Crean control predictivo para automatización en plantas de tratamiento de aguas residuales

Stella Torcat / Departamento de Información y Medios USB.-

Un grupo de investigadores de la Universidad Simón Bolívar trabaja en el modelaje, simulación y control de estaciones de tratamiento de aguas residuales, con la finalidad de tener procesos de tratamiento cada vez más automatizados que garanticen la correcta operación de la planta y mantener los efluentes bajos los parámetros establecidos por las leyes ambientales.

Alejandro Goldar, profesor del Departamento de Procesos y Sistemas, desarrolló un proyecto sobre control predictivo, una técnica que permite formular controladores en procesos multivariables y con restricciones en entradas y salidas, empleando redes neuronales para la automatización de las plantas de tratamiento de aguas residuales a través del modelo BSM1 (Benchmark Simulation Model 1).

Goldar explicó que el BSM1 es un simulador estandarizado que sirvió de banco de pruebas para evaluar e implementar las técnicas del modelaje y control. Destacó que “el modelado matemático es complejo, sin embargo, se puede simplificar al usar redes neuronales, estructuras no lineales que asemejan el comportamiento del cerebro humano, y que permiten adaptar las variables de entradas y salidas, y predecir el comportamiento de la planta”.

Para el estudio, el investigador se enfocó en controlar las concentraciones de oxígeno y de compuestos nitrogenados en el efluente dentro de la planta a través del tratamiento biológico, el cual comprende tres etapas: Degradación de la materia orgánica, desnitrificación y la clarificación. “En el proceso, el agua residual se mezcla con microorganismos en la etapa anóxica para degradar los nitrógenos y amonios y convertirlos en nitratos y nitritos. De allí pasa a la etapa aeróbica donde se degradan los compuestos orgánicos que pudieran estar en el agua; finalmente, en la etapa de clarificación se separa toda la materia (llamada lodos activados) y una parte se vuelve a utilizar”.

El proyecto inició con la tesis de Maestría en Ingeniería de Sistemas, del profesor Goldar quien es Ingeniero Químico de la USB, bajo la tutoría de la profesora Rosalba Lamanna, jubilada del Departamento de Procesos y Sistemas. Actualmente, es un trabajo que se desarrolla en conjunto con los profesores Pastora Vega, Mario Francisco y Silvana Revollar de la Universidad de Salamanca y Hernán Álvarez de la Universidad Nacional de Colombia con sede en Medellín, producto del convenio con los grupos de la USB que buscan fortalecer la investigación entre las instituciones y estrechar relaciones internacionales.

Goldar enfatizó que a partir de dicha investigación se pueden derivar otros estudios, ya que el modelo se puede adaptar a las condiciones de diferentes plantas, además de ser aplicado en otras áreas.

Los resultados del proyecto fueron presentados en 2014 en la Conferencia Europea de Control (ECC) en Estrasburgo, Francia; en la Conferencia Internacional Asociación Internacional de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (IASTED) sobre Modelado, Identificación y Control realizada en Innsbruck, Austria, así como también en el XII Simposio CEA de Ingeniería de Control, que se efectuó en la Universidad de Valladolid.