Disponibilidad de datos medioambientales del embalse En el Obersee se utiliza la monitorización medioambiental inteligente para supervisar, analizar y optimizar la calidad del agua.

Monitorización medioambiental en el Obersee de Bielefeld

Perfil del cliente


Embalse Obersee de Bielefeld

Embalse Obersee, Bielefeld

  • El embalse Johannisbachtalsperre, también conocido como Obersee, es la mayor masa de agua de la ciudad alemana de Bielefeld.
  • El embalse artificial tiene una superficie aproximada de 14,5 hectáreas.
  • El punto más profundo alcanza aprox. 2,5 metros.
  • El embalse es una popular zona de recreo local y un refugio para muchas especies animales autóctonas.

Reto


Aireación del Obersee de Bielefeld

Déficit de oxígeno y pruebas complejas de la calidad del agua

Durante los periodos cálidos del año, la escasa profundidad del embalse Obersee aumenta el riesgo de proliferación de algas. Esto provoca una mayor pérdida de oxígeno y puede hacer que el agua pierda su equilibrio. Esto afecta especialmente a las poblaciones de peces, para las que el oxígeno del agua es vital.

El análisis de la calidad del agua no es sencillo, ya que se precia una embarcación para recorrer el embalse. La Agencia de Medio Ambiente ya ha implantado nuestro sistema Smart Environmental IoT para poder identificar a tiempo las influencias ambientales negativas, de manera que los aireadores del sistema de aireación artificial solo se activen en caso de un déficit de oxígeno agudo.

Solución


Puesta en servicio de la Smart City Box en el Obersee de Bielefeld

Supervisión de las condiciones ambientales en tiempo real y aireación en función de las necesidades

En el embalse Obersee de Bielefeld, las condiciones medioambientales se controlan eficazmente mediante un sistema Smart Environmental IoT. La Agencia de Medio Ambiente de Bielefeld utiliza tecnología de sensores para medir la calidad del agua, con valores como la turbidez y el contenido de oxígeno. También se recogen datos sobre la calidad del aire y el contenido de CO2. Gracias a la integración de la Smart City Box, estos valores pueden registrarse y analizarse de manera ininterrumpida. Esto se consigue mediante el uso de tecnología inalámbrica LoRaWAN y los sensores conectados de forma convencional, que permiten la transmisión de los datos de los sensores alrededor del embalse y fuera de él, garantizando así la supervisión en tiempo real.

Los valores medidos que se recogen en el embalse y sus alrededores también pueden utilizarse para controlar la aireación artificial. Si el sistema de automatización local detecta valores negativos en el embalse, se activa la aireación en puntos concretos del embalse para suministrar oxígeno a los peces. Se puede acceder fácilmente a los datos históricos y actuales a través de una plataforma web IoT.

Mediante el registro de los valores medidos esperamos reducir significativamente el esfuerzo que supone el control del embalse Obersee. Además, podemos reaccionar más rápidamente ante los incidentes, ya que nos permite registrar los valores medidos de forma mucho más precisa y continua y recuperarlos en la plataforma IoT.

Marco Butzkies, Empleados

Detalles de la solución

Monitorización de los datos de los sensores
Sensores descentralizados
Smart City Box
Monitorización de los datos de los sensores

Tanto los datos de medición de los sensores locales como los de los sensores LoRaWAN descentralizados se transmiten con un módem a través de la red de radiotelefonía móvil a la plataforma IoT grovez.io de Phoenix Contact. Se trata de una aplicación web en la que se pueden visualizar los valores medidos. De este modo, los usuarios de la Agencia de Medio Ambiente de Bielefeld disponen de información actualizada del estado de las aguas. Además de los valores actuales, también es posible mostrar los datos históricos en tendencias, por ejemplo, para detectar las fluctuaciones en el contenido de oxígeno.

Además, los datos también se facilitan a otros usuarios, como los servicios públicos municipales, a través de una conexión de nube a nube. Esto permite a la propia plataforma de datos de los servicios municipales de Bielefeld acceder a los datos del broker MQTT central a través de una conexión VPN (Virtual Private Network) segura.

Sensores descentralizados

La tecnología de radio LoRaWAN se utiliza para garantizar una cobertura de radio óptima para los sensores descentralizados. LoRaWAN es una tecnología de red inalámbrica especialmente desarrollada para el IoT y para el registro de sensores descentralizados. A diferencia de otros sistemas basados en radio, LoRaWAN se caracteriza por una cobertura muy amplia con una baja absorción de corriente. Esto permite la transmisión inalámbrica de datos de sensores a una distancia de más de dos kilómetros en zonas urbanas y de hasta 40 kilómetros en zonas rurales, y todo ello con una batería de larga duración. Estas propiedades resultan especialmente importantes, ya que en el embalse Obersee y sus alrededores se han instalado un gran número de equipos.

La tecnología LoRaWAN utiliza un tipo específico de modulación para que las señales puedan transmitirse a largas distancias y en entornos difíciles. Las señales pueden transmitirse a través de edificios, árboles u otros obstáculos, por lo que la tecnología resulta ideal para aplicaciones de monitorización ambiental, como las del Obersee. La infraestructura LoRaWAN consiste básicamente en las pasarelas de enlace LoRaWAN, que permiten la comunicación entre los equipos terminales (nodos) y la red más amplia. Los radiotelegramas se convierten en paquetes TCP/IP en los equipos. También se necesita un servidor LoRaWAN que reciba los paquetes de datos, los decodifique y reenvíe los datos útiles o los valores medidos a otros sistemas.

Smart City Box

La solución de armario de control Smart City Box contiene todos los componentes necesarios para monitorizar las condiciones medioambientales en el embalse Obersee. Los sensores con distintas interfaces pueden conectarse fácilmente al sistema universal. Además de los valores medidos de turbidez del agua y contenido de oxígeno, también se registran la temperatura del aire, la presión atmosférica y el contenido de CO2. Para ello, se han instalado alrededor del Obersee varios sensores compatibles con LoRaWAN de distintos fabricantes. Los valores medidos se transmiten al PLC integrado en la Smart City Box. PLCnext Control supervisa los sensores y permite detectar errores de medición. Una pasarela de enlace instalada de forma centralizada en la Smart City Box proporciona cobertura de radio en la presa. El armario de control puede ampliarse modularmente según las necesidades.

Gestión medioambiental inteligente con la Smart City Box

Con la Smart City Box, puede conectar fácilmente los datos de la ciudad, desde el sensor hasta el sistema de control. La transparencia de los datos ayuda a derivar medidas de optimización específicas para hábitats eficientes y sostenibles. La caja de uso universal se conecta simplemente a la infraestructura existente.

Todas las aplicaciones se basan en la adquisición de datos de sensores en tiempo real y la transmisión inalámbrica de datos. Gracias a la arquitectura de sistema abierto, la caja puede integrarse fácilmente tanto en los centros de datos municipales como en muchas otras plataformas IoT.

Sus ventajas

  • Transparencia de los datos medioambientales: control a distancia en tiempo real de la turbidez del agua y el contenido de oxígeno
  • Integración sencilla de sensores descentralizados con varias interfaces
  • Interfaces abiertas incluso en la nube para el suministro de datos a todas las partes implicadas
  • Derivación de medidas eficaces para la protección sostenible del medio ambiente
  • El control automatizado de la aireación en función de las necesidades ahorra energía, costes y recursos

Contacto


Joel Stratemann
Joel Stratemann
Manager Business Development Smart Cities
Estaré encantado de apoyarle en su camino hacia una Smart City. Benefíciese de nuestros numerosos años de experiencia y de una amplia gama de servicios.

Productos


Un técnico con una tablet delante de un armario de control

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Conclusión


Aireación óptima del Obersee

Calidad óptima del agua mediante el uso de datos medioambientales

El uso de datos medioambientales ofrece un amplio abanico de ventajas para las ciudades y los municipios. Por ejemplo, se pueden ahorrar costes y recursos controlando las condiciones ambientales en tiempo real y tomando en consecuencia medidas inmediatas. Para determinar la calidad actual del agua, la Agencia de Medio Ambiente de Bielefeld tenía que tomar regularmente muestras del agua del embalse desde un barco. Gracias a la combinación de los sensores instalados con la Smart City Box, estos valores pueden registrarse y analizarse en cualquier momento del día o de la noche. La conclusión es que la combinación de la automatización clásica con las aplicaciones IoT permite a la Agencia Medioambiental de Bielefeld mejorar las condiciones medioambientales, a la vez que se reducen el tiempo y los costes.