Telemetría y sensores de calidad del agua: cómo elegir

Los sensores y la telemetría permiten vigilar a distancia la calidad del agua: miden pH, conductividad, turbidez o cloro y envían cada lectura a una plataforma de supervisión. A continuación se exponen los parámetros que conviene medir, la forma de transmitir y validar los datos, los criterios para elegir e instalar las sondas y lo que exige la normativa española según el uso del agua.

¿Qué miden los sensores de calidad del agua?

Un parámetro es la magnitud que se mide, y el sensor es el instrumento que la mide. Entre los tipos de sensores de calidad del agua hay instrumentos para propiedades físicas, químicas y biológicas. Cada uno responde a un riesgo distinto, de modo que la elección parte de lo que debe vigilarse en su instalación.

Variables básicas y límites de lectura

Caudal, volumen, presión y nivel describen el funcionamiento hidráulico. Un contador de consumo, en cambio, no mide la calidad del agua. Las variables de calidad más habituales son estas:

• Temperatura y pH: la temperatura se expresa en °C y el pH indica la acidez o la alcalinidad del agua.
• Conductividad: los sensores de conductividad miden en µS/cm una señal ligada a los iones disueltos. Una variación puede advertir de un cambio de mezcla o de una salinización, pero no identifica la sustancia ni demuestra la potabilidad.
• Turbidez: los sensores de turbidez miden en UNF la luz que dispersan las partículas y ayudan a vigilar la filtración o los arrastres.

Cada lectura de calidad del agua tiene sus propios límites. La salinidad calculada a partir de la conductividad depende también de la temperatura. La turbidez no equivale a un análisis microbiológico ni a la cantidad de sólidos en suspensión. Además, las burbujas, la suciedad de la óptica y el tipo de partícula pueden alterar la medida.

Desinfección y señales electroquímicas

Los sensores de cloro miden el desinfectante residual: el cloro libre, expresado en mg/L. Para interpretar el valor hay que tener en cuenta el punto de medida, el tratamiento aplicado y la evolución de la lectura en el tiempo. Un dato aislado dice poco si no se sabe dónde se ha tomado.

El potencial redox, u ORP, indica de forma indirecta si el agua tiene condiciones oxidantes, pero no equivale a una concentración de cloro. Comercial del Agua ofrece electrodos de ORP y de pH, además de un kit pH/RX para la bomba peristáltica EF110 STEIEL. Estos productos figuran en el catálogo de electrodos de pH y ORP.

El tipo de analizador también influye en el resultado. Un analizador amperométrico de cloro mide una corriente electroquímica y necesita un flujo de muestra compatible; uno colorimétrico DPD añade un reactivo. En la práctica, la lectura depende de la especie que se detecta, el pH, la temperatura, posibles interferencias y el estado de la membrana.

Indicadores de tratamiento y actividad biológica

Además del control de la desinfección, otras sondas siguen el proceso de tratamiento o el estado de una masa de agua. Su utilidad depende del tipo de instalación:

• Oxígeno disuelto: los sensores de oxígeno disuelto expresan en mg/L el oxígeno presente en el agua. Se usan en depuración, acuicultura y vigilancia de ecosistemas acuáticos.
• Demanda química de oxígeno: sigue la contaminación orgánica en el tratamiento de aguas residuales.
• Amonio y nitrato: ayudan a vigilar los posibles efectos de una escorrentía agrícola o de un vertido.
• Clorofila y cianobacterias: indican la actividad de las algas en lagos y embalses.

Las señales microbiológicas rápidas pueden servir como alerta temprana. Sin una validación específica, no deben tomarse como un recuento equivalente de patógenos.

¿Cómo funciona la telemetría del agua?

La telemetría en agua sigue una cadena de pasos: medida, registro con fecha y hora, transmisión, validación, análisis y, por último, alerta o actuación. La telelectura obtiene a distancia el dato de un contador. El telecontrol, además, permite supervisar o accionar equipos.

Transmisión de datos mediante IoT

Los datos de los sensores llegan a un controlador por pulsos, buses industriales o señales de 4–20 mA. Después, Ethernet, fibra, radio o redes celulares conectan cada emplazamiento con el sistema de supervisión. Cada uno de estos protocolos y medios se adapta a una distancia y a un entorno distintos.

Dentro de una planta, el Wi-Fi sirve para los enlaces cercanos. En cambio, LoRaWAN cubre puntos distribuidos con más alcance y bajo consumo, y los módulos celulares conectan los controladores con plataformas remotas. Toda solución IoT requiere comprobar la cobertura real, la latencia y la energía disponible: donde no hay red eléctrica, hace falta una alimentación alternativa, como la solar con baterías.

Validez y continuidad de los datos

Cada registro debe incluir el valor, la unidad, el punto de medida, la hora sincronizada y el estado de calidad, además de las calibraciones o los trabajos de mantenimiento. Una lectura tomada durante una limpieza o sin flujo se marca como no válida.

Una vez validados, los registros se aprovechan en los sistemas de monitoreo remoto, que reúnen varios emplazamientos. Sus históricos ponen de manifiesto tendencias y lecturas ausentes. El monitoreo continuo de la calidad del agua detecta cambios que pasan inadvertidos entre dos muestras puntuales, aunque no elimina las visitas ni los análisis exigidos.

La gestión inteligente del agua debe distinguir un sensor anómalo de un agua anómala. También tiene que conservar los datos y reenviarlos tras una pérdida de enlace, porque recibir un dato en tiempo real no garantiza que siga vigente. Los sensores inteligentes y las plataformas conectadas necesitan autenticación, cifrado, cortafuegos y actualizaciones de firmware.

Alertas y respuesta operativa

Un consumo nocturno persistente, una caída de presión o una turbidez creciente generan alertas que solicitan una comprobación. Las fluctuaciones hidráulicas pueden motivar la detección de fugas, pero no prueban por sí solas que exista una. Una alarma bien diseñada combina umbrales aplicables, límites preventivos, persistencia, histéresis, velocidad de cambio y calidad del dato. Además, debe definir quién la confirma y cómo, sin retrasar una alerta sanitaria solo para reducir falsas alarmas.

Ante una desviación se aplica un procedimiento: inspección, muestreo o maniobra autorizada. En desinfección, para ajustar la dosificación hay que relacionar caudal tratado, turbidez, pH, cloro libre, tiempo de contacto y residual en red, con límites de seguridad y revisión humana. Un controlador local puede mantener las acciones críticas sin conexión si está diseñado para ello.

¿Cómo elegir e instalar los sensores adecuados?

Un sensor bien elegido mide en el punto que importa, con la incertidumbre que admite la decisión y con un mantenimiento asumible. Por eso la elección combina tres aspectos: el riesgo que se vigila, la ubicación y el plan de verificación.

Decisiones, riesgos y prestaciones

La selección empieza por el uso del agua, el riesgo que se quiere detectar, el punto donde se decide, la autorización aplicable y la actuación prevista. No existe un paquete universal de sondas. Para cada parámetro conviene documentar el fallo que anticipa, el rango esperado, el método de referencia, la incertidumbre admisible, el tiempo de respuesta y la acción asociada. La precisión declarada de fábrica no equivale a la incertidumbre de la medida ya instalada, sobre todo cerca de un umbral.

A partir de esa ficha se compara una sonda multiparamétrica con varias individuales: compatibilidad, ensuciamiento, acceso, calibración, repuestos, energía, comunicaciones y visitas de mantenimiento, no solo el precio. En una red de saneamiento documentada se sustituyeron las sondas multiparamétricas por sondas individuales en los puntos donde se acumulaban residuos. Ese resultado no puede extrapolarse a cualquier instalación.

Ubicación y montaje representativos

Las redes de sensores deben cubrir puntos representativos según el riesgo: captación, salida de tratamiento, depósito o sectores de distribución. En una ETAP, medir la turbidez antes y después de filtrar comprueba esa barrera, y el desinfectante residual se mide donde corresponda. En abastecimiento, caudal, presión y nivel informan sobre la continuidad y las posibles pérdidas. En EDAR y procesos industriales se añaden sensores de calidad según lo pida el proceso o la autorización.

El punto de medida debe representar la decisión, no elegirse por comodidad de acceso. Evite las derivaciones estancadas y las condiciones no previstas de aire, calor, luz, heladas o inundación. En una corriente conviene apartar la sonda de las paredes y del fondo, dejar acceso para limpieza y muestra manual y prever, cuando corresponda, aislamiento, drenaje y detección de falta de muestra.

Calibración, verificación y mantenimiento

Una vez montada, la sonda se calibra: se compara su lectura con soluciones de valor conocido y se ajusta el instrumento. Cada etapa tiene su propio control:

• Calibración del pH: los tampones deben encuadrar el intervalo de trabajo y mantenerse libres de contaminación.
• Puesta en marcha: se registran la ubicación, la configuración, el patrón, el método y el responsable.
• Verificación: la sonda se compara con un método independiente en distintas condiciones, sobre todo cerca de los límites de decisión, y se comprueba toda la cadena hasta la alarma recibida. Para el cloro, la comparación con DPD exige una muestra representativa y un procedimiento correcto.
• Programa de mantenimiento: se fija según el manual, el ensuciamiento, la criticidad y las discrepancias con el método de referencia; incluye limpieza, consumibles, flujo, batería, comunicaciones y reloj.

Los estudios en redes reales muestran por qué es necesario. Un estudio británico que siguió sondas de cloro y comparaciones DPD durante dos años y medio detectó discrepancias ligadas, entre otras causas, a obstrucción, falta de flujo e inundación. Por su parte, un estudio publicado en 2020 sobre la red de Barcelona observó una pérdida de sensibilidad de las sondas que requiere diagnóstico y mantenimiento.

¿Qué exige la normativa según el uso del agua?

Los valores de referencia cambian según el agua sea de consumo, regenerada, de piscina o de una instalación con riesgo de legionelosis. Una sonda configurada con los límites de otro uso da alarmas que no corresponden.

Agua de consumo y control reglamentario

El Real Decreto 3/2023 regula la calidad del agua potable en España desde el 12 de enero de 2023 y sustituyó al Real Decreto 140/2003. Distingue controles y parámetros según el punto de muestreo. En el control de rutina admite kit, laboratorio o equipo en línea, sin exigir sondas en cada grifo. Estos son sus valores de referencia:

• Valores indicadores: conductividad de 2.500 µS/cm a 20 °C, pH de 6,5 a 9,5 y turbidez de 4,0 UNF. Esas tres lecturas no bastan para declarar apta el agua.
• Cloro libre residual: 1,0 mg/L como valor indicador y, en general, al menos 0,2 mg/L recomendado en red. Para la eficacia de la desinfección recomienda a la vez al menos 0,5 mg/L durante 30 minutos, pH inferior a 8,0 y turbidez no superior a 1 UNF, lo que no constituye una consigna universal de dosificación.
• Control operacional y microbiología: tras el tratamiento, en los puntos especificados, la referencia es ≤0,3 UNF en el 95 % de las muestras anuales. El E. coli debe ser de 0 UFC o NMP/100 mL, un resultado que ni la turbidez ni el cloro en línea acreditan.

El mismo real decreto prevé que, cuando sea necesario, una incidencia analítica se confirme con una nueva muestra dentro de las 24 horas siguientes a detectarla. Tras la valoración sanitaria, un posible riesgo se comunica a los afectados antes de 24 horas. El cumplimiento incluye notificar los controles previstos a SINAC, algo que una pantalla de telemetría no sustituye.

Agua regenerada y piscinas

El Real Decreto 1085/2024, vigente desde el 24 de octubre de 2024, exige medir de forma continua el caudal y la turbidez en el punto de cumplimiento del agua regenerada. La turbidez se evalúa mediante una media de 15 minutos. La calidad exigida depende de la clase y del uso, y la señal continua no sustituye los análisis exigibles.

En piscinas, el Real Decreto 742/2013 establece un pH de 7,2 a 8,0 y una turbidez ≤5 UNF. Si se usa cloro, el cloro libre residual debe estar entre 0,5 y 2,0 mg/L. Estos valores no deben trasladarse al agua de consumo.

La misma norma obliga a cerrar el vaso hasta normalizar si el pH baja de 6,0 o supera 9,0. También si el cloro libre falta o supera 5 mg/L, o si el cloro combinado supera 3 mg/L. El control de rutina se hace al menos una vez al día antes de abrir, y el periódico, al menos una vez al mes.

Instalaciones con riesgo de legionelosis

El Real Decreto 487/2022 contempla planes y muestreos específicos. Como frecuencias mínimas del PPCL fija un muestreo trimestral de Legionella en agua sanitaria y mensual en torres, con registros conservados al menos cinco años. El Real Decreto 614/2024 introdujo la lectura automática continua preferente de pH, temperatura y turbidez en los supuestos indicados, sin sustituir el control microbiológico.