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Ottieni il calcolatore gratuitodescriptionWhite paper — Halogen Systems Inc. e Sensus (Xylem)
Risolvere i problemi di età dell’acqua
con AMI e sensori di qualità dell’acqua
Testato sull’MP5-A. Il modello attuale è MP-5F.
La Città di Gainesville, Georgia ha integrato sensori Halogen MP5-A con l’infrastruttura Sensus FlexNet AMI per consentire il lavaggio automatico su richiesta in posizioni remote a fondo cieco. Il sensore ha funzionato continuamente per 6 mesi a 184 PSI con disponibilità del 99,875% — nessuna manutenzione, nessuna calibrazione, nessuna visita di assistenza.
Questo documento illustra l’architettura di integrazione, l’approccio di installazione, i flussi di dati e i risultati operativi — fornendo un modello replicabile per le aziende idriche che desiderano passare dal lavaggio basato sul tempo a quello basato sulle condizioni.
Risultati della prova — Gainesville, Georgia
99.875%
Disponibilità operativa del sensore
4 letture non valide su 2.200 misurazioni
184 PSI
Pressione operativa
Funzionamento continuo — nessuna regolazione della pressione necessaria
6 mesi
Senza manutenzione
Zero tempi di fermo o visite di manutenzione non programmate
15 min
Intervallo di caricamento dei dati
Tramite Sensus Smart Gateway a Xylem Data Lake
Il problema dell’età dell’acqua
La qualità dell’acqua si degrada mentre attraversa i sistemi di distribuzione. Il tempo tra l’uscita dell’acqua dall’impianto di trattamento e l’arrivo al cliente — noto come età dell’acqua — è direttamente correlato al calo dei residui di disinfettante. Anche i sistemi ben progettati hanno problemi di età dell’acqua, soprattutto nei terminali ciechi dove il consumo è troppo basso per mantenere il ricambio.
Gainesville serve aree rurali a molte miglia dal suo impianto di trattamento. Nei tratti terminali ciechi, l’età dell’acqua causava variazioni dei livelli di cloro e pH al di fuori degli intervalli accettabili — provocando reclami per sapore e odore e rendendo necessari lavaggi periodici per ripristinare la qualità dell’acqua.
Il problema del lavaggio manuale
Senza lavaggio automatico, occorreva inviare squadre ad aprire manualmente valvole o idranti. Questo crea discontinuità dovute a variazioni del carico di lavoro, traffico, condizioni meteorologiche e personale disponibile. Ogni lavaggio può richiedere fino a 140.000 galloni, a seconda del luogo; senza dati sulla qualità dell’acqua che lo attivino, le squadre spesso eseguono lavaggi eccessivi o perdono la finestra temporale ottimale.
Come Gainesville ha realizzato il lavaggio remoto
Gainesville ha realizzato siti remoti di lavaggio usando contatori d’acqua Sensus ally con valvole integrate di intercettazione remota. Per i siti a portata maggiore è stato sviluppato un nuovo sistema automatizzato usando un contatore Sensus Omni da 2 pollici collegato a una valvola on/off ClaVal. Questo offre alla città il controllo remoto dei lavaggi e una registrazione precisa del volume di lavaggio per il monitoraggio dell’acqua non fatturata.
valve
Controllo remoto
Siti di lavaggio controllati da remoto tramite Sensus FlexNet AMI. Nessuna uscita di mezzi necessaria per avviare o interrompere un lavaggio.
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Programmazione nelle ore non di punta
Lavaggi eseguiti a portate inferiori per durate maggiori nelle ore non di punta — sera e notte — riducendo l’impatto sulla pressione del sistema.
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Monitoraggio dei volumi
La misurazione Sensus fornisce una registrazione precisa del volume di lavaggio, consentendo una contabilizzazione accurata dell’acqua non fatturata e l’ottimizzazione nel tempo.
Perché Gainesville ha scelto Halogen MP5-A
In una precedente prova di lavaggio in base alla necessità, Gainesville ha utilizzato uno strumento DPD online per il monitoraggio remoto del cloro, ma lo ha trovato insufficiente. Il pH saliva a livelli inaccettabili nei mesi più freddi. Era necessaria manutenzione ogni 45 giorni. Lo strumento non poteva gestire temperature sotto zero. Gainesville aveva bisogno di qualcosa di meglio.
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Misura sia cloro sia pH
Le apparecchiature precedenti potevano misurare solo il cloro. Gainesville ha riscontrato che il pH aumenta a livelli inaccettabili nei mesi più freddi — rendendo il doppio monitoraggio essenziale per una logica di attivazione affidabile.
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Nessuna manutenzione per 6+ mesi
MP5-A non ha richiesto manutenzione o calibrazione per almeno sei mesi — rispetto al precedente strumento DPD che richiedeva manutenzione ogni 45 giorni.
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Installazione diretta a inserzione in pressione
Installato mediante inserzione in pressione direttamente nelle condotte principali di distribuzione attive. Funziona a temperature sotto zero senza necessità di manutenzione — un requisito fondamentale per le installazioni in pozzetti esterni.
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Funzionamento a batteria
Elimina la necessità di alimentazione di rete nei siti remoti di lavaggio. La modalità a basso consumo consente fino a 6 mesi di funzionamento con una carica della batteria da 50 AH.
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Zero flusso di scarico
Nessuna linea del campione o scarico necessario. Riduce al minimo l’acqua non fatturata rispetto agli strumenti che richiedono fino a 140.000 galloni all’anno di scarico.
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Risoluzione sufficiente per la logica di attivazione
Fornisce una risoluzione sufficiente per attivare in modo affidabile il lavaggio quando il cloro scende a 0,35 ppm o quando il pH sale a 8,9 — le soglie definite dagli operatori di Gainesville.
Architettura di integrazione
L’interfaccia Halogen MP5-A supporta la modalità a basso consumo per un funzionamento a batteria fino a sei mesi con una carica di 50 AH. Quattro uscite 4-20 mA si collegano ai Sensus Smart Gateway per la trasmissione dei dati alla dashboard Xylem Data Lake. Gli invii dei dati sono attivati dallo Smart Gateway ogni 15 minuti.
Installazione con inserzione in pressione
Nel sito di prova è stata utilizzata un’installazione in pozzetto a causa della profondità e delle dimensioni della tubazione. Il sensore si installa con attrezzature convenzionali per inserzione in pressione su una tubazione attiva, senza necessità di arresto.
- check_circleValvola di presa installata per prima
- check_circleAssieme sensore Halogen inserito nel flusso
- check_circleLa porta di campionamento consente verifiche della calibrazione con colorimetro portatile
- check_circleL’assieme estrattore integrato consente la manutenzione del sensore senza arrestare la condotta principale
Interfaccia sensore Gen 2
Sulla base dei riscontri della prova, Halogen ha introdotto un’interfaccia di nuova generazione con diversi miglioramenti:
- check_circleApp mobile Bluetooth per verifiche di calibrazione in loco
- check_circleInvolucro batteria IP68 per batterie fino a 100 AH
- check_circleCollegamento per pannello solare incluso
- check_circleDue attivazioni indipendenti dello Smart Gateway per una trasmissione affidabile di 4 parametri
Cosa hanno mostrato i dati
Il cloro diminuisce con l’età dell’acqua e recupera dopo lo spurgo
I dati dello Xylem Data Lake hanno mostrato chiaramente che i livelli di cloro diminuivano con l’invecchiamento dell’acqua nel tratto terminale cieco, per poi risalire immediatamente dopo ogni evento di lavaggio. L’andamento era costante e inequivocabile — confermando che la risoluzione del sensore era sufficiente a rilevare le condizioni che dovrebbero attivare il lavaggio.
Il pH aumenta soprattutto nei mesi freddi
Il pH aumentava gradualmente con l’età dell’acqua e diminuiva dopo il lavaggio. L’effetto era significativamente più marcato nei mesi freddi — confermando che il monitoraggio del pH era essenziale per la logica di attivazione e validando la decisione di richiedere il monitoraggio a due parametri prima di passare al lavaggio basato sulla domanda.
Il sensore ha mostrato una buona concordanza con i campioni di laboratorio
I valori riportati da Halogen sono stati confrontati con campioni di laboratorio raccolti sul sito con strumenti calibrati. Il sensore ha seguito bene i valori dopo una calibrazione eseguita nel settembre 2024 — la prima dall’installazione. Lo scostamento precedente illustra l’importanza dell’allineamento iniziale della calibrazione, mentre l’accuratezza successiva conferma la stabilità a lungo termine.
Conclusione
La Città di Gainesville è soddisfatta dei risultati e prevede di installare altri sensori. La combinazione di sensori Halogen MP5-A e Sensus FlexNet AMI fornisce un percorso pratico e scalabile verso il lavaggio su richiesta — sostituendo i lavaggi temporizzati con eventi attivati dalle condizioni che usano meno acqua, richiedono meno trasferte e forniscono dati documentati sulla qualità dell’acqua.
È stata successivamente rilasciata una nuova versione del sensore che misura sia cloro libero sia monoclorammina, destinata ai comuni che utilizzano la monoclorammina come disinfettante secondario, estendendo lo stesso approccio ai sistemi cloramminati.