Cómo funciona un sensor inteligente de nivel (ultrasónico, presión y flotador)

Cuando hablamos de “sensores inteligentes” nos referimos a medición + conectividad + alertas. La parte de medición puede hacerse de varias formas:

Ultrasónico (sin contacto)

Un transductor envía un pulso y mide el tiempo de eco para calcular la distancia al espejo de agua.
Pros: no toca el líquido, sirve para agua potable, fácil de mantener.
Contras: tiene zona ciega (no mide muy cerca), sufre con espuma, turbulencia y obstáculos; requiere montar el sensor nivelado y con cono de medición libre.

Presión (hidrostático)

Un sensor mide la presión de la columna de agua en el fondo o en una toma lateral.
Pros: muy estable en tanques altos o con espuma; indiferente a la geometría del tanque.
Contras: contacto con el agua (cuida materiales y certificaciones), cable capilar/venteo y calibración por densidad/altura.

Flotador (reed/interruptor de boya)

Uno o varios flotadores marcan niveles discretos (alto/bajo, 25/50/75/100%).
Pros: robusto y económico; perfecto para automatizar la bomba a dos niveles.
Contras: no entrega nivel continuo, sensibilidad a suciedad y mecánica de las boyas.

¿Cuál elegir?

• Tinacos en azotea: ultrasónico si hay tapa y espacio para el cono; flotador si sólo quieres encender/apagar bomba.
• Cisternas enterradas: presión/hidrostático para evitar eco y obstáculos internos.
• Tanques industriales: define primero material, temperatura, químicos y exigencia de grado IP; luego elige tecnología.

Conectividad y energía: WiFi vs LoRa/4G, red eléctrica vs solar

Conectividad

• WiFi: ideal en casas/negocios con buen router cerca del tanque. Latencia baja, apps maduras.
• LoRa/LoRaWAN: para distancias largas y sitios sin WiFi (granjas, naves). Requiere gateway o red pública.
• 4G/LTE: independencia total de redes locales, pero con SIM y plan de datos.

Energía

• Red eléctrica (AC/DC): constante y estable; añade respaldo si hay cortes.
• Solar: perfecto cuando no hay acometida; dimensiona panel + batería según consumo del nodo (sensor + radio).
• Batería recargable: cómodo, pero considera ciclos de carga y alertas de batería baja.

Checklist de decisión rápida

1. ¿Cuál es la distancia y qué obstáculos hay entre sensor y router?
2. ¿Habrá automatización de bomba? (necesitarás relé/contactor y quizá un módulo extra).
3. ¿Dispones de corriente en el punto de montaje? Si no, evalúa solar.
4. ¿Necesitas histórico y exportación de datos? Asegúrate de que la app lo ofrece.

Selección por escenario: tinaco en azotea, cisterna enterrada y tanques industriales

Tinaco en azotea

• Problema típico: tapa curva, poco espacio y sol directo.
• Solución: soporte que deje libre el cono de medición, cableado protegido UV, y grado IP mínimo IP65 (mejor IP67).
• Conectividad: WiFi si la señal supera −65 dBm en el punto de montaje; si no, mueve el router o usa repetidor.

Cisterna enterrada

• Problema típico: eco, humedad y tapas metálicas.
• Solución: sensor hidrostático o ultrasónico con tubo tranquilizador; sellos contra humedad y paso de cables estanco.
• Conectividad: si no llega WiFi, usa LoRa/4G o sube el gateway a nivel de patio/cochera.

Tanques industriales

• Problema típico: químicos, temperatura o vibración.
• Solución: materiales compatibles (acero inoxidable, PVDF), IP67/68, y montaje anti-vibración; protección contra RFI/EMI si hay variadores.

Automatización de bomba y alertas: lo que necesitas (relés, apps, rutinas)

Para controlar la bomba con el mismo sistema de monitoreo:

• Relé/contactor: el módulo IoT comanda un relé que a su vez acciona un contactor (si la bomba es de potencia media/alta).
• Lógica típica:
  • Arranque cuando el nivel baje de X% (o boya “bajo”).
  • Paro cuando supere Y% (o boya “alto”).
• Alertas: notificaciones por nivel crítico, falla de energía, bomba encendida demasiado tiempo y batería baja (si es solar).
• Integraciones: muchas soluciones WiFi permiten escenas con asistentes de voz. Ej.: marcas como Rotoplas y tiendas como Master Electrónicos comercializan equipos que se integran con app y, en algunos casos, asistentes tipo Alexa/Google.

Seguridad eléctrica

• Siempre separa señal (IoT) de potencia (bomba).
• Usa protección térmica y de sobrecorriente; tierra física y gabinete con protección IP.

Instalación correcta del sensor ultrasónico: montaje, ángulos y calibración

1. Altura y zona ciega: confirma la altura del tanque y la zona ciega del sensor; no lo pegues al techo ni al borde.
2. Cono libre: que no haya tuberías, rebosaderos, flotadores ni nervaduras dentro del cono.
3. Nivelación: utiliza un nivel de burbuja o soporte regulable; 1–2° de inclinación pueden degradar lectura.
4. Sellado y respiración: prensaestopas y empaques; evita condensación en la cara del transductor.
5. Calibración inicial: define altura máxima, altura mínima y una prueba de llenado para verificar curva de lectura.
6. Prueba con turbulencia: enciende la bomba y mira el filtro de lecturas (promedio/mediana) en la app; ajusta si “salta”.

Errores comunes y cómo evitarlos (eco, espuma, obstáculos, condensación)

• Eco fantasma: aparece con tapas metálicas o paredes irregulares. Mitigación: coloca un tubo guía (standpipe) con ventana inferior.
• Espuma/turbulencia: el eco “rebota” mal. Mitigación: ralentiza el flujo de entrada y aplica promedio móvil en el firmware/app.
• Obstáculos en el cono: flotadores, tubos, refuerzos. Mitigación: reubica o usa hidrostático.
• Condensación: gotas sobre el transductor. Mitigación: micro-tejadillo, gel de sílica y ventilación pasiva.
• WiFi débil: lecturas bien, pero sin subir a la nube. Mitigación: repetidor o cambia a LoRa/4G.

Costos, mantenimiento y vida útil: qué esperar en México

• Costo total (TCO): sensor + conectividad (gateway o SIM) + energía (fuente o kit solar) + montaje.
• Mantenimiento: limpiar transductor (ultrasónico), revisar sellos y tensión de cables cada 3–6 meses; en hidrostáticos, inspección de respiraderos.
• Vida útil: condicionada por sol/temperatura (tinacos en azotea), químicos (cloración), y el grado IP. Invierte en IP67 si estará a la intemperie.

Comparativa rápida: opciones del mercado y qué mirar antes de comprar

Criterios clave: tecnología de medición, conectividad, energía, IP, app (histórico/exportación), automatización (relé).

Antes de comprar, verifica:

• Rango útil vs la altura real del tanque.
• Zona ciega y diámetro del tanque (por el cono).
• IP y exposición solar.
• App: ¿tiene histórico, limpieza de señal y alertas configurables?
• Automatización: si necesitas control de bomba, confirma salida de relé o compatibilidad con módulo externo.

Conclusión

Si quieres un sistema que “instalas y te olvidas”, empieza por elegir bien la tecnología de medición según el tanque, después define conectividad y energía (WiFi/red o LoRa/4G con solar si no hay acometida). Suma automatización de bomba con relé/contactor y configura alertas claras. La diferencia entre un proyecto que da paz y uno que da guerra suele estar en montaje correcto, IP adecuado y buena señal.