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Tutor 1

Rubiano Fernández, José Luis

Resumen

La preocupación por la problemática ambiental ha crecido en los últimos años a nivel mundial, lo cual ha permitido que la mitigación de los impactos ambientales sea clasificada según su alcance y los recursos naturales involucrados. Uno de estos impactos son las aguas residuales: aquéllas que resultan del uso doméstico, industrial y agrícola. Para el manejo y tratamiento de las aguas residuales se utilizan las PTAR (plantas de tratamiento de aguas residuales) que en muchas partes del mundo, como en Colombia, son implementadas y su efectividad está sujeta a las tecnologías, a los recursos utilizados y a su operación y mantenimiento. Con base en un estudio realizado en el 2008, se revela que buena parte de las fuentes superficiales y subterráneas del país se encuentran en condiciones de contaminación, debido a la falta de sistemas de tratamiento de aguas residuales; el estudio señala que sólo el 9% de estas aguas son tratadas; y para solucionar el déficit se requiere construir 900 plantas para el tratamiento de estas en todo el territorio nacional.1 Para el tratamiento de aguas, existen diversos métodos, dentro de los cuales se encuentran los sistemas de tratamiento biológico, como por ejemplo, los reactores SBR (Sequencing Batch Reactor) el cual procesa las aguas residuales por medio de un tratamiento biológico aeróbico/ anóxico. Con el uso de nuevas tecnologías, los sistemas SBR han venido evolucionando, tanto en eficiencia como en ventajas operativas. Desde entonces, se han hecho esfuerzos para mejorar la eficiencia del sistema, así como la reducción de áreas y volúmenes requeridos. En Sudamérica, aunque se implementan estos sistemas, son escasos los estudios a escala piloto para este tipo reactores (SBR) que evalúen y respalden su operatividad. Con el presente proyecto, se desarrolló el diseño e implementación de un sistema de control automático para un reactor biológico de cargas secuenciales (SBR) a escala de laboratorio, el cual trató aguas residuales sintéticas por flujo continuo, pero con descargas discontinuas o por lotes (“batch”), donde el proceso se llevó a cabo de forma automática y reprogramable. El proyecto se ejecutó en tres etapas: inicialmente, para fundamentar el desarrollo de la investigación, se evaluó el sistema SBR tanto en sus características generales y técnicas con el fin de proponer las estrategias adecuadas para su control, como también para lograr la conformación de nuevo conocimiento en dicho campo. Es así como se desarrolló un análisis de los últimos estudios de campo realizados con el reactor, donde se afirmó la necesidad de incluir y rediseñar algunos dispositivos electromecánicos del sistema. En segunda instancia, se identificaron las variables más sobresalientes que intervienen en el proceso y para éstas, se acondicionaron sensores para su respectiva medición y posterior control. Al tener las señales de los sensores, se acoplaron, por medio de una tarjeta de adquisición de datos, con el fin de transmitir e interpretar las mediciones en un computador. Por otra parte, una vez definidas las variables, se efectuó la caracterización de los componentes del sistema, para después implementar el control del proceso. En la tercera etapa del proyecto, se desarrollaron pruebas hidráulicas con agua limpia (agua de la llave), con el objeto de revisar fugas y verificar el funcionamiento de los equipos implementados. A continuación, se adaptó el reactor bajo condiciones normales de funcionamiento, introduciendo en éste un volumen de ARS (agua residual sintética), la cual garantizaba los requerimientos nutricionales apropiados para el crecimiento de los microorganismos que iban a degradar la materia orgánica contenida en élla; adaptado el reactor bajo ciertas condiciones de operación, se dio arranque al sistema. Para esta fase del estudio, se introdujo un modelo ajustado de control, que fue el resultado del análisis de diversas metodologías de control. En esta etapa de experimentación, se evaluaron los parámetros de control y la eficiencia en remoción de materia orgánica. Posteriormente, después de completar las fases descritas anteriormente; se efectuó la implementación de un software de supervisión y control para el sistema, el cual, permite modificar los tiempos de ejecución del proceso y las variables involucradas en el sistema. Finalmente, se evalúa el comportamiento de cada uno de los siguientes parámetros: el oxígeno disuelto, demanda química de oxígeno (DBQ), demanda biológica de oxígeno (DBO), sólidos suspendidos totales (SST) y la eficiencia en remoción de materia orgánica en el reactor de cargas secuenciales (SBR).

Programa académico

Ingeniería en Automatización

Palabras clave

Control automático, Tratamiento de aguas de albañal, Reactores químicos

Tipo de documento

Trabajo de grado - Pregrado

Licencia Creative Commons

Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.

Fecha de elaboración

2011

Programa académico

Ingeniería en Automatización

Facultad

Facultad de Ingeniería

Publisher

Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería en Automatización

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