Instalación de estaciones IoT para el monitoreo y
diagnóstico de la red de agua en la ciudad de
Guanajuato
Lizeth Torres Ortiz
Reunión Informativa Anual 2020
23/01/2020
Contexto
Financiamiento
CONACYT (Problemas Nacionales 2017) - SIMAPAG
Participantes
II-UNAM — SIMAPAG — UG — FES Aragón — ITTG.
Objetivo
Instalar estaciones IoT para medir, registrar y enviar información
de la red de agua a través de un sistema de telemetrı́a a una
plataforma en lı́nea para su almacenamiento, visualización y
diagnóstico de la red.
¿Qué Información?
Presión, Caudal, Temperatura, pH, Cloro.
[ L. Torres]
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Motivación
Medir para desarrollar soluciones que permitan la reducción
de pérdidas de agua
Medir para desarrollar soluciones que permitan asegurar la
calidad del agua
“Si no podemos medir el agua, no la podemos manejar”
[ L. Torres]
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Motivación
Medir para desarrollar soluciones que permitan la reducción
de pérdidas de agua
Medir para desarrollar soluciones que permitan asegurar la
calidad del agua
“Si no podemos medir el agua, no la podemos manejar”
I Evaluar y mejorar los algoritmos que el grupo de
detección de fallas del II-UNAM ha desarrollado.
I Desarrollar nuevas metodologı́as.
[ L. Torres]
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Descripción del área de trabajo
Subsector Los Alcaldes → Sector 3 Estrellas → 24 Sectores
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Descripción del área de trabajo
DMA Inlet
Upstream pressure
PRV location
Hospital node
Downstream pressure
& Inlet flow rate.
Bus station node
Barrio Los Alcaldes, Hospital Público (35 m3 ), Estación de
Autobuses. 1000 usuarios fijos, usuarios flotantes (viajeros y
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pacientes).
Colocación de las Estaciones
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Adquisión, transmisión y almacenamiento de datos
Sección 2
Sección 1
Servicio de
almacenamiento en
la nube
Protocolo con sensores de
calidad de agua
etapa de
radiofrecuencia
GSM/GPRS
Pagina Web para
visualizar datos
uC
Arreglo en Base de
datos
Lectura de sensores
4-20 mA
Caracterización de la red de distribución de agua potable
Administrador/ PC
para procesar datos
Acceso a Usuarios
Detección de fallas
Sistema de
diagnóstico
Algoritmos de
detección de fugas
Sección 3
Protocolos: 4-20 mA, HART, RS-232/485, UART, SPI, I2C. Modulo de comunicación
de RF compatible con las redes 2G y 3G de cualquier operador de telefonı́a celular.
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Comunicación entre dispositivos Io y la plataforma web.
1era estación IoT
[ L. Torres]
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1era estación IoT
[ L. Torres]
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1era estación IoT
[ L. Torres]
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1era estación IoT
[ L. Torres]
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1era estación IoT
[ L. Torres]
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Plataforma de registro y despliegue de datos
http://vt-unam-simapag.azurewebsites.net
I
I
I
I
Microsoft Azure (cloud computing services)
Envı́o de datos: cada 10 minutos
csv, .pdf, .xls
Los datos se guardan con la estampa de tiempo de envı́o.
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Análisis de la Información
Demanda del subsector (julio de 2019)
X 21.4531
Y 6.84
Water Demand (July 2019)
7
6
Abnormal Events
5
L/s
4
3
2
1
X 25.1328
Y 0.6
0
0
5
10
15
20
25
30
Days
[ L. Torres]
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Análisis de la Información
Demanda del subsector (julio de 2019)
Weekly Consumption (July 2019)
7
Week 1
Week 2
Week 3
Week 4
6
5
L/s
4
3
2
1
0
0
06:00
1
06:00
2
06:00
3
06:00
4
06:00
5
06:00
6
06:00
7
Days
[ L. Torres]
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Análisis de la Información
Demanda del subsector (julio de 2019)
Weekly Consumption (July 2019)
7
Week 1
Week 2
Week 3
Week 4
Average
6
5
L/s
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Days
[ L. Torres]
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Análisis de la Información
Demanda del subsector (julio de 2019)
Frequency Response of the Water Demand (July 2019)
X 0.041656
Y 0.99765
Minimum night flow
1
Flow rate (L/s)
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
Frequency (1/Hr)
[ L. Torres]
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Análisis de la Información
Demanda del subsector (julio de 2019)
Frequency Response of the Weekly Comsumption (July 2019)
1.4
Week 1
Week 2
Week 3
Week 4
1.2
1
L/s
0.8
0.6
X 0.16667
Y 0.36941
0.4
0.2
0
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
1/Hr
[ L. Torres]
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Análisis de la Información
Presión y flujo volumétrico (1era semana de julio de 2019)
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
Normalized pressure
Normalized flow rate
0.1
1st week (July 2019)
0
0
1
2
3
4
5
6
[ L. Torres]
7
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¿Qué sigue?
1
Obtener un modelo anual, mensual, semanal y diario de la
demanda del sector
2
Obtener un modelos hidrúlicos del sector
3
Obtener un modelo de distribución de cloro (DdC)
4
Calibrar modelos
5
Utilizar las mediciones de la red para dignósticar fugas
6
Utilizar el modelo de DdC para hacer reinyecciones de cloro.
7
Instalar mas estaciones IoT en otros subsectores
[ L. Torres]
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GRACIAS
[ L. Torres]
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