Prototipo inalámbrico para inspección de tuberías en redes de alcantarillado en centros urbanos

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Resumen

At present, the sewerage inspection is a complex and expensive procedure, in Bogotá and in many other cities of the country there is no diagnosis of even 10% of the total sewerage network. Depending on the company that owns the sewerage network and the type of structure to be inspected, there are different standards and requirements that must be met by the equipment or devices to be used for this purpose. Among the characteristics that the equipment must have, a remote control that allows remote control of the device, lighting systems, sensors and most importantly, allows the capture of photographs and videos of the internal structure of the pipe stands out. For this, the devices are equipped with a camera and transmit images in real time of the state of the pipe, however in most cases the transmission is carried out using wired media such as coaxial or fiber optic cables, which can be impractical since requires lugging large reels of cable to each inspection site. For this reason, the present project arises, which aims to develop a prototype that serves as the basis for a future cheaper equipment and with the advantages of implementing wireless communication compared to existing commercial equipment.

The project begins by explaining the existing terminology regarding sewage structures where an identification of the operating environments and the analysis of the NS-058 standard of the Bogota Aqueduct and Sewerage Company are carried out, which dictates the requirements for the Inspection of the sewage network, in addition, a general study of the technologies available for wireless communication is carried out in order to choose the most appropriate one. From this, the design requirements for the prototype are extracted, a study of existing commercial equipment is carried out and based on this, the functionalities of the prototype are defined, detailing the selection of components, circuit design and necessary connections. The prototype construction procedure is explained together with all the necessary programming to comply with the proposed functionalities, once built, the functional tests are carried out in a real environment and a comparison between the prototype and the existing commercial equipment. Finally, several recommendations that were generated during the development of the project are left for future work.

Descripción

En la actualidad la inspección de alcantarillado es un procedimiento complejo y costoso, en Bogotá y en muchas otras ciudades del país no se cuenta con un diagnóstico ni del 10 % de la red total de alcantarillado. Dependiendo de la empresa propietaria de la red de alcantarillado y del tipo de estructura a inspeccionar, existen diferentes normas y requerimientos que deben satisfacer los equipos o dispositivos que se vayan a utilizar para tal fin. Dentro de las características que deben tener los equipos, se destaca un mando que permita controlar el dispositivo a distancia, sistemas de iluminación, sensores y la más importante, permitir la captura de fotografías y videos de la estructura interna de la tubería. Para ello los dispositivos se equipan con una cámara y transmiten imágenes en tiempo real del estado de la tubería, sin embargo en la mayoría de casos la transmisión se realiza utilizando medios alámbricos como cables coaxiales o de fibra óptica lo cual puede resultar poco práctico ya que requiere cargar grandes carretes de cable a cada sitio de inspección. Por ello surge el presente proyecto, que pretende desarrollar un prototipo que sirva como base para un futuro equipo más económico y con las ventajas que trae implementar una comunicación inalámbrica en comparación con los equipos comerciales existentes. El proyecto parte por explicar la terminología existente respecto a las estructuras de alcantarillado donde se realiza una identificación de los entornos de operación y el análisis de la norma NS-058 de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, la cual dicta los requerimientos para la inspección de la red de alcantarillado, además se realiza un estudio general de las tecnologías disponibles para la comunicación inalámbrica para elegir la más adecuada. A partir de ello se extraen los requerimientos de diseño para el prototipo, se realiza un estudio de equipos comerciales existentes y en base a esto se definen las funcionalidades del prototipo, detallando la selección de componentes, diseño de circuitos y conexiones necesarias. Se explica el procedimiento de construcción del prototipo junto a toda la programación necesaria para cumplir con las funcionalidades planteadas, una vez construido se realizan las pruebas de funcionamiento en un entorno real y una comparación entre el prototipo y los equipos comerciales existentes. Finalmente se dejan varias recomendaciones que se generaron durante el desarrollo del proyecto para trabajos futuros.

Palabras clave

Redes de alcantarillado, Inspección de tuberías, Robótica móvil, Control digital, Telemática, Desarrollo web

Materias

Ingeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas , Inspección de tuberías en redes de alcantarillado , Prototipado de sistemas inalámbricos para inspección , Gestión de infraestructura urbana y sostenibilidad

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