Escudo de la República de Colombia

Medioambiente

Sistema controlaría mejor tratamiento de aguas residuales

El diseño de un sistema de control, basado en datos obtenidos con el simulador de una planta de tratamiento de aguas residuales, permitiría vigilar mejor los procesos que lleva a cabo este sistema para mantener su funcionamiento dentro de los parámetros ambientales adecuados.

Bogotá D. C., 04 de septiembre de 2019Agencia de Noticias UN-

Las plantas de tratamiento de aguas residuales son importantes para mejorar los servicios de saneamiento de la población. Fotos: Agencia de Noticias - Unimedios

En Colombia solo el 70 % de la población rural tiene acceso a agua potable y saneamiento.

En contraste con la población rural, más del 95 % de los habitantes de las áreas urbanas pueden ejercer el derecho a tener agua potable.

Descripción del proceso de lodos activos. Foto: Nathalie Hernández.

El sistema de control permitiría mantener el buen funcionamiento de las plantas de aguas residuales.

La propuesta fue desarrollada por Nathalie Johana Hernández Velásquez, magíster en Automatización Industrial de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien se encargó de elaborar e implementar el controlador para una planta de tratamiento de aguas residuales con sistema dinámico de decantación o de lodos activos, es decir aquellas en las que microorganismos –como bacterias u hongos– se encargan de consumir la materia orgánica para limpiar el agua.

Aunque este tipo de plantas –de las más comunes alrededor del mundo y conocidas desde 1930– han sido ampliamente investigadas, sus sistemas de control se han basado en modelos teóricos que en ocasiones no responden adecuadamente a los cambios reales presentados en la biomasa.

Según la investigadora, seguir avanzando en el diseño de mejores sistemas de control para las plantas de tratamiento de aguas residuales es importante para que estas hagan descargas del líquido tratado dentro de los parámetros de la reglamentación donde se encuentren ubicadas.

Si no se hace un seguimiento adecuado a los procesos de tratamiento de estas plantas puede ocurrir, por ejemplo, que muera la población microbiana por ser llevada a condiciones extremas, o que el agua salga con altas concentraciones de contaminantes, lo que implicaría penalizaciones para los operadores de la planta.

“También puede acarrear sobrecostos, ya que el oxígeno disuelto, que es una de las variables que controla, tiene un alto costo de producción”, comenta la investigadora, y añade que si no existe ningún control sobre esto se puede llevar el sistema a una saturación de este gas, desperdiciando recursos importantes.

Desde esta perspectiva, la búsqueda de una metodología que permitiera diseñar un controlador a partir de datos más realistas, tomados de la planta directamente, era una necesidad a la que quiso responder la investigadora Hernández. Para ello, partió de una revisión de la literatura científica que le permitió establecer valores comunes de oxígeno y de sustratos en los tanques de concentración de este tipo de plantas, que servirían como referencia para aplicar el control.

Simulación en Bélgica

En un trabajo realizado en el Laboratorio de Automatización de Procesos de la Universidad de Mons, en Bélgica, durante una pasantía realizada por la investigadora en 2018, se construyó un modelo para simular el comportamiento de la planta de tratamiento, en el que se incluían las dos fases que la componen usualmente: una aeróbica –con presencia de oxígeno– y una anóxica –en la que este gas está ausente–, las cuales se unificaron en un solo tanque con el fin de aplicar un solo sistema de control para ambas.

“Volví a Colombia con el modelo y lo que hicimos con mi director, el profesor Eduardo Mojica Nava, fue investigar sobre los tipos de controladores que se podían aplicar”, comentó la magíster, quien encontró que los sistemas convencionales se basaban en modelos y no en datos reales de las plantas de tratamiento.

“El simulador que desarrollamos en Bélgica nos sirve para generar los datos del diseño del controlador. A partir de eso corrimos el programa para generar la información que, en compañía del algoritmo de control, conocido como Referencia Virtual, nos permitió construir el sistema, explica.

Una vez obtenido el sistema de control, se le aplicó al simulador de la planta de tratamiento que se había desarrollado en un principio para evaluar su desempeño. El proceso dejó resultados satisfactorios, pues las variables que componen el agua que sale de la planta (sustrato y oxígeno) siguieron adecuadamente la referencia que había sido propuesta al inicio, lo que quiere decir que el controlador hizo el seguimiento preciso.

Aunque el sistema es lento, según explicó la investigadora Hernández, “esto se debe a que tiene seres vivos (los microorganismos) dentro de su núcleo de funcionamiento, por eso no se puede pretender que el responda inmediatamente, porque se está evaluando cómo la población microbiana consume lo que se inyecta en la planta y también hay que modelar cómo esa población decrece o crece”, explicó sobre la complejidad del procedimiento.

(Por: fin/ALP/MLA/LOF
)
N.° 644

Otras noticias

El proyecto se desarrolló a través de la plataforma Moodle. Fotos: Gloria Nancy Lamprea López, estudiante de la Maestría en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales – UNAL Sede Manizales.

Educación

enero 17 de 2020

Aula virtual optimiza procesos de aprendizaje

A través de la plataforma Moodle se diseñó este escenario que promueve el...

La sutura medial palatina se ve afectada en pacientes con labio leporino o paladar endido. Fotos: archivo Unimedios.

Ciencia & Tecnología

enero 17 de 2020

Modelo matemático optimizaría tratamientos expansivos del maxilar

Odontólogos y especialistas pueden utilizar este modelo computacional para...

El profesor Gustavo Buitrago Hurtado tomó posesión del cargo como nuevo vicerrector de Investigación. Fotos: Brandon Pinto – Agencia UN.

Educación

enero 16 de 2020

Asume nuevo vicerrector de Investigación de la UNAL

El profesor Gustavo Buitrago Hurtado, ingeniero químico y magíster en...

El patrón Yoshimura está conformado por una serie de líneas horizontales y diagonales que al cruzarse forman un patrón triangular.  Fotos: Darío Marín

Ciencia & Tecnología

enero 16 de 2020

Estructura prefabricada para construcción recibe patente de la SIC

Los usos de la innovación van desde estructuras de campaña militar y un...

El desconocimiento de los efectos de las sustancias psicoactivas hace más vulnerables a los jóvenes. Foto: Diana Carolina Acuña.

Salud

enero 16 de 2020

Divulgación científica previene consumo de sustancias psicoactivas

La enseñanza de la composición química de drogas como la marihuana, el dick...


Corzuela colorada (<em>Mazama americana</em>).

Medioambiente

enero 15 de 2020

FOTOGALERÍA: Urras, los salvavidas de la fauna silvestre

La Unidad de Rescate y Rehabilitación de Animales Silvestres (Urras) se creó en...

Practicar mínimo 30 minutos de actividad física diaria ayudaría a prevenir la aparición de EPOC en la población. Foto: archivo Unimedios.

Salud

enero 15 de 2020

Actividad física mejoraría calidad de vida en pacientes con EPOC

La falta de actividad física, la práctica de hábitos poco saludables y el...

Educación

enero 14 de 2020

Comunicado No. 01 de 2020 de la Rectoría

Bienvenida a la comunidad universitaria de la Universidad Nacional de Colombia,...

Con el proceso de formalización del cráter se espera el reconocimiento de la Sociedad Planetaria. Foto: Sergio Torrado.

Ciencia & Tecnología

enero 14 de 2020

Río Vichada albergaría primera estructura de impacto de asteroide en el país

El descubrimiento del impacto de un asteroide en la región de la Orinoquia abre...