ES2626970A2 - Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático - Google Patents

Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático Download PDF

Info

Publication number
ES2626970A2
ES2626970A2 ES201600064A ES201600064A ES2626970A2 ES 2626970 A2 ES2626970 A2 ES 2626970A2 ES 201600064 A ES201600064 A ES 201600064A ES 201600064 A ES201600064 A ES 201600064A ES 2626970 A2 ES2626970 A2 ES 2626970A2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
conductivity
sensors
data
conductivity sensors
metal sheets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES201600064A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2626970R1 (es
ES2626970B1 (es
Inventor
Fernando COSTA GONZALEZ
José ANTA ÁLVAREZ
Enrique PEÑA GONZALEZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidade da Coruna
Original Assignee
Universidade da Coruna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidade da Coruna filed Critical Universidade da Coruna
Priority to ES201600064A priority Critical patent/ES2626970B1/es
Publication of ES2626970A2 publication Critical patent/ES2626970A2/es
Publication of ES2626970R1 publication Critical patent/ES2626970R1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2626970B1 publication Critical patent/ES2626970B1/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/27Association of two or more measuring systems or cells, each measuring a different parameter, where the measurement results may be either used independently, the systems or cells being physically associated, or combined to produce a value for a further parameter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/1886Water using probes, e.g. submersible probes, buoys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/05Conductivity or salinity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático. El sistema comprende un conjunto de sensores de conductividad (1), un circuito acondicionador de señal (5) para el acondicionamiento de las señales provenientes de los sensores de conductividad (1), y un circuito de adquisición de datos (6) para el registro de datos de las señales acondicionadas de forma continua. Los sensores de conductividad (1) están distribuidos en la superficie de una malla (4) de sensores (1). Cada sensor de conductividad (1) comprende dos láminas metálicas (2), paralelas y enfrentadas entre sí, y parcialmente embutidas en un soporte (3) de un material aislante. La presente invención permite medir de manera continua la dispersión de vertidas en medios receptores acuáticos con diferente densidad al del efluente inicial.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Sistema y metodo para la monitorizacion de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuatico.
Campo de la invencion
La presente invencion se engloba dentro del campo de la monitorizacion de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuatico, como por ejemplo vertidos de salmueras en el mar (vertidos hiperdensos), y tambien vertidos de aguas residuales o aguas pluviales en medios marinos (vertidos hipodensos) o cualquier masa de agua con cambios en la densidad provocadas por alteraciones en la temperatura y/o salinidad.
Antecedentes de la invencion
Los efluentes hiperdensos tienden a dispersarse sobre el fondo del medio receptor sobre el cual se produce el vertido, dado que el vertido o efluente (e.g. salmuera) tiene una mayor densidad que la del medio (e.g. medio ambiente marino). En el caso del vertido hipodenso, el efluente tiene menor densidad, y la dispersion depende de una combination de las caracterlsticas geometricas del sistema de vertido y las condiciones hidrodinamicas del medio receptor. Para caracterizar los fenomenos de dispersion y dilution de vertidos de distinta densidad en modelo flsico, las tecnicas empleadas mas comunes son de dos tipos principalmente.
En primer lugar las metodologlas no intrusivas, que utilizan tecnicas opticas de gran resolution, por ejemplo sistemas laser. Estos sistemas han sido usados en distintas investigaciones, como en Kikkert et al. 2007 [1], que empleo las tecnicas laser para determinar la dilucion alcanzada. Mas recientemente se han empleado estas tecnicas para la medicion de campos de velocidades (Shao et al. 2010 (2]).
En segundo lugar las metodologlas intrusivas, basadas en la extraction de una cantidad determinada de vertido, mediante una bomba peristaltica para su posterior analisis, o la medicion directa de un parametro determinado del vertido mediante un conductivlmetro comercial. Estas metodologlas fueron empleadas antes que las tecnicas no intrusivas por Roberts et al. 1997 [3], entre otros.
Las ventajas de las tecnicas no intrusivas son fundamentalmente que permiten medir sin provocar alteraciones en el flujo del vertido que falseen los datos. No obstante el principal inconveniente de las tecnicas opticas convencionales es que limitan su aplicacion al estudio de una section en alzado, normalmente el eje medio del perfil. Por otro lado, las tecnicas intrusivas permiten extraer information de varios puntos del vertido, aunque puntualmente. El aspecto negativo es la turbulencia inducida al introducir el sensor en el medio a estudiar, induciendo fenomenos flsicos que no existen en la realidad.
El documento de patente GB2283572-divulga el uso de un sensor multiparametrico para determinar la calidad del agua. El sensor mide un Indice de calidad del agua, en particular la conductividad. Sin embargo, el sensor no esta disenado para minimizar la turbulencia provocada por el mismo. Por su propia configuration el sistema no permite evaluar los vertidos de forma continua, ya que el sistema mide puntualmente.
Para la evaluation de la conductividad de la salmuera proveniente de una planta de desalacion, el documento de patente EP2385020-A1 divulga un dispositivo que controla la concentration de un vertido de desaladora para regular el funcionamiento de los sistemas de desalacion y no sobrepasar un cierto umbral de salinidad en el efluente que
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
pueda ser danino para el medio ambiente. Este dispositivo esta enfocado a evaluar el vertido antes de la emision de residuos, sin embargo no esta enfocado a monitorizar la evolucion del vertido una vez que se ha realizado la descarga de las salmueras.
El documento de patente WO2009013503-A1 divulga el uso de una red de sensores especlficamente colocados a distintas profundidades para medir y controlar la evolucion de un contaminante. En este caso la red de sensores esta disenada para medir el Indice de calidad del agua en el medio marino, y no se ha disenado para el empleo de la metodologla en laboratorio.
Por ello se hace necesaria una tecnica de medicion fiable y que no altere el flujo, que pueda extraer information de una malla espacial que no se limite al eje medio del vertido y que sea lo mas inocua posible. La presente invention puede ser empleada en trabajos de laboratorio, y gracias a su versatilidad es aplicable a cualquier medio receptor acuatico (canal de experimentation hidrodinamico de geometrla variable, lagos, embalses, rlos y has, mar), as! como los diferentes tipos de vertidos estudiados (hiperdensos e hipodensos).
Chowdhury y Testik (2014) [4] hacen una revision importante de las tipologlas de corrientes de gravedad y su comportamiento hidrodinamico, y son susceptibles de ser analizadas con la presente invencion. Los posibles casos de aplicacion a escala de laboratorio serlan los flujos inducidos por cambios de salinidad y temperatura como los flujos bicapa, las corrientes de gravedad producidas por los vertidos de desaladoras, depuradoras o de otros contaminantes.
Referencias bibliograficas
[1] Kikkert, G. A., Davidson, M., J., Nokes, R., I., 2007. Inclined negatively buoyant discharges, Journal of Hydraulic Engineering, vol. 133, pp. 545-554.
[2] Shao, D., Law, A., W., K., 2010. Mixing and boundary interactions of 30° and 45° inclined dense jets, Environmental Fluid Mechanics, vol. 10, N° 5, pp. 521-553.
[3] Roberts, P., J., W., Ferrier, A., Daviero, G., 1997. Mixing in inclined dense jets, Journal of Hydraulic Engineering, vol. 123, N° 8, pp. 693-699.
[4] Chowdhury M.R., Testik F.Y., 2014. A review of gravity currents formed by submerged single-port discharges in inland and coastal waters, Environmental Fluid Mechanics, vol. 14, pp. 265-293.
Description de la invencion
La presente invencion se refiere a un sistema de monitorizacion de la dispersion de un vertido hiperdenso (como por ejemplo la salmuera) saliente de un emisor subacuatico empleando una malla de sensores. Estos sensores miden la conductividad y, a partir de ella, se infiere la concentracion de la salmuera y la densidad del medio receptor. El sensor esta compuesto de dos laminas metalicas paralelas enfrentadas, ambas embutidas parcialmente en un soporte aislante en el que se encuentran las correspondientes conexiones. El conjunto de sensores esta dispuesto en forma de malla sobre un soporte aislante por el que se interconectan cada uno de los sensores. Dicha malla de sensores tiene una geometrla que se puede adaptar al tipo de vertido que se pretende monitorizar.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
La ventaja que aporta el sensor reside en que, por su particular geometrla plana y su orientacion paralela al flujo del vertido, la turbulencia introducida en el flujo del vertido hiperdenso, es muy reducida frente a la que causarla la utilization de otro equipo de monitorizacion comercial mas intrusiva.
Un primer aspecto de la presente invention se refiere a un sistema para la monitorizacion de vertidos en un medio receptor, que comprende un conjunto de sensores de conductividad distribuidos en una malla, donde cada sensor de conductividad comprende dos laminas metalicas (preferentemente pletinas de acero inoxidable), paralelas y enfrentadas entre si, y parcialmente embutidas en un soporte de un material aislante, y preferentemente alineadas con la direction principal de flujo del vertido. En una realizacion preferida las laminas metalicas estan soldadas a dos cables rematados en sendos conectores para su conexion a un circuito acondicionador de serial.
Un segundo aspecto de la presente invencion se refiere al sistema para la monitorizacion de vertidos en un medio receptor, que comprende el conjunto de sensores de conductividad descrito en el primer aspecto, un circuito acondicionador de las senales provenientes de los sensores de conductividad, y un circuito de adquisicion de datos para el registro de las senales acondicionadas de forma continua. El sistema puede comprender una unidad de procesamiento de datos para el analisis de los datos de conductividad registrados por el circuito de adquisicion de datos.
Un tercer aspecto de la presente invencion se refiere a un metodo para la monitorizacion de vertidos en un medio receptor. El metodo comprende medir la conductividad del vertido segun circula por el medio receptor mediante un conjunto de sensores de conductividad distribuidos en una malla de medida dispuesta en el medio, y donde cada sensor de conductividad comprende dos laminas metalicas, paralelas y enfrentadas entre si, parcialmente embutidas en un soporte de un material aislante, y preferentemente alineadas con la direccion principal de flujo del vertido.
El metodo ademas comprende una etapa de tratamiento de datos, que permite acondicionar las senales provenientes de los sensores de conductividad y registrar de forma continua los datos de las senales acondicionadas. La etapa de tratamiento de datos puede comprender adicionalmente el analisis de los datos de conductividad registrados. El metodo debe constar de una etapa de calibration previa de los sensores de conductividad empleados en el sistema La etapa de calibracion permite ajustar el funcionamiento de los sensores a los rangos de temperaturas y salinidades esperables en el medio a monitorizar.
La presente invencion surge como respuesta a la necesidad de analizar la dispersion en planta de una corriente de gravedad, formada a partir de un vertido hiperdenso como una salmuera. Los sensores desarrollados permiten obtener mediciones en una malla dispuesta en el fondo del medio receptor en el que se produce el vertido. De esta forma se obtiene una medida precisa de la dilution alcanzada del vertido, que posteriormente se transforma a un valor de densidad, y su evolution temporal. Lo mas destacable del sistema desarrollado es la poca interaccion que tienen los elementos de medida sobre el flujo de salmueras, en contraposition a las tecnicas convencionales usadas para la medicion de un parametro flsico (conductividad), como las bombas peristalticas o los conductivlmetros comerciales.
La presente invencion esta enfocada a la monitorizacion de vertidos con diferente densidad a la del medio receptor, ya sean vertidos hiperdensos o hipodensos. Si bien la presente invencion se ha enfocado a su aplicacion en vertidos de salmueras en el mar (vertidos hiperdensos), la metodologla desarrollada en la presente invencion es tambien
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
valida para otros vertidos con diferente salinidad y temperatura a la del medio receptor (ya sean de flotabilidad positiva o negativa).
La metodologia planteada en la presente invention forma parte de un sistema integrado de medicion, basado en sensores de conductividad y una malla geometrica que permite obtener estimaciones de la evolution espacial y temporal de la densidad de un vertido hipersalino en un medio receptor. El sistema consta de un conjunto de sensores de conductividad dispuestos en una malla reticular, a fin de ajustarse al medio receptor. La disposition de los sensores puede ser modificada dependiendo del vertido que vaya a ser medido, empleando cualquier tipo de malla regular o irregular.
La configuration de placas plano-paralelas de los sensores subacuaticos de conductividad y la distribution de los sensores en una malla fija, con la intention de obtener datos de la dispersion del vertido, permiten una precisa monitorizacion del mismo al registrar directamente la conductividad del fluido sin provocar alteraciones en el flujo y, con ello, evitando medidas incorrectas.
De esta forma la presente invencion permite medir la dispersion de los vertidos en el fondo de manera continua, lo que supone una gran diferenciacion con las metodologias mas comunes de monitorizacion, que miden las propiedades fisicas del vertido bien de manera puntual (conductrnmetros comerciales) o bien en un perfil vertical del vertido (tecnicas laser u otras).
Breve descripcion de los dibujos
A continuation se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invencion y que se relacionan expresamente con una realization de dicha invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta.
La Figura 1 muestra una realizacion particular de un sensor de conductividad empleado en la presente invencion, junto con las conexiones necesarias para su correcto funcionamiento.
La Figura 2 muestra de manera esquematica distintos elementos del sistema de monitorizacion de vertidos.
La Figura 3 representa un ejemplo de la monitorizacion de un vertido de salmuera en el canal de experimentation hidrodinamico empleado para la calibration del sistema de la presente invencion.
La Figura 4 muestra una evolucion temporal de la concentration de salinidad del vertido de salmuera obtenida segun el ensayo de la Figura 3.
La Figura 5 representa un mapa de concentraciones de salinidad del vertido obtenido en la zona de medicion segun el ensayo de la Figura 3.
Descripcion detallada de la invencion
La presente invencion se refiere a un sistema para la monitorizacion de la dispersion de la salmuera saliente de un emisor subacuatico, que utiliza una malla de sensores. La Figura 1 muestra una realizacion particular de un sensor de conductividad 1 empleado en la malla de sensores. El sensor de conductividad 1 comprende dos pletinas o laminas metalicas 2, paralelas y enfrentadas entre si, y parcialmente embutidas en un soporte 3 de un material aislante en el que se encuentran las correspondientes conexiones. Como
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
se puede apreciar en la Figura 1, las laminas metalicas 2 se sueldan a dos cables 12, cada uno de ellos rematado en un conector BNC 13 que se conecta a un circuito acondicionador de senal 5. En una realization particular las laminas metalicas 2 son pletinas de acero inoxidable (e.g. tipo A-316). Para el montaje de estas dos pletinas se emplea un material aislante que no induzca un registro erroneo en la medicion, preferentemente madera, plastico o metacrilato.
El sistema permite medir la conductividad del medio en el que se posicionan los sensores a traves de las dos laminas metalicas 2 montadas sobre el soporte 3. La especial configuration plana del sensor de conductividad 1 evita la production de turbulencias que pudiera desvirtuar las medidas de conductividad realizadas.
La Figura 2 representa un esquema del sistema de medicion, que comprende una malla 4 de sensores de conductividad 1, dispuestos de forma que la position de sensores 1 se puede modificar y ajustar a distintas geometrlas. El sistema tambien comprende un circuito acondicionador de senal 5 para el acondicionamiento y amplification de la senal registrada por los sensores, un circuito de adquisicion de datos 6 y una unidad de procesamiento de datos 7 (e.g. un ordenador o cualquier otro dispositivo electronico con capacidad de analisis de datos). La malla de sensores 4 tiene la funcion de soporte y de mantener fija la posicion de cada uno de los sensores de conductividad 1 durante el experimento. La malla de sensores 4 se realiza en un material que no introduzca errores en la medida por alteration del flujo o la corriente electrica. En la realizacion mostrada en la Figura 2 se emplea una placa de metacrilato sobre soportes de metacrilato con una altura de 5 cm sobre el fondo del canal de experimentation hidrodinamico donde se ha realizado la calibracion del sistema.
Al variar la concentration de sal en el sensor de conductividad 1, teniendo en cuenta la Ley de Ohm (V=RxI), dada una intensidad conocida (I), la diferencia de potencial variara al variar la resistividad (inversa de la conductividad). De este modo se caracteriza toda el area de interes con la malla de sensores 4. Gracias al circuito acondicionador de senal 5 se registran los cambios de la diferencia de potencial. Para poder tratar las senales de cada sensor de conductividad 1 se emplea una unidad de procesamiento de datos 7, donde se graban y visualizan los datos en tiempo real con una determinada frecuencia de adquisicion (e.g. de 50Hz).
Uno de los aspectos fundamentales para determinar los cambios de densidad de un fluido afectado por vertidos es analizar la conductividad del medio, que depende de la concentracion de sales y la temperatura del medio. Por este motivo, los sensores de conductividad 1 se deben calibrar previamente en una urna o deposito con distintos pares de valores de salinidad - temperatura conocidos. El rango de variation de los parametros de salinidad y temperatura deben ajustarse al rango de trabajo previsto en el canal de experimentacion hidrodinamico, o en general del medio receptor acuatico que se pretende monitorizar. Esta calibration se puede realizar a un sensor en particular o a un conjunto de sensores de forma simultanea. Con el fin de que el sistema de medicion funcione correctamente, se pueden emplear dos metodos de calibracion diferentes:
- En el primer metodo de calibracion, para varios pares de valores constantes y conocidos de temperatura (°C) y salinidad del medio en gramos de sal por litro (g/L), se registran los valores de las sondas 1 en voltios (V). Por medio de un conductivlmetro comercial se determina la conductividad del medio (pS/cm). Con la medida de conductividad los equipos comerciales tambien determinan de manera directa la salinidad del medio en partes por mil (ppm) o psu (practical salinity units). Finalmente, teniendo en cuenta la temperatura del agua (°C) y su salinidad (psu) se obtiene la densidad del medio en (kg/m3) aplicando la formula de la Ecuacion Internacional de Estado del Agua Salada
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
recogida en la referenda "Background papers and supporting data on the International Equation of State of Seawater 1980" (UNESCO, 1981).
- La segunda metodologia se basa en la determination directa de la salinidad a traves del registro del voltaje. Dada una concentration de sal y temperatura conocidas, se registra el voltaje correspondiente (V). Empleando los valores de salinidad y temperatura conocidos se puede determinar directamente la densidad del medio aplicando la formula de la UNESCO.
Para determinar cual de los dos metodos de calibration funciona mejor, se realiza una sencilla comprobacion para cada uno de los sensores de conductividad 1 del sistema. Se estima la densidad con ayuda de un densimetro comercial y, posteriormente, se compara el valor registrado con las densidades obtenidas por los metodos de calibracion expuestos anteriormente.
En las Figuras 3A, 3B y 3C se aprecia la ubicacion de la malla 4 de sensores de conductividad 1 en un ejemplo de realization, donde la Figura 3A muestra una vista lateral, la Figura 3B una vista en planta y la Figura 3C una vista frontal. Los sensores de conductividad 1 se colocan en el fondo de la zona que se pretende caracterizar, adecuando su disposition a la geometria esperada del vertido 9. Los sensores de conductividad 1 se disponen de forma que las laminas metalicas 2 queden alineadas con la direction principal de flujo 10 del vertido, como se aprecia en el zoom de la Figura 3B.
Si bien en la realizacion de las Figuras 3A-3C se muestra la malla 4 de sensores 1 ubicada en el fondo del canal de experimentation hidrodinamico donde se ha realizado la calibracion del sistema 8, no tiene necesariamente que estar en el fondo ya que se pueden colocar en position elevada sobre el mismo. Por tanto, los sensores de conductividad 1 pueden colocarse en el fondo o a una altura deseada, en funcion de cada tipo de medio a analizar. Por otro lado, el medio receptor puede tener diferentes geomethas. En el ejemplo de las Figuras 3A-3C el fondo del canal de experimentacion hidrodinamico 8 tiene forma rectangular, estando las laminas metalicas 2 alineadas con la dimension mayor de dicho fondo.
Para una description mas comprensible, se expone a continuation un ejemplo de un vertido 9 de salmuera y su monitorizacion, segun se muestra en las Figuras 3A-3C. Debe de entenderse que los sensores detectan cualquier cambio en la conductividad del medio, por lo que tambien podhan aplicarse a un vertido 9 de aguas de misma salinidad pero temperaturas diferentes, o bien vertidos hipodensos en medios marinos (aguas residuales o pluviales).
Para un vertido 9 de salmuera con una concentracion inicial de 28.5 psu, mediante un emisario sumergido y una inclination inicial de 60 grados, se genera un vertido con dos fases. La primera fase del vertido 9, no estudiada por el sistema de medicion de la presente invention, es un chorro sumergido que alcanza una cota maxima, para luego caer e impactar sobre el fondo del canal de experimentacion hidrodinamico 8. La segunda fase del vertido 9 es una corriente de gravedad, que es el objetivo del sistema de la presente invencion.
Previamente se ha instalado la malla 4 de sensores de conductividad 1 en el fondo del canal de experimentacion hidrodinamico 8 con unas dimensiones de 30 cm de ancho por 60 cm de largo para este caso en particular, con doce sensores de conductividad 1 en total. El numero y disposicion de los sensores de conductividad 1 se puede ajustar a las necesidades de cada escenario de monitorizacion. Los sensores de conductividad 1 se
5
10
15
20
25
30
disponen de forma que las laminas metalicas 2 queden alineadas con la longitud principal del canal de experimentation hidrodinamico 8.
El vertido 9 de salmuera alcanza la zona de medicion de la malla de sensores 4, lo cual induce un cambio de la conductividad del medio, expresado en voltios (V). A traves del acondicionador de serial 5 se miden las variaciones de diferencia de potencial entre las laminas metalicas 2 atendiendo a la ley de Ohm. Luego conocido el amperaje inicial, y la diferencia de potencial medido, se puede estimar la variation de resistividad, o lo que es lo mismo, su inversa que es la conductancia.
Una vez registrados los datos mediante el circuito de adquisicion de datos 6 y analizados en una unidad de procesamiento de datos 7, se obtiene una evolution temporal de la salinidad o densidad del medio 11, mostrada en el ejemplo de la Figura 4. Para determinar dicha evolucion es necesario aplicar el proceso de calibration explicado con anterioridad. En la Figura 4 se observa como inicialmente la salinidad del medio es nula porque el vertido no ha alcanzado la zona de analisis. A continuation, y a medida que comienza a fluir la corriente de gravedad por el fondo del canal de experimentacion hidrodinamico 8, la salinidad y densidad del medio aumenta progresivamente. A partir del registro 11 se establece un momento a partir del cual la salinidad varla poco, o sigue una cierta periodicidad, por el cual se considera que el vertido 9 ha alcanzado su estado estacionario. A continuacion se promedia el valor de cada uno de los sensores de conductividad 1 de la malla 4 durante la fase de vertido en estado estacionario. Una vez promediado se puede representar un mapa de concentraciones de salinidad (psu), de diluciones o densidades, en el area comprendida entre los doce sensores de conductividad 1, tal como muestra la Figura 5.
El sistema de medicion esta disenado para monitorear un area o zona afectada por un vertido 9. El aparato de medicion se compone de al menos dos sensores de conductividad 1. La disposition de los mismos se adaptara a la geometrla del vertido 9 y al area concreta a estudiar. Los sensores de conductividad 1 son colocados de tal forma que la alineacion de las laminas metalicas 2 coincida con la direction de flujo 10 predominante del vertido 9 a fin de minimizar los efectos turbulentos no deseados.

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    1. Sistema para la monitorizacion de vertidos en un medio receptor, que comprende un conjunto de sensores de conductividad (1), caracterizado por que los sensores de conductividad (1) estan distribuidos en la superficie de una malla (4) de sensores (1), y por que cada sensor de conductividad (1) comprende dos laminas metalicas (2), paralelas y enfrentadas entre si, y parcialmente embutidas en un soporte (3) de un material aislante.
  2. 2. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las laminas metalicas (2) estan soldadas a dos cables (12) rematados en sendos conectores (13) para su conexion a un circuito acondicionador de senal (5).
  3. 3. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las laminas metalicas (2) son pletinas de acero inoxidable.
  4. 4. Sistema segun la reivindicacion 1 que comprende, adicionalmente, un circuito acondicionador de senal (5) para el acondicionamiento de las senales provenientes de los sensores de conductividad (1), y un circuito de adquisicion de datos (6) para el registro de datos de las senales acondicionadas de forma continua.
  5. 5. Sistema segun la reivindicacion 4, caracterizado por que comprende una unidad de procesamiento de datos (7) para el analisis de los datos de conductividad registrados por el circuito de adquisicion de datos (6).
  6. 6. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado por que las laminas metalicas (2) estan soldadas a dos cables (12) conectados al circuito acondicionador de senal (5).
  7. 7. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que las laminas metalicas (2) de los sensores de conductividad (1) son pletinas de acero inoxidable.
  8. 8. Metodo para la monitorizacion de vertidos en un medio receptor, mediante un sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que comprende medir la conductividad del vertido (9) segun circula por el medio receptor.
  9. 9. Metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado por que comprende una etapa de tratamiento de datos, donde dicha etapa comprende acondicionar las senales provenientes de los sensores de conductividad (1) y registrar de forma continua los datos de las senales acondicionadas.
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 11, caracterizado por que la etapa de tratamiento de datos comprende adicionalmente el analisis de los datos de conductividad registrados.
  11. 11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por que comprende una calibration previa en canal de experimentation hidrodinamico de los sensores de conductividad (1) dentro del rango de temperaturas y salinidades a los que se someten el vertido (9) y el medio receptor. A partir de la calibracion efectuada se puede determinar la densidad del medio.
  12. 12. Metodo segun las reivindicaciones 8 a 11 para uso del sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en canal de experimentacion hidrodinamico.
  13. 13. Metodo segun las reivindicaciones 8 a 11 para uso del sistema segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en medio receptor acuatico natural (lagos, embalses, rlos y rlas, mar).
ES201600064A 2016-01-22 2016-01-22 Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático Active ES2626970B1 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201600064A ES2626970B1 (es) 2016-01-22 2016-01-22 Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201600064A ES2626970B1 (es) 2016-01-22 2016-01-22 Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ES2626970A2 true ES2626970A2 (es) 2017-07-26
ES2626970R1 ES2626970R1 (es) 2017-08-09
ES2626970B1 ES2626970B1 (es) 2018-04-03

Family

ID=59363308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201600064A Active ES2626970B1 (es) 2016-01-22 2016-01-22 Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2626970B1 (es)

Also Published As

Publication number Publication date
ES2626970R1 (es) 2017-08-09
ES2626970B1 (es) 2018-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2884096T3 (es) Dispositivo y método para la medición de la profundidad de medios
CN205593800U (zh) 一种自动调节式深水水样采集装置
Oldham et al. The effect of emergent vegetation on convective flushing in shallow wetlands: Scaling and experiments
Toran et al. Observing lingering hyporheic storage using electrical resistivity: variations around stream restoration structures, Crabby Creek, PA
TWI509227B (zh) 液位量測裝置
Gravelle 3.3. 5. Discharge Estimation: Techniques and Equipment
JP4009696B2 (ja) 流体の流速算出方法
US10612952B2 (en) Automatic pulse tracer velocimeter
ES2626970B1 (es) Sistema y método para la monitorización de vertidos de distinta densidad en un medio receptor acuático
Wirtz et al. Soil Erosion on Abandoned Land in Andalusia: A Comparison of Interrill‐and Rill Erosion Rates
KR101221646B1 (ko) 소하천용 수질 모니터링 장치
Song et al. PIV experimental investigation of the outflow temperature from nonlinearly stratified reservoir regulated by floating intake
KR101892172B1 (ko) 농도 측정 기능을 구비한 용액 저장 탱크 및 이의 구동 방법
Carling et al. A new method to determine interstitial flow patterns in flume studies of sub‐aqueous gravel bedforms such as fish nests
CN108693219B (zh) 一种根据测定导电率检测水质硬度的装置及其检测方法
Munwes et al. Discharge estimation of submarine springs in the Dead Sea based on velocity or density measurements in proximity to the water surface
Al-Shukur et al. Experimental investigation of flow characteristics over crump weir with Different conditions
Hollins et al. Measurement of the diffusion coefficient for salt in salt flat and mangrove soils
CN105388042A (zh) 浮动式径流泥沙取样全深剖面进水器
JP4005056B2 (ja) 地下水流動測定装置
Malcangio et al. Physical modelling of buoyant effluents discharged into a cross flow
Kasperek et al. High gradient meander-modular fish passes for hydroelectric power objects
KR102631531B1 (ko) 제설 용액의 농도 측정 기능을 구비한 용액 저장 탱크 및 이의 구동 방법
RU181293U1 (ru) Устройство для фиксации максимального уровня воды в стоячих водоемах
BR102016007861A2 (pt) Automated equipment for saturated soil permeability measures in field

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2626970

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20180403