Prevención de la intrusión de patógenos: cómo Bergen Vann utilizó el monitoreo de presión de alta frecuencia para proteger la red de agua potable

Bergen Vann, la empresa de servicios públicos de agua de Bergen, Noruega, gestiona una compleja red de distribución que abastece a clientes residenciales, comerciales e industriales. Mantener una presión continua en el sistema es fundamental para prevenir la contaminación, ya que el agua subterránea y el agua de zanja pueden ser fuentes de contaminación durante condiciones de despresurización o vacío en la red de tuberías. Incluso si el área de trabajo o la sección expuesta de la tubería está protegida contra la intrusión de agua de zanja, sigue siendo posible que el agua subterránea o el agua de zanja se filtre a través de pequeñas grietas y agujeros.

Detección y análisis de transitorios de presión basados en la nube

Para evaluar el potencial de contaminación del agua potable debido a la intrusión de patógenos durante eventos de presión baja o negativa, Bergen Vann llevó a cabo un estudio utilizando herramientas de monitoreo de presión de alta resolución. Los transitorios de presión suelen ser demasiado rápidos para ser detectados por los registradores de presión estándar, por lo que en este estudio se implementaron 15 registradores de presión de alta resolución PIPEMINDER, que miden la presión a una frecuencia de 128 muestras por segundo.

Estos dispositivos tienen un rango de medición de 0–20 bar (0-290 PSI) con una precisión de ±0,25 %. Cuentan con sincronización automática de la hora a través de la red móvil y vienen con tarjetas SIM dedicadas para la comunicación. Los registradores tienen clasificación IP68 y pueden instalarse en cámaras llenas de agua. Utilizando la arquitectura de red y la información histórica sobre las ubicaciones probables de picos de presión, los registradores de presión se instalaron en diferentes partes del sistema de distribución de agua, incluso en cámaras de válvulas con válvulas de servicio.

Los datos de los registradores de presión se transmiten a RADAR^®, una plataforma segura basada en la nube que combina un potente análisis de datos con una interfaz sencilla y fácil de usar. RADAR proporciona a Bergen Vann una visión detallada de la actividad de la red, incluyendo algoritmos que identifican y transmiten datos de transitorios de presión basados en niveles definidos por el sistema. El software también incluye clasificación de formas para identificar patrones de variación de presión y puede clasificar los datos como oscilaciones, caídas rápidas de presión, rupturas de tuberías o arranques de bombas. Utilizando datos GIS proporcionados por la empresa de servicios públicos sobre la red de tuberías (coordenadas, diámetro, material de las tuberías, etc.), RADAR puede usar los datos de presión sincronizados en el tiempo para localizar el origen de la sobrepresión mediante triangulación de la red.

En Bergen Vann, el monitoreo avanzado de la presión con PIPEMINDER ayuda a la empresa de servicios públicos de agua a vigilar los eventos de presión en la red de agua potable.

Detección de riesgos y fomento de la resiliencia

Aproximadamente el 40 % de las roturas de tuberías en Bergen deben repararse mientras la red está despresurizada. También hay muchos otros eventos planificados de despresurización en los que se apaga la red de distribución de agua, tales como reparaciones de tuberías privadas, mantenimiento de la red pública de agua y obras de construcción.

Aproximadamente el 40 % de las roturas de tuberías en Bergen deben repararse mientras la red está despresurizada.

Contaminación y exposición al estrés hidráulico

Las muestras de agua de las cámaras de válvulas revelaron la presencia de E. coli y enterococos. Esto indica un riesgo significativo de contaminación microbiológica del agua potable si el agua de los pozos de registro llenos de agua, el agua de las zanjas o el agua subterránea ingresa a la red de tuberías durante estos episodios sin presión. También se registraron picos de presión de hasta ±4 bar (±58 PSI) una vez que comenzó el monitoreo. Dichas fluctuaciones de presión imponen variaciones de tensión en la tubería, lo que puede reducir su vida útil y provocar fracturas por fatiga y costosas reparaciones.

Identificación y mitigación de las fuentes de picos de presión

Con los datos del SIG en RADAR, se pudo triangular la fuente de los picos de presión y detectar que estos eran causados principalmente por consumidores industriales y operaciones rápidas de válvulas. Por ejemplo, se identificó como una de las fuentes de los picos de presión una lavandería que extrae agua directamente de la red de distribución sin regulación. El consumo diario de agua de la lavandería es bajo, con un promedio de unos 20 m³/h, pero las extracciones de 50 m³/h durante un breve intervalo de tiempo provocan que la presión en la red de tuberías de agua fluctúe significativamente, con una amplitud de aproximadamente 4 bar (58 PSI). Esto da lugar a un pico de presión de alrededor de 8 bar (116 PSI), lo cual es muy perjudicial para la red de tuberías de agua. Bergen Vann se puso en contacto con el cliente y llevó a cabo una inspección física para evaluar el equipo en la toma del cliente. Juntos, se llegó a la conclusión de que la instalación de un tanque ayudaría a equilibrar el consumo de agua y a contrarrestar los picos de presión.

El cliente instaló un tanque de compensación, lo que condujo a una reducción significativa de los picos de presión, disminuyendo la tensión en la red de distribución y reduciendo el riesgo de intrusión de patógenos. En general, la tecnología de monitoreo de alta frecuencia proporcionó a Bergen Vann una visibilidad sin precedentes de la dinámica de la presión, ayudó a identificar áreas problemáticas y a trabajar con los clientes para mitigar los riesgos de manera efectiva.

PIPEMINDER instalado en una válvula de servicio para la distribución de agua potable en Bergen, Noruega.

Basándose en los resultados del estudio inicial, Bergen Vann tiene la intención de instalar unidades adicionales de forma permanente en la red de distribución.

Mejora de la protección del sistema de distribución

Al aprovechar el análisis y el monitoreo avanzado de la presión con PIPEMINDER, Bergen Vann redujo significativamente los riesgos de contaminación, mejoró la resiliencia operativa y redujo la carga sobre la red. El proyecto demuestra cómo las tecnologías inteligentes pueden transformar la seguridad y la eficiencia de la red de agua.