Sensorica

1SELECCIÓN DE SENSORES PARA MONITOREAR Y CONTROLAR POZOS DE AGUA
POTABLE
José Hernández, Luis Assia & Pablo Álvarez

Noviembre 2020.
Universidad De Sucre
Sincelejo - Sucre.
Diplomado en Automatización industrial
RESUMEN.
¿Qué problema has detectado?

Se ha detectado que el agua contaminada puede ser muy perjudicial para la salud de las
personas, y es probable que aun estando almacenada el agua pueda sufrir cambios y
volverse perjudicial para la salud del consumidor
¿En qué consiste el proyecto?
El proyecto consiste en el control y monitoreo de esa agua potable que se encuentra
almacenada en estanques o pozos.
¿Dónde está el negocio?
Ya que es perjudicial el consumo de agua no potable los clientes invertirán en los equipos
especializados para poder monitorear esa variable y así brindar un buen servicio
¿Cuánto dinero se necesita para crearlo?
Para este proyecto necesitamos un total de $15.000.000 COP el cual se verá reflejado en
la calidad y duración de los sensores.
¿En cuánto tiempo se llegará a su punto de equilibrio (o su punto muerto)?
En el mes 18 se llegara al umbral de rentabilidad y así sacar la inversión hecha.
¿Por qué creemos que tendrá éxito?
Porque es de vital importancia para las personas consumir agua potable.
ADSTRACT
What problem have you detected?

It has been detected that contaminated water can be very harmful to people's health, and it
is likely that even when stored the water can change and become harmful to the health of
the consumer
What is the project about?
The project consists of the control and monitoring of that drinking water that is stored in
ponds or wells.
Where is the business?
Since the consumption of non-drinking water is harmful, the clients will invest in specialized
equipment to monitor this variable and thus provide a good service
How much money does it take to create it?
For this project we need a total of $ which will be recovered in
How long will it take to reach its break-even point (or its dead end, or its break even,...
depending on where the investor is from)? and What economic results will be obtained?
In month 6 we will reach the threshold of profitability and thus take out the investment made.
Why do we think it will be successful?
Because it is of vital importance for people to consume drinking water.
Tabla de Contenidos
Introduccion.................................................................................................................1
planteamiento del problema........................................................................................2
metodologia.................................................................................................................3
Resultado....................................................................................................................8
Conclusion...................................................................................................................9
Referencias ..............................................................................................................10
Anexos......................................................................................................................11
INTRODUCCIÓN
Para el desarrollo de las industrias, se requiere de herramientas o dispositivos con
un sistema de control, monitoreo y evaluación que permita analizar las condiciones
en que se encuentran y su funcionalidad. Para el caso de las industrias relacionadas
al abastecimiento de agua requieren de un sistema especializado, que ayude a
realizar un efectivo control y monitoreo del agua potable. Se han implementado
múltiples metodologías mediante algoritmos generados en controladores lógicos
programables (PLC), pudiendo ser modificados ante nuevos requerimientos de las
máquinas o plantas de manera fácil, rápida segura (Ljungkrantz et al., 2009;
Gulpanich et al., 2005) mediante el uso de PLC, existen aplicaciones desde el
control de motores hasta sistemas de control inalámbrico (Ahmed y Soo, 2009;
Alheraish et al., 2006; Johnson, 2008). Los algoritmos de control desarrollados en
PLC deben asegurar la confiabilidad del proceso mediante reglas que permitan
incluir “todas” las posibilidades de riesgo, tanto para las personas como para la
planta misma (Konaka et al., 2003; Devinder et al., 2005).
Este estudio se basa en mostrar la funcionalidad de los sensor de temperatura (pt
100), Sensor de cloro (9184 SC), Sensor de PH (Ct 1001), Sensor de Flujo (Venturi
PCE - VR), Sensor de Presión (HK 1100C), Sensor de conductividad (Inpro 7002 –
TC – VP) para hacer los estudios de las variables del agua que determinaran si es
potable.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La calidad del agua de consumo se puede controlar mediante una combinación de
medidas, protección de las fuentes de agua, de control de las operaciones de
tratamiento, y de gestión de la distribución y la manipulación del agua. En este caso
hay una problemática de abastecimiento de agua en un pozo, el cual debe ser
monitoreado por diferentes tipos de sensores que se encargaran de medir las
variables que debe tener el agua para determinar si cumple con el sistema de
gestión y calidad, y así lograr determinar si el agua es potable o no.
METODOLOGÍA.
Para el desarrollo de este proyecto se listaron una serie de sensores para cada
variable a medir, escogiendo minuciosamente aquellos que fueron considerados
aptos para realizar las respectivas mediciones:
Sensor de temperatura (pt 100).
Sensor de cloro (9184 SC).
Sensor de PH (Ct 1001).
Sensor de Flujo (Venturi PCE - VR).
Sensor de Presión (HK 1100C).
Sensor de conductividad (Inpro 7002 – TC - VP).
Sensor de Temperatura Pt100:

Este Sensor está construido con una resistencia de platino llamadas PRTD el cual
se caracteriza por ser un material más estable y exacto. Los cambios en la
temperatura son reflejadas por los cambios en la resistencia eléctrica, así que
midiendo el valor de la resistencia da una expresión análoga para la temperatura
real (Aragones, et al. 2003).
A nivel industrial se calibra con una resistencia de 100 Ohmios a 0°C y una curva de
trabajo bien documentada (DIN/EN/IEC 60751) dentro de los límites nominales
rango de trabajo ( Aragones, et al. , 2003).
Los sensores se utilizan en una amplia gama de aplicaciones dentro de los sectores
marino, industrial, energético y alimentario. El sensor Pt100 funciona como un
inserto en los tubos de sensores con sus 6 mm de diámetro como el CombiTemp
temperature.
Rango de medición -50...205°C
Temperatura ambiente -50...205°C
Etiqueta de marcado -30...105°C
Rango de presión < 25 bar (flujo de agua 3m/seg.)
Humedad < 98% HR, condensación
Clase de protección IP 65
Tipo de cable Silicona de alta flexibilidad, gris
Cables 4 (2 x rojo, 2 x blanco)
Longitud hasta 99,99 metros
Sensor de cloro (9184 SC): Los sensores amperométrico inteligentes para Cloro
Libre Total y Cloro Libre Activo 9184 sc de HACH, por su rango de medición de 0 a
20 ppm, es ideal para la supervisión de la distribución de agua potable.
El límite de detección mínima de 5 ppb (0,005 mg/l de cloro hipocloroso en forma de
HOCl).
Gracias al sistema de membrana del sensor no se usan reactivos para la medición
Precisión 2% ó ±10 ppb HOCl, lo que sea mayor Tiempo de respuesta 90% en
menos de 90 segundos
Sensor de PH (Ct 1001): Electrodo de pH CT-1001 hecho de cable de bajo ruido de

alta calidad, permite que el modelo tenga una salida superior a 40 metros de
longitud, sin interferencias Alta precisión, respuesta rápida, buena repetitividad. La
detección de PH en línea se usa ampliamente en medicina, industria química,
protección ambiental, galvanoplastia y otras industrias Características del electrodo
de PH.
Carcasa de PPS/PC, rosca de tubería superior e inferior ¾ NPT, fácil instalación,
poco mantenimiento, Funcionamiento correcto y larga vida útil.
Temperatura (º C) 0 ～ 80 ℃
Formulario de conexión Cable (cable blindado)
Potenciómetro cero (PH) 7 ± 0,5
Rango de pH 0 ～ 14
Resistencia a la presión (MPa) 0,6
Resistencia interna MΩ (25ºC) 250
Porcentajes teóricos% pendiente > 95
Bloques de terminales Cabezal BNC, pieza en Y, inserciones
Conexión general Rosca exterior de 3/4 de pulgada
Talla 188 * 31 mm
Sensor de Flujo (Venturi PCE - VR): para la medición del caudal en tuberías y
conductos de ventilación. Gracias a su carcasa de una pieza de polipropileno,
sencillo de manejar. se fabrica según la normativa DIN EN ISO 5167 con perfil de
acoplamiento según ISA 1932. El curso del flujo, tan importante para la medición, se
alcanza mediante el procedimiento especial de deformación del material
termoplástico. tiene una precisión de paso muy alta gracias a que la brida de
conexión está centrada de forma óptima, lo que permite una instalación rápida en la
tubería. Gracias a que su superficie es extremadamente lisa, cuenta con unas
condiciones de flujo muy buenas. El principio de medición se usa para medir la
velocidad del flujo de gases. La presión del tubo venturi alcanza su valor mínimo en
la sección transversal más estrecha del tubo, lo que equivale a que la velocidad del
flujo de aire sea la más alta en ese punto.
Rango de medición 100 ... 8.000 m³/h
Precisión ±2 %
Capacidad de lectura según modelo
Carcasa - polipropileno
Temperatura ambiental 0... +80 ºC
Norma DIN EN ISO 5167 / ISA 1932
Sensor de Presión (HK 1100C): El Sensor de presión HK1100C trabaja en el rango

de 0 a 1.2 MPa, un rango común para aplicaciones experimentales en neumática y
sistemas de presión constante (agua, aceite, combustible). La salida del sensor es
un voltaje analógico que varía linealmente desde 0.5V para 0 MPa hasta 4.5V para
1.2 Mpa.
Entre las principales aplicaciones del sensor tenemos la medición de presión de
agua en tuberías, medición de nivel de columna de agua por presión hidrostática,
sistemas de presión constante (para dosificación). Fabricado en Acero inoxidable
para asegurar robustez, sanidad y larga duración.
Especificaciones:
Voltaje de trabajo: 5VDC
Voltaje de salida: 0.5-4.5 VDC
Material del sensor: aleación de acero al carbono
Corriente de trabajo: ≤10 mA
Rango de presión de trabajo: 0-1.2 MPa
La presión más grande: 2.4 MPa
Longitud del cable: 19cm
Destruye la presión: 3.0 MPa
TEMP trabajando. Rango: 0-85 ℃
Rango de temperatura de almacenamiento: 0-100 ℃
Error de medición: ± 1.5% FSO
Error de rango de temperatura: ± 3.5% FSO
Tiempo de respuesta: ≤2.0 ms
Vida del ciclo: 500,000 PC
Aplicación: medición de gas líquido no corrosivo
Sensor de conductividad (Inpro 7002 – TC - VP): Este sensor de 2 electrodos

altamente pulido está diseñado para cumplir con los requisitos de aplicaciones
sanitarias. El sensor se puede esterilizar con vapor hasta 155 ° C y se adapta a los
accesorios Tri-Clamp de 1 ½ "o 2" habituales en industrias con exigencias
higiénicas. El sensor de 2 electrodos de METTLER TOLEDO satisface de forma
fiable las exigencias de la tecnología de medición actual con respecto al control de
calidad en el acondicionamiento / preparación de agua en la industria alimentaria y
de bebidas y otras industrias con requisitos higiénicos.
Presión máx. (bar) 17 bar (25°C), 7 bar (95°C)
Presión máx. (psi) 250 psi (77 °F), 100 psi (203 °F)
Rango de medición 0,02-2000 µS/cm
Juntas tóricas, aislamiento PEEK (FDA)
Material de sensor SS 316L/1.4435
Precisión ±1.0 %
Precisión de la temperatura ±0.25 °C a 25 °C
Rango de temperaturas -10...120 °C (14...248 °F)
Sensor temperatura Pt1000
Factor de célula 0.1 1/cm (nominal)
Diseño SS316L
Segmento/Aplicación Diseño sanitario farmacéutico
RESULTADOS
La sensórica escogida, previamente calibrada e instaladas, bajo condiciones de

trabajo cumple con las respectivas mediciones en los rangos requeridos según el
ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial en la resolución 2115 – 2007.
Con base a esto cada sensor debe estimular una alerta en caso que las variables
medidas no estén en el rango requerido para ello contamos con sensores con
precisión muy alta y repetitividad muy buena.
TEMPERATURA inferior a 15ºC

CLORUROS 250mg/L
PH 6,5 - 8,5
CONDUCTIVIDAD 1000 µS/cm
Los cloruros se dividen en cloro libre y combinados. El cloro libre es el que posee
mayor poder desinfectante y oxidante aceptado en concentraciones de 0,3 mg/L –
2,0mg/L.
CONCLUSIÓN
El 70% de la superficie terrestre es agua, de la cual solo el 3,5% es agua dulce,
siendo de esta solamente el 0,025% agua potable teniendo en cuenta que año a
año se reduce por la contaminación. En muchas partes del mundo no se cuenta con
ningún sistema de saneamiento y tratado del agua, ya sea por escasez de recursos,
corrupción, desigualdad, entre muchos factores más. Viéndose la población en la
obligación de abastecerse de este recurso natural que es de vital importancia
conllevando a múltiples enfermedades y en el extremo de los casos a la muerte.
Para escoger los sensores adecuados fue de gran interés conocer las variables que
hacen que el agua sea potable y el tratamiento que se le da para que no haya un
mal procedimiento al momento de ser tratada. El sensado deberá ser riguroso y
meticuloso, puesto que el agua va dirigida a una comunidad.
REFERENCIAS
Andrews, S. Fastqc, (2010). A quality control tool for high throughput sequence data.
Augen, J. (2004). Bioinformatics in the post-genomic era: Genome, transcriptome,
proteome, and information-based medicine. Addison-Wesley Professional.
Blankenberg, D., Kuster, G. V., Coraor, N., Ananda, G., Lazarus, R., Mangan, M., ...
& Taylor, J. (2010). Galaxy: a web‐based genome analysis tool for
experimentalists. Current protocols in molecular biology, 19-10.
Bolger, A., & Giorgi, F. Trimmomatic: A Flexible Read Trimming Tool for Illumina
NGS Data. URL http://www. usadellab. org/cms/index. php.
Giardine, B., Riemer, C., Hardison, R. C., Burhans, R., Elnitski, L., Shah, P., ... &
Nekrutenko, A. (2005). Galaxy: a platform for interactive large-scale genome
analysis. Genome research, 15(10), 1451-1455.
ANEXOS
Se anexan los datasheet de los sensores antes escogidos

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Sensor de PH (Ct 1001): Electrodo de pH CT-1001 hecho de cable de bajo ruido de

Sensor de Presión (HK 1100C): El Sensor de presión HK1100C trabaja en el rango

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La sensórica escogida, previamente calibrada e instaladas, bajo condiciones de

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