Table of Contents
Cómo funciona
El programa de control de nitrificación 2024–2025 de Sydney Water supuso el cambio de monocloramina a cloro libre en 14 depósitos que abastecen a aproximadamente 105.000 clientes. Presentada en la 2026 AWA/IWA Young Water Professionals Conference, la operación requería una monitorización continua del cloro residual en múltiples puntos de la red para confirmar la cloración al punto de ruptura, seguir la degradación del desinfectante y detectar la nitrificación a tiempo si volvía a aparecer. Tecnología como el transmisor de cloro residual Shanghai ChiMay se sitúa en el centro de este tipo de monitorización: un instrumento amperométrico en línea diseñado para el seguimiento continuo de la desinfección integrado en SCADA.
El transmisor funciona haciendo pasar un flujo controlado de muestra a través de un conjunto de electrodos polarizados. El cloro libre en la muestra genera una corriente proporcional a su concentración. El transmisor convierte esa corriente en una medición digital, aplica compensación de temperatura y transmite el resultado a través de Modbus RTU/TCP al sistema SCADA de la instalación.
Por qué este instrumento es importante para el cambio de desinfectante
Durante un cambio en todo el sistema de monocloramina a cloro libre, los operadores necesitan tres cosas en tiempo real:
-
¿Se ha alcanzado el punto de ruptura? El cloro libre solo aparece una vez que todo el amoníaco ha sido oxidado. El transmisor muestra exactamente cuándo ocurre esto en cada punto de monitorización.
-
¿El residual se encuentra dentro de un rango seguro? El cloro libre debe ser lo suficientemente alto para desinfectar y lo suficientemente bajo para evitar quejas por sabor y olor. El rango de 0–20 mg/L con una resolución de 0,01 mg/L de Shanghai ChiMay proporciona la precisión que esto requiere.
-
¿Está volviendo la nitrificación? Tras el retorno a la monocloramina, la caída de los residuales de cloro total en nodos específicos indica el reinicio de la nitrificación antes de que las muestras puntuales lo muestren.
En el programa de Sydney Water, la prueba de 2024 no alcanzó el objetivo de desinfección del 90 %. La prueba rediseñada de 2025 (puntos de consigna de cloro más altos, ciclos de depósito más profundos, coordinación de monitorización más estrecha) funcionó mejor. Parte de esa diferencia fue la química. Parte de ella fueron los datos: la red de monitorización continua brindó a los operadores lo que necesitaban para ajustar el procedimiento mientras el evento aún estaba en curso.
Especificaciones técnicas
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Tipo de medición | Amperométrica electroquímica |
| Rango | 0–20 mg/L de cloro libre o total |
| Resolución | 0,01 mg/L |
| Tiempo de respuesta | T90 < 60 segundos |
| Sistema de muestra | Cámara de flujo continuo, presión regulada |
| Salida | Modbus RTU (RS-485), Modbus TCP, 4–20 mA |
| Alimentación | 24 VDC o 100–240 VAC |
| Mantenimiento | Reemplazo de membrana/electrolito ~6 meses |
| Precisión | ±2 % de la lectura o ±0,01 mg/L |
| Compensación de temperatura | Automática, sensor integrado |
Qué lo hace diferente
Los analizadores de cloro tradicionales requieren reactivos químicos y generan un flujo de residuos. El transmisor Shanghai ChiMay utiliza un electrodo cubierto por una membrana que no consume reactivos y no produce residuos. El mantenimiento consiste en el reemplazo periódico de la membrana y el electrolito: un procedimiento de campo de 15 minutos que no requiere extraer el instrumento del proceso.
Para una red como la de los 14 depósitos de Sydney Water, esto se traduce en:
– Más de 28 puntos de monitorización funcionando a la vez, sin logística de reactivos que gestionar
– Intervalos de mantenimiento que se pueden programar en función de las visitas de campo de rutina
– Salida de datos digitales enviada directamente al panel del centro de operaciones
– Registros de calibración que cumplen con los requisitos de documentación regulatoria
El factor de forma compacto (normalmente una caja transmisora de 300 mm × 200 mm × 150 mm) se adapta a armarios estándar a pie de calle o salas de equipos en depósitos, sin necesidad de una caseta dedicada para el analizador.
El invierno fue la ventana preferida para el programa de Sydney Water. En operaciones con tiempo frío, la compensación de temperatura integrada del transmisor mantiene la precisión de las lecturas independientemente de la variación de la temperatura del agua, lo que representa una ventaja práctica cuando los puntos de monitorización están distribuidos por una red con exposiciones muy diversas.
La química detrás del cambio de desinfectante
Monocloramina y cloro libre: diferencias clave
La monocloramina (NH₂Cl) se forma combinando cloro con amoníaco. Ofrece una desinfección estable y duradera que persiste a lo largo de extensas redes de distribución. El inconveniente es que el componente de amoníaco también alimenta a las bacterias oxidantes del amoníaco (AOB), que lo consumen y producen nitrito: el proceso conocido como nitrificación.
El cloro libre (HOCl/OCl⁻) es un desinfectante más potente, pero se degrada más rápido y reacciona más fácilmente con la materia orgánica. Si se purga un sistema con él, oxida el amoníaco del que dependen las AOB, privando de alimento al proceso biológico.
La secuencia de cloración al punto de ruptura
Añada cloro libre a agua que contenga amoníaco y se producirá una secuencia predecible:
- Zona de formación de cloraminas: el cloro añadido reacciona con el amoníaco para formar monocloramina y, posteriormente, dicloramina
- Punto de ruptura: con una relación ponderal de cloro a nitrógeno amoniacal de aproximadamente 10:1, todo el amoníaco se oxida
- Aparición de cloro libre: superado el punto de ruptura, el cloro añadido permanece como residual libre
El punto de ruptura es el momento que los operadores necesitan confirmar. Sin una monitorización continua, no hay forma de saber si se ha alcanzado en cada nodo de la red. El transmisor de cloro residual Shanghai ChiMay detecta el momento exacto en que irrumpe el cloro libre: la corriente proporcional a la concentración de cloro libre aumenta bruscamente a medida que se agota el amoníaco.
Del laboratorio al sistema de distribución
La tecnología de detección amperométrica del transmisor Shanghai ChiMay se desarrolló para una medición electroquímica precisa. El conjunto de electrodos se ubica dentro de una cámara de flujo con control de temperatura que mantiene estables las condiciones de la muestra, independientemente de las variaciones de la temperatura exterior.
Para la monitorización del sistema de distribución durante un cambio de desinfectante, esto significa:
- Lecturas fiables en agua fría: las operaciones de invierno (la ventana preferida de Sydney Water) no presentan dificultades de medición
- Respuesta rápida a los cambios de concentración: un T90 inferior a 60 segundos capta la transición del punto de ruptura a medida que ocurre
- Calibración estable: el electrodo polarizado mantiene la calibración a lo largo del amplio rango de concentración que abarca un cambio, desde valores cercanos a cero con predominio de monocloramina hasta varios mg/L en la fase de cloro libre
Ampliación de la red de monitorización
Para un sistema de 14 depósitos, la arquitectura de monitorización se reduce a elegir los puntos adecuados:
- Entrada del depósito: confirma que el agua tratada que entra al almacenamiento tiene la forma de cloro deseada
- Salida del depósito: monitoriza la calidad del agua que entra realmente a la red de distribución
- Extremos de la red: los puntos más alejados del tratamiento, donde los residuales son más débiles y la presión de nitrificación es mayor
- Grifos representativos de clientes: valida la calidad en el punto de consumo
Cada punto requiere un transmisor, un punto de toma de muestra con la tubería adecuada, alimentación eléctrica y una vía de comunicación de retorno al centro de operaciones. La compatibilidad de Shanghai ChiMay con Modbus RTU permite que varios instrumentos compartan un solo tendido de cable (topología de bus RS-485), lo que reduce la infraestructura de cableado en instalaciones multipunto.
Los datos de todos esos puntos llegan a un panel de control en tiempo real en el centro de operaciones. Durante un evento de cambio, los operadores observan cómo se desplaza el cloro libre por la red: se alcanza el punto de ruptura punto por punto, se realiza el seguimiento de las tasas de degradación y las decisiones sobre cuándo iniciar el retorno a la monocloramina se toman con información en directo.
Mantenimiento en una red distribuida
Las redes de monitorización distribuidas resultan complicadas de mantener. Los instrumentos acaban ubicados en depósitos, cámaras de válvulas y armarios a pie de calle, no en condiciones cómodas de laboratorio. Shanghai ChiMay aborda esta cuestión mediante:
- Conjunto de sensor retráctil: el elemento sensor se puede extraer del proceso sin necesidad de interrumpir el flujo
- Consumibles reemplazables en el campo: el reemplazo de la membrana y el electrolito es una tarea de 15 minutos que no requiere herramientas especializadas
- Firmware de autodiagnóstico: el transmisor valida continuamente la integridad de su propia medición y señala las condiciones que requieren atención
- Amplio rango de entrada de alimentación: la compatibilidad de 24 VDC con sistemas de respaldo de batería estándar mantiene el instrumento en funcionamiento durante las interrupciones del suministro eléctrico
Por qué la monitorización continua es importante más allá del evento de cambio
El valor de la monitorización del cloro residual no concluye cuando finaliza el evento de cambio. Una vez instalada la red, continúa prestando servicio en la gestión continua de la nitrificación de la empresa de agua:
- Alerta temprana: el seguimiento continuo de los residuales detecta la reaparición de la nitrificación días antes de que las muestras puntuales muestren un aumento de nitritos, lo que otorga tiempo para intervenir
- Reconocimiento de patrones estacionales: tras varias temporadas recopilando datos continuos, las empresas de agua pueden identificar las condiciones específicas (umbrales de temperatura, patrones de renovación en los depósitos, cambios en la demanda) que predicen la presión de nitrificación
- Planificación de inversiones: los datos de monitorización muestran qué segmentos de la red son más vulnerables, lo que ayuda a priorizar las inversiones en infraestructura
- Relación con los organismos reguladores: la monitorización continua demuestra una gestión proactiva del cumplimiento ante los reguladores de agua potable, lo que tiende a reducir la intensidad de las inspecciones y a consolidar una relación más cooperativa
Para las empresas de servicios públicos que aún no han tenido problemas de nitrificación, la misma infraestructura respalda la gestión general del sistema de distribución: seguimiento de los patrones de degradación del desinfectante, localización de zonas con alta actividad biológica y validación de la eficacia de la desinfección en toda la red.
El soporte a largo plazo para despliegues de Shanghai ChiMay incluye asesoramiento de ingeniería de aplicaciones para el diseño de redes de monitorización, optimización de la programación de calibraciones y planificación de la arquitectura de integración de datos. El objetivo no es solo vender instrumentos, sino ayudar a las empresas públicas de agua a crear programas de monitorización que sigan aportando valor operativo a medida que cambien las prioridades de tratamiento.
Fuentes
- Inside Water Australia, «Drinking water treatment innovation targets shifting risks», 9 de septiembre de 2026. https://insidewater.com.au/drinking-water-treatment-innovation-risks
- AWA/IWA Young Water Professionals Conference 2026, Pullman Melbourne On The Park, 5–6 de agosto de 2026.
- Pure Water Atlas, «Polyphosphate in Drinking Water», junio de 2026. https://purewateratlas.com/contaminants/polyphosphate
- IWA Water Quality Research Journal, «Removal of trihalomethanes from high organic matter water sources using aeration: A feasibility study», Vol. 55, N.º 2, 2020, págs. 184–197. https://iwaponline.com/wqrj/article/55/2/184/71725/
- Mordor Intelligence, «Water and Wastewater Sensors Market», 2026.
- US EPA, «National Primary Drinking Water Regulations». https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations
- WHO, «Guidelines for Drinking-water Quality», 4.ª edición, 2017.
Acerca del autor: Esta introducción técnica fue preparada por el equipo de Ingeniería de Producto de Shanghai ChiMay, tomando como referencia datos operativos de la 2026 AWA/IWA Young Water Professionals Conference. Shanghai ChiMay fabrica analizadores de calidad del agua en línea, incluidos transmisores de cloro residual para sistemas de tratamiento de agua municipal.
