Pruebas y observación dinámica del proceso

El proceso de digestión anaerobia mesofilica de lodos de la planta de tratamiento de aguas residuales El Salitre, se controlaba anteriormente con un sistema llamado Landis&Staefa de siemens el cual sufrió un daño irreparable por una caída de tensión y además de esto el sistema ya está descontinuado.

Este sistema permitía manipular manualmente los actuadores activando un selector ubicado en las tarjetas de salida del dispositivo, la posición de la válvula se regulaba por medio de un potenciómetro lineal ubicado en la misma tarjeta de salidas.

Esto nos permitió poder manipular el actuador del intercambiador y realizar pruebas para tomar datos y observar el comportamiento dinámico del sistema de digestión anaerobia mesofilica de lodos.

Las pruebas consistieron en observar el comportamiento dinámico del digestor, registrando el valor de temperatura en que se encontraba en ese momento y posicionando la válvulaLandis del intercambiador en un valor determinado por medio de posicionado manual del sistema mencionado anteriormente.

Estos datos se registraron manualmente cada hora y además de esto quedaron registrados en el programreport del sistema de supervisión de la Planta El Salitre debido a que se cuenta con solo la supervisión de la temperatura. Cada prueba tuvo una duración de 12, 18, 24, 36 y 72 horas aproximadamente ya que este proceso es muy lento por el volumen de lodo tratado que es de 8500 m3.

La primera prueba se realizó con un valor inicial de temperatura en el digestor de 35°C y ubicamos la válvula Landis del intercambiador en 0% lo que indica que no se permite paso de agua hacia el intercambiador disminuyendo la temperatura de este hasta en 40°C.

Figura No.39. Comportamiento de la temperatura del digestor en la primera prueba con la válvula Landis al 0%. Fuente: Autor

-49- 33,50 34,00 34,50 35,00 35,50 1 4 7 10 13 16 19 22 Tem p Di ge sto r Horas temp

En un periodo de 24 horas aproximadamente la temperatura del digestor descendió hasta 34°C que es el valor mínimo permitido por el departamento de operaciones a la cual puede llegar digestor ya que temperaturas inferiores podrían inhibir o hasta matar las bacterias encargadas de la digestión de los lodos lo que representaría millonarias sumas de dinero para recuperarlas. (ver figura 28).

La siguiente prueba teniendo el digestor en un valor de temperatura de 34°C, posicionamos la válvulaLandis de intercambiador en 100%. Observamos y registramos el comportamiento de la temperatura, registrando los datos manualmente y con el datalogger del sistema de supervisión de la planta El salitre.

Llegando la temperatura del digestor a 36°C en un periodo de 82 horas aproximadamente, siendo este valor el máximo permitido por el departamento de operaciones debido que al igual que sucede en el límite inferior temperaturas superiores a 36°C pueden inhibir o matar las bacterias.(Ver figura 29).

Figura No.40. Comportamiento de la temperatura del digestor con la válvula Landis al 100%. Fuente: Autor

Con la temperatura del digestor en 36°C, posicionamos la válvula en 50%. En esta prueba la temperatura del digestor descendió hasta 35°C más o menos 0.2°C, en un periodo de 48 horas próximamente, pudiendo determinar que esta es la posición de la válvula en la cual se estabiliza la temperatura del digestor en el valor que necesitamos o set point que para nuestro proceso de digestión anaerobio mesofilico. Aunque para llegar a este valor el proceso se tarda mucho tiempo.

33,00 33,50 34,00 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 temp

Figura No.41. Comportamiento de la temperatura del digestor con la válvula Landis al 50%. Fuente: Autor

De igual forma se realizaron pruebas posicionando la válvula del intercambiador en 25% y 75% con la temperatura inicial en el digestor de 35°C, donde observamos y registramos que para un valor de 75% en la válvula Landis, la temperatura del intercambiador se estabiliza en un valor alrededor de 35.5°C a 35.7°C y para un 25% en la válvula, la temperatura del digestor se estabiliza en un valor de 34.5°C a 34.7°C.

Estas pruebas se realizaron con diferentes valores iniciales de temperatura en el digestor dentro del rango de 34°C a 36°C permitido por el departamento de operaciones de la Planta EL salitre.

Figura No.42. Registro de la temperatura del digestor durante una de las pruebas. Fuente: [28]

Durante la realización de las pruebas observamos que a temperatura del agua a la salida de la caldera que es la que ingresa al intercambiador, varia constantemente y aumenta a medida que se cierra la válvula debido a que el agua deja de pasar por el intercambiador y recircula en la caldera provocando el aumento de la temperatura a un máximo de 65°C y cuando la válvula se abre por completo esta temperatura baja hasta 53°C.

-51- 34,50 35,00 35,50 36,00 36,50 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 temp

Figura No.43. Variación de la temperatura el agua a la entrada del intercambiador. Fuente: [28]

Este cambio de temperatura afecta el intercambio de calor, entregando más o menos energía al proceso en un momento determinado haciendo que el lodo aumente o disminuya la temperatura más rápido, por esta razón esta temperatura también se tomó como una entrada de nuestro sistema de control difuso.

También se realizaron pruebas con la caldera apagada posicionando la válvula del intercambiador de tal forma que se mantuviera en o llegara a los 35°C dependiendo de la temperatura inicial del digestor en el momento de la prueba, esto debido a que en algunas ocasiones la caldera presenta fallas de funcionamiento o fallas en el fluido eléctrico de la planta donde el operador de la zona no se percata a tiempo de la falla y se demora en rearmar o habilitar la caldera después del fallo y la temperatura del intercambiador desciende considerablemente.