como base para el monitoreo y control de la contaminación a lo largo de la cuenca del río, en contraste con los analizadores en línea basados en reactivos “tradicionales”.
Esta red proporciona la base para orientar futuras inversiones en infraestructura hídrica por vías de menor costo/mejor efecto, y permitir evaluar y optimizar el efecto y la sostenibilidad de tales inversiones.
Descripción de la base instalada
Las estaciones de monitoreo fueron instaladas en diez lugares diferentes a lo largo del río Ganges (figura 2), para monitorear los siguientes diez parámetros: Total Suspendido Sólidos (TSS), demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO), conductividad eléctrica (CE), pH, temperatura, amonio (NH4-N), nitratos (NO3-N), oxígeno disuelto (DO) y Cloruro.
Todos los parámetros se miden mediante innovadores sensores ópticos, que no contienen reactivos y pueden funcionar casi sin mantenimiento. No hay partes móviles tanto para la medición como para el proceso de limpieza.
Las estaciones de monitoreo constan de:
- 4 sensores (miden los 10 parámetros).
- Terminal de estación con base de datos “postgres”, interfaces para – casi cualquier número de – sensores digitales y analógicos, SDI-12, Modbus, USB, TCP / IP-Ethernet, 4-20 mA y otras interfaces, módem GSM / GPRS / 3G integrado e interfaz de pantalla táctil gráfica avanzada.
- Estación de herramientas y softwares de gestión de datos, validación de datos y detección de eventos.
- Sistema de carga de batería (batería, panel solar).
- Compresor para limpieza automática de aire.
- Cámaras y sirenas de alarma, jaulas de seguridad y otras protecciones contra el vandalismo.
El concepto de monitorización inteligente y el software consta de varios módulos (figura 3).
Software inteligente: focos de atención
El propósito de la validación de datos en tiempo real es detectar problemas en la calidad de los datos de medición. La corrección de datos en tiempo real elimina los problemas de calidad de los datos no deseados; sin embargo, el objetivo principal del paso de validación de datos es proporcionar retroalimentación al operador que le permita detectar problemas de instalación y sensores, y tomar medidas para mejorar.
El propósito del paso de detección de eventos es detectar cambios alarmantes en la calidad y composición del agua. El sistema de detección de eventos aprende automáticamente la relación típica de los parámetros de calidad del agua en condiciones normales dentro de una fluctuación típica y compara esta línea de base con las mediciones actuales para detectar cualquier desviación.
Para verificar el comportamiento de la validación de datos en tiempo real y para determinar la fuente de los efectos detectados por la validación de datos en tiempo real, los datos recopilados pasaron además por un proceso manual de validación de análisis de datos fuera de línea.
Gestión inteligente de datos y análisis en tiempo real: Ejemplos del valor
1. Validación de datos en tiempo real (ejm: vali::tool)
La herramienta de validación analiza los datos para detectar niveles de ruido inconsistentes, valores atípicos, vacíos de datos, caídas a cero y otras características en los datos.
2. Software de detección de eventos
El software de detección de eventos utiliza parámetros de calidad del agua como TSS, DQO, DBO, etc. y sus relaciones, así como los espectros de absorción UV-Vis y la relación de las 250 longitudes de onda individuales, para detectar desviaciones en la calidad del agua. El software recopila datos automáticamente durante momentos de calidad normal del agua y utiliza estos datos como referencia en un proceso de (auto) capacitación. Hay varios modos de aprendizaje disponibles, dependiendo de las características del agua. El software aprende los rangos normales de los parámetros y la relación entre cada parámetro y los demás. El aprendizaje se realiza mediante un algoritmo de tipo “vecino más cercano” en el caso de detección de eventos basado en parámetros únicos de calidad del agua.
3. Análisis y evaluación de datos en modo “fuera de línea”
Por ejemplo, varias estaciones entregaron datos con brechas en intervalos regulares. Por lo general, estas brechas siguieron un patrón diario, con interrupciones en un momento determinado durante las horas nocturnas y reinicios automáticos en las horas de la mañana.
El monitoreo de la calidad del agua le da a la Junta Central de Control de la Contaminación la información necesaria para tomar acciones de precaución como frenar la descarga de efluentes industriales no tratados en el río. Esto aumenta la salud y la seguridad de millones de personas.
Los resultados del proyecto piloto demuestran que las tecnologías inteligentes de monitoreo en línea, nuestros «ojos en el agua», son extremadamente útiles para recopilar una base de información que es crucial antes de decidir inversiones financieras en infraestructura costosa. Con esta información dinámica, se pueden detectar y documentar el origen, la naturaleza y los picos de contaminación. Es posible evaluar dónde invertir a continuación con el menor costo y el mejor efecto, y seleccionar, diseñar y construir la infraestructura de manera óptima. Y finalmente, controlar el correcto y sustentable funcionamiento de la infraestructura construida y también monitorear, evaluar y comparar el efecto de las inversiones.
Para saber más de este tema:
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