Diseño de controladores para el manejo de las operaciones industriales - Rojas Carbajal, Diana Elizabeth (2024)
En la industria química se desarrollan múltiples operaciones industriales, las cuales requieren ser optimizadas para maximizar la eficiencia, asegurar que el proceso permanezca dentro de los límites de seguridad predefinidos, reducir la variabilidad del producto final, reducir el impacto ambiental, entre otros objetivos; por lo cual, se han desarrollado múltiples investigaciones para implementar un control efectivo de dichas operaciones industriales. El aumento notable en la necesidad de agua apta para el consumo humano y su inminente escasez en los próximos años, a causa de la existencia limitada de agua dulce, genera una problemática que puede encontrar una alternativa de solución viable si se aprovechan las vastas reservas de agua marina para obtener agua para múltiples propósitos, mediante la desalación por ósmosis inversa. Este proceso se caracteriza por utilizar variables de control como la cantidad y la conducción de la corriente eléctrica del permeado, que sirven para analizar las características del agua obtenida, y se establecen como variables manipuladas del agua a su ingreso, al pH y a la presión. El control automático cuando se desarrolla la tecnología de ósmosis inversa utiliza controladores óptimos que permiten obtener agua que cumpla con las condiciones establecidas de conductividad y con la producción requerida, bajo diferentes condiciones de operación. Actualmente, en Perú se cuenta con una planta desarrollada en pos de obtener agua potable a través del proyecto Provisur, que se encarga del sistema de saneamiento para las poblaciones de Lima Sur, con una producción máxima de 34560 m3/día; por ello, se considera que la técnica para eliminar la sal del agua de mar mediante ósmosis inversa es una tecnología emergente y da lugar a que los aspectos del control de estas operaciones tengan gran importancia y sean objeto de investigaciones. La incorporación de un control eficiente para este proceso se basa en los siguientes fundamentos técnicos: caracterización y reconocimiento de la dinámica de funcionamiento de un sistema de ósmosis inversa, diseño de controladores adecuados a cada condición de operación, simulaciones que reflejen el proceso real, implementación práctica de los controladores diseñados y adaptabilidad frente a los diversos escenarios de operación. A lo largo del presente informe se van a considerar modelos matemáticos para la caracterización de una unidad de ósmosis inversa además del diseño de sistemas de control óptimos para este proceso. Todo ello con el fin de facilitar una visión adecuada durante el diseño de controladores para el manejo de operaciones industriales.