AUTOMATIZACION MEDIOAMBIENTAL

Henry Mendiburu Díaz

Introducción: A continuación se hace la presentación del libro “Automatización Medioambiental”, mediante el desarrollo de una monografía que encierra los principales puntos abordados en dicha obra.

1. RESUMEN

Mediante esta obra se plantea poner mayor atención al uso y aplicación de los procesos automatizados, para que de este modo la gestión medioambiental obtenga las mismas ventajas que los procesos productivos cuyas variables y parámetros de operación están debidamente controlados y permanecen dentro de un rango de operación que garantiza la mayor performance del sistema

2. CONTROL Y AUTOMATIZACION

Conceptos Generales

¬         CONTROL : Acción ejercida con el fin de poder mantener una variable dentro de un rango de valores predeterminados.

¬         SISTEMA DE CONTROL : Conjunto de equipos y  componentes, que van a permitir llevar a cabo las operaciones de control.

¬         OPERACIONES DE CONTROL : Conjunto de acciones que buscan mantener una variable dentro de patrones de funcionamiento deseados.

¬         CONTROL AUTOMÁTICO : Es el desarrollo de la acción de control, sin la participación directa de un ser humano (operario).

¬         AUTOMÁTICO : Es todo aquello que se mueve, regula, y opera, por sí solo, independiente del medio que lo rodea.

¬         AUTOMATIZACIÓN : Consiste de un sistema de control automático, por el cual el sistema verifica su propio funcionamiento, efectuando mediciones y correcciones sin la interferencia del ser humano.

¬         SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN : Conjunto de equipos, sistemas de información, y procedimientos que van a permitir asegurar un desempeño independiente del proceso, a través de operaciones de control y supervisación.

¬         SUPERVISIÓN Y MONITOREO : Es el proceso de lectura de valores de las diversas variables del proceso, con el objetivo de identificar el estado en el que se viene desarrollando el proceso en un tiempo actual.

Elementos de Control en Procesos Industriales

Dependiendo del tipo de proceso industrial y la función de control requerida, los sistemas de control van desde los más simples como mantener el nivel de agua o de temperatura en un tanque, hasta los más complicados en los cuales se hace uso de equipos sofisticados y conjuntos de algoritmos de control optimal, control robusto, inteligencia artificial, etc.

Se realiza el control de un proceso, cuando es posible regular el valor de la variable de salida, variando el valor de la señal de control.

¬         Planta : Es el ambiente donde se encuentran los equipos y donde se lleva a cabo el proceso. Se puede decir que es el conjunto de objetos físicos, en los cuales es necesario desarrollar acciones especialmente organizadas con el fin de lograr los resultados de funcionamiento y performance deseados; estos objetos van a ser controlados por medio de “acciones”.

¬         Señales de control : Son aquellas acciones elaboradas por el sistema de control, o dadas por un operario, a través de las variables manipuladas (por ejemplo si se desea mantener un tanque a una temperatura constante, se deberá manipular el nivel de voltaje que recibe la resistencia que brinda calor al tanque).

¬         Perturbaciones : Son aquellas acciones que no dependen del sistema de control ni del operario, pero intervienen positiva o negativamente en el proceso (por ejemplo para el caso anterior si se desea mantener una temperatura constante en un tanque, la temperatura ambiental actuará e interferirá con el calor del tanque)

¬         Variables de salida : Son aquellas que caracterizan el estado de los procesos dentro de la planta, estas variables son guiadas por variables controladas. Por ejemplo, si se cuenta con un recipiente de agua en el cual la variable de salida será el nivel, entonces la variable controlada será el flujo de líquido que ingresa al recipiente.

¬         Proceso industrial : Es la sucesión de cambios graduales (en el tiempo) de materia y energía, todo proceso implica una transformación; generalizando se puede decir que es todo fenómeno físico que se puede medir y controlar. Pueden ser procesos continuos (siderúrgica, petroquímica), procesos de manufactura (embotelladoras, confección de textiles), procesos de servicio (distribución de agua), y procesos híbridos (reciclaje de vidrio).

3. INGENIERIA MEDIOAMBIENTAL

La ingeniería ambiental o medioambiental, es aquella que se ocupa del estudio del medio ambiente, y cuya principal función es tratar de solucionar los problemas que causan las acciones del hombre sobre el medio ambiente, dentro del ámbito de la prevención así como de la corrección.

            El objetivo principal de la ingeniería ambiental será mantener el equilibrio en el medio ambiente, puesto que el medio ambiente está presente en todos los sectores de la vida cotidiana del ser humano, existe métodos o instrumentos para realizar el análisis, estudio, y corrección de las actividades generadoras de problemas y causantes del desequilibrio ambiental, estos son:

¬         Ubicación y entorno de la actividad: Esta referido al conocimiento de la zona en donde se desarrolla una industria o actividad que pueda afectar el equilibrio; este conocimiento va a permitir determinar los factores que mayormente afectan o perturban dicho equilibrio, por tanto estos factores  deben ser los puntos a tener encuentra para controlar la actividad desarrollada. Usualmente se ha tenido siempre presente este aspecto, como es el caso de construir fábricas en los alrededores de la ciudad, de manera que no se mezclen con zonas urbanas, pero que pasa cuando la ciudad crece y lo que antes era una fábrica solitaria ahora es una fábrica rodeada de viviendas, parques, y colegios, no solo basta conformarse con la evaluación que se hizo de la zona cuando esta estaba desabitada, será necesario constantemente evaluar que cambios se pueden hacer para adaptarse a estas circunstancias. Por tanto se ha de tener presente que la ubicación  donde se desarrolla la actividad no será única todo el tiempo, va a variar, y va a traer responsabilidades de carácter social y económico para aquellos responsables de la toma de decisiones.

¬         Balance ecológico y medioambiental de la actividad: Consiste en llevar un control de cómo la actividad afecta al ambiente que rodea el entorno de trabajo, como puede ser la emisión de desechos tóxicos en un río. Este control se debe extender a las áreas productivas de manera tal que se conozca quines son los agentes contaminantes generados por los desechos de la cadena productiva, y hasta que nivel el ecosistema no rompe su equilibrio frente a la ingerencia de estos agentes externos perturbadores de sus componentes.

¬         Evaluación del impacto ambiental: Consiste en medir el daño que ocasiona una actividad humana sobre el medio ambiente. Esta medición tiene muchos factores a evaluar, existe modelos económicos que muestran como se puede calcular en términos monetarios a cuanto equivale un daño generado; pero es de mayor importancia, cuando se trata de hacer esta evaluación, determinar quien o quienes son los afectados, puede existir seres humanos afectados por las actividades de otros seres humanos, en cuyo caso esta en juego la salud y la calidad de vida, condiciones irrecuperables y que no pueden tener un equivalente monetario. Otro aspecto concerniente a esta evaluación está dado en el factor tiempo, por tanto  el encargado de realizar la evaluación tendrá que determinar como una actividad generadora de daño ambiental se va a comportar en el tiempo, puede que este daño se agrave o puede que sea mitigado por la misma naturaleza, en cualquiera de los casos importará el daño generado en tiempo presente y como este obliga a una adecuación y planificación a futuro a fin de minimizar el daño en el transcurrir del tiempo.

¬         Realización de auditorías: Consiste en la inspección y verificación de las condiciones de trabajo donde se desarrolla una actividad ligada al control del daño ambiental; esto quiere decir que un agente contaminante (ya conocido e identificado) es dejado en funcionamiento libre, este va a generar todo el daño que le permita su estructura y condiciones internas, pero si este agente es constantemente supervisado podrá ser relativamente fácil, mantenerlo dentro de parámetros donde su desempeño no afecte o no genere un daño al ambiente. Las auditorías se realizan dentro de todos los sectores, porque todos son contribuyen de alguna forma al perjuicio contra el medio ambiente. Estas a su vez permiten mantener controlados a los agentes contaminantes ya conocidos, y también permiten identificar nuevos agentes que se unen al conjunto de oferentes de problemas.

¬         Evaluar la descontaminación y la anticontaminación:  Este punto esta constituido por el conjunto de estrategias y propuestas de solución frente a un problema identificado. Puede ir desde  actividades de planificación (planificación del mantenimiento, análisis de riesgos, campañas de reforestación, etc.), pasando por actividades concretas (reciclaje, recuperación de sólidos, purificación de aguas servidas, uso de bacterias para purificar relaves mineros, etc.), hasta soluciones innovadoras y modernas como es el uso de la automatización, la eficiencia de recursos energéticos, el aprovechamiento de las energías renovables, desarrollo de nuevos materiales, uso de electrólisis inversa en lugar de combustible fósiles, etc.

Cuando se refiere a Ingeniería Ambiental automáticamente se tiene que relacionar una serie de conceptos y actividades como son: inventarios, muestreos, controles, seguimientos, control agrícola, análisis de la flora y fauna, análisis de los suelos, estudio de ecosistemas, entre otros.

4. AUTOMATIZACION MEDIOAMBIENTAL

El aporte tecnológico, consumado en los sistemas de automatización industrial, brinda la capacidad de optimizar los recursos y el tiempo, dejando de lado la dependencia hacia los ciclos de regeneración ecológica, para pasar a una dependencia tecnológica y científica.

Toda actividad desempeñada por el hombre genera residuos contaminantes, pero hay ciertas actividades inmersas en la industrialización de los procesos productivos que son más perjudiciales que otros. A continuación se enumera una serie de ítems, correspondientes a las actividades industriales contaminantes del medio ambiente o en todo caso actividades que ayudan a la limpieza y conservación del mismo, con sus correspondientes subprocesos, y cuyas labores pueden ser automatizadas, consiguiendo de este modo menores afecciones al medio; esta lista no es exclusiva, absoluta, ni excluyente.

Procesos automatizables

Automatización del Tratamiento de Residuos Industriales

Automatización del Tratamiento de Aguas Residuales

Automatización del Tratamiento de Gases Tóxicos

Diseño de equipos, procesos y sistemas

     a) Sistemas de Compostaje

     b) Sistema de Digestión Anaerobia

     c) Incinerador de Residuos

     d) Sistema Automático para Contenedores

     e) Sistema de Tratamiento de Residuos Inorgánicos

     f) Proceso de Tratamiento de Aceites Usados

     g) Proceso de Oxidación con  Aire Húmedo

     h) Lavador  Venturi para gases

     i) Vertederos: Proceso de Solidificación

     j) Condensador de Gases

     k) Torres de Absorción de Gases

     l) Filtración de Gases

     m) Precipitador Electrostático

     n) Lavadores de Gas

5. TEMAS Y CONTENIDOS

Capítulo I : SISTEMAS DE CONTROL  

1. Generalidades     

2. Elementos de un sistema de control   

3. Tipos de sistemas de control    

4. Clasificación de los sistemas de control         

5. Características del control       

6. Métodos de control        

Capítulo II : AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL        

1. Panorama de la automatización           

2. Sistemas de automatización     

3. Instrumentación industrial      

4. Lenguajes de programación      

5. Redes industriales         

6. Sistemas Scada   

7. Ingeniería asistida por computadora  

Capítulo III : MEDIO AMBIENTE          

1. Medio ambiente y ecología       

2. Contaminación ambiental         

3. Daño ambiental   

4. Perturbaciones ambientales     

5. Necesidad de conservar el medio ambiente  

Capítulo IV : INGENIERÍA MEDIOAMBIENTAL      

1. Misión de la ingeniería medioambiental        

2. Desarrollo  humano       

3. Gestión ambiental          

4. Impacto ambiental         

5. Auditoria ambiental       

Capítulo V : CIENCIA MEDIOAMBIENTAL    

1. Ecología social y política           

2. Economía ambiental      

3. Legislación ambiental    

4. Normativa ISO 14000     

5. Ecología industrial         

6. Ética  y conciencia  ambiental  

Capítulo VI : RECURSOS TECNOLÓGICOS   

1. Sensores y registradores          

2. Equipamiento y  accesorios      

Capítulo VII : AUTOMATIZACIÓN APLICADA          

1. Procesos automatizables           

2. Diseño de plantas           

3. Operaciones de mantenimiento           

4. Diseño de equipos, procesos y sistemas

6. BIBLIOGRAFIA

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“Automatización Medioambiental”, Copyright by Henry Mendiburu Díaz

Derechos reservados conforme a Ley (Indecopi/Perú), Mayo/2003, 319 páginas

Para mayor información consultar:

http://hamd.galeon.com

henrymendiburu@hotmail.com

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