Saltar al contenido principal
Library homepage
 
LibreTexts Español

1.11: Desinfección UV Y Operación Scada

  • Page ID
    152572
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Objetivos de aprendizaje

    • Explicar la teoría de desinfección UV
    • Describir las aplicaciones de desinfección UV
    • Describir sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA)
    • Explicar el uso funcional de los sistemas SCADA

    Sistemas Ultravioleta

    La luz ultravioleta (UV) se encuentra justo más allá del espectro de luz visible. Cuando la luz UV es absorbida por células de microorganismos, daña el material genético de tal manera que los organismos ya no son capaces de crecer o reproducirse, y en última instancia, los mata. Hoy en día, con la creciente preocupación por los aspectos de seguridad del manejo del cloro y los posibles efectos sobre la salud de los subproductos de la cloración, la desinfección UV está ganando popularidad. La tecnología UV también puede proporcionar inactivación de Cryptosporidium y Giardia, que son resistentes a desinfectantes comunes como el cloro o la ozonización.

    La combinación de tecnología UV y cloración permite un sistema de desinfección eficiente al matar o inactivar una mayor variedad de microorganismos que usar un solo desinfectante. El proceso de desinfección UV está especialmente adaptado al agua de buena calidad. La eficiencia de la desinfección UV depende de la calidad del agua y de las etapas de tratamiento aguas arriba. El agua cruda con baja turbidez y con bajos niveles de color favorecen la penetración de la luz UV y mejoran la eficiencia de desinfección.

    El agua corrosiva puede dañar los sistemas UV y se están logrando avances tecnológicos. Varios fabricantes producen sistemas de desinfección UV para aplicaciones de agua y aguas residuales. A medida que aumenta la experiencia operativa con los sistemas instalados, la desinfección UV puede convertirse en una alternativa práctica al uso de la cloración en las plantas de tratamiento de agua.

    Tipos de lámparas UV

    Cada conjunto de lámpara UV consiste en una lámpara UV encerrada en un manguito de cuarzo individual con los extremos sellados apropiadamente usando una junta tórica y un tapón de extremo de cuarzo. Todas las lámparas dentro de un sistema UV son idénticos tipo, longitud, diámetro, potencia, salida publicitaria. Se utilizan tres tipos de lámparas de tipo electrodo para producir radiación UV, y estos tipos son:

    • Baja presión, baja intensidad
    • Baja presión, alta intensidad
    • Presión media, alta intensidad

    La tecnología de lámparas UV está cambiando actualmente a medida que los fabricantes se esfuerzan por mejorar sus productos y buscar nuevas tecnologías potenciales. Un balasto es un tipo de transformador que se utiliza para limitar la corriente a una lámpara UV. Debido a que las lámparas UV son dispositivos de descarga de arco, cuanto más corriente hay en el arco, menor será la resistencia. Sin un lastre para limitar la corriente, la lámpara se destruiría a sí misma. Por lo tanto, hacer coincidir la lámpara y el balasto es muy importante en el diseño de los sistemas de desinfección UV.

    Tipos de sistemas UV

    La fuente habitual de radiación UV para los sistemas de desinfección es de lámparas UV de vapor de mercurio de baja presión que se han convertido en conjuntos de múltiples lámparas. Cada lámpara está protegida por una manga de cuarzo y cada una tiene conexiones eléctricas estancas. Los conjuntos de lámparas se montan en un rack y estos racks se sumergen en el agua que fluye. Los bastidores pueden montarse dentro de un recipiente cerrado o en un canal abierto. La mayoría de las instalaciones UV son de la configuración de canal abierto.

    Cuando las lámparas UV se instalan en canales abiertos, normalmente se colocan horizontales y paralelas al flujo o verticales y perpendiculares al flujo. En la configuración horizontal y paralela al flujo, las lámparas están dispuestas en módulos horizontales de lámparas espaciadas uniformemente. El número de lámparas por módulo establece la profundidad del agua en el canal. Por ejemplo, 16 lámparas podrían apilarse a 3 pulgadas de distancia para proporcionar desinfección para el agua que fluye a través de un canal abierto de 48 pulgadas de profundidad.

    Cada módulo de lámpara horizontal tiene un marco de acero inoxidable. Cada módulo está equipado con un conector de cableado impermeable al centro de distribución de energía. Los conectores permiten que cada módulo se desconecte y retire del canal por separado para su mantenimiento. Los módulos de lámpara horizontales están dispuestos en un bastidor de soporte para formar un banco de lámparas que cubra el ancho del canal UV y varios bancos de lámparas de este tipo deben colocarse a lo largo de la pared del canal. El número de bancos UV por canal está determinado por la dosis UV requerida para lograr la calidad del efluente objetivo.

    Cuando es necesario mantener la presión dentro del sistema de transmisión de agua, las lámparas UV se pueden instalar en un recipiente a presión cerrado.

    Otro tipo de sistema UV, los tipos de película delgada, utiliza una cámara con muchas lámparas espaciadas a un cuarto de pulgada de distancia. Este sistema ha sido utilizado en la industria del agua para una planta de tratamiento de 9 MGD.

    Los operadores también pueden encontrar un sistema de desinfección UV de tubo de teflón, aunque este diseño no es de uso común. El agua fluye en un tubo de teflón de pared delgada pasando por una serie de lámparas UV. La luz UV penetra en el tubo de teflón y es absorbida por el fluido. La ventaja de este sistema es que el agua nunca entra en contacto con las lámparas. Sin embargo, la incrustación eventualmente se acumula en las paredes de la tubería y se debe quitar, o se debe reemplazar el tubo de teflón. Este tipo de sistema generalmente ha sido reemplazado por el manguito de cuarzo.

    Seguridad

    La luz de una lámpara UV puede causar quemaduras graves en los ojos y la piel. Siempre tome precauciones para proteger los ojos. Nunca mires en las partes descubiertas de la cámara UV sin gafas protectoras adecuadas. No conecte una unidad UV a una toma de corriente ni encienda una unidad sin tener las lámparas UV correctamente aseguradas en la cámara de agua UV y la caja cerrada.

    Las lámparas UV contienen vapor de mercurio, una sustancia peligrosa que se liberará si se rompe una lámpara. Maneje las lámparas UV con cuidado y esté preparado con el equipo adecuado para limpiar cualquier derrame.

    Configuración típica de desinfección UV.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Desinfección UV en agua potable — La imagen de la EPA es de dominio público

    Operación

    El funcionamiento de los sistemas de desinfección UV requiere poca atención del operador. Para evitar cortocircuitos y asegurar que todos los microorganismos reciban suficiente exposición a la radiación UV, el nivel del agua sobre las lámparas debe mantenerse en el nivel apropiado. Los niveles de agua en los canales pueden ser controlados por vertederos o compuertas de control automático.

    La profundidad adecuada del agua debe mantenerse en el canal UV para garantizar niveles aceptables de desinfección en toda la gama de flujos de diseño. El dispositivo de control de nivel de agua del canal UV debe ser regulado por el operador para:

    • Minimizar la variación del nivel de agua del canal
    • Mantener el nivel de agua del canal a un nivel definido
    • Mantenga las lámparas UV sumergidas en todo momento
    • Evite el grosor excesivo de la capa de agua por encima de la fila superior

    Efectividad de intensidad de luz UV

    Para desinfectar el agua, la luz UV debe ser lo suficientemente intensa como para penetrar en las paredes celulares de los patógenos. La intensidad de la luz UV que llega a los patógenos se ve afectada por el estado de las lámparas UV y la calidad del agua. La unidad UV ajusta automáticamente la dosis UV de acuerdo con la transmisión de luz y el flujo de efluentes.

    El estado de la lámpara UV se ve afectado por la edad de la lámpara y la cantidad de limo en su superficie. Una lámpara vieja o sucia tiene una intensidad de luz UV reducida. La unidad UV limpia periódicamente las lámparas por medios mecánicos. El operador puede ajustar la frecuencia y el número de ciclos de limpieza del proceso de limpieza. Las luces UV se pueden limpiar manualmente en tanques de limpieza que contienen una solución química formulada para el propósito.

    Los procesos aguas arriba afectan la calidad del agua, medida como turbidez y sólidos suspendidos totales (TSS). La alta turbidez inhibe la transmisión de luz a través del agua, reduciendo así el poder desinfectante de la luz en proporción a su distancia de la fuente de luz. El alto TSS, además de inhibir la transmisión de luz, protege a las bacterias y protege a los organismos de la radiación UV. La intensidad insuficiente de la luz UV puede iniciar una cadena de eventos que conducen a una desinfección ineficaz e incumplimiento.

    La baja intensidad de la luz UV producirá un bajo nivel de desinfección, y la baja intensidad dará como resultado altas bacterias coliformes totales o altos recuentos de virus en el efluente de las plantas, desinfección insuficiente e incumplimiento.

    La lámpara debe ser reemplazada cuando su salida a máxima potencia sea insuficiente para desinfectar.

    Manejo de Dosis Mínima UV

    La función de control principal de un controlador lógico programable es administrar la dosis mínima de UV aplicada a un canal UV. El control de dosis UV real (estimulación de dosis) se controla para cada canal UV y se basa en mantener un nivel de dosificación mínimo.

    El mantenimiento de un nivel mínimo de dosificación generalmente se realiza mediante estimulación de flujo. La dosis aplicada se calcula a partir del caudal y la intensidad de la vida útil de la lámpara a la transmitancia especificada multiplicada por la potencia de lastre.

    El cálculo de la dosis se basa en la dosis recibida, derivada del flujo y la entrada de los sensores de intensidad.

    El PLC (controlador lógico programable) también controla la intensidad UV en el canal UV. Cada canal tiene un bucle de control de balasto separado usando el punto de ajuste de intensidad como su objetivo. El bucle controla la intensidad calculando la intensidad más baja de los bancos en uso. Luego, ajusta la potencia del balasto/lámpara para lograr el punto de ajuste de intensidad. La acción del PLC del sistema UV se resume como:

    • Recibe una intensidad UV mínima de un valor preestablecido, que es ajustable en campo
    • Recibe una intensidad UV objetivo de un valor preestablecido, que es ajustable en campo
    • Compara la intensidad UV objetivo con la intensidad UV real
    • Hace un ajuste a la potencia de salida de todas las tarjetas de lastre en funcionamiento en consecuencia

    Si la intensidad UV real va por debajo de la intensidad UV mínima durante más de 2 minutos, el PLC debe activar una alarma de banco de canales de baja intensidad y marcar el banco como fallido. Esta acción iniciará el siguiente banco de asistencia, y después de un tiempo preestablecido (10 minutos) cerrará el banco fallido.

    El nivel de potencia de salida del balasto es idéntico para todas las tarjetas de lastre dentro de un banco UV.

    El sistema UV opera para mantener una dosis mínima de UV en todo momento, con un margen de seguridad para acomodar cambios operativos y procedimientos de cambio:

    • A medida que aumenta el flujo o la transmisión se reduce, la dosis UV se reducirá y el PLC aumentará la salida de lastre para compensar. Arrancará el banco de asistencia cuando el banco de impuestos esté al 85 por ciento de la potencia total o la dosis sea menor que el nivel de diseño más el factor de seguridad. Una vez que el banco de asistencia esté al 100 por ciento de potencia, la producción se reducirá en ambos bancos para obtener la dosis correcta.
    • A medida que disminuye el flujo o aumenta la transmisión, se incrementará la dosis UV y el PLC reducirá la salida de lastre para compensar. Cerrará el banco de asistencia cuando la salida del balasto sea del 50 por ciento y la dosis sea mayor que el nivel de diseño más el factor de seguridad. La producción en el banco de impuestos aumentará al 100 por ciento antes de cerrar el banco de asistencia.

    Cálculo de Dosis UV

    La intensidad de la radiación y el tiempo de contacto determinan la dosis UV recibida por la bacteria, lo que lleva a la efectividad del proceso. La dosis UV es el indicador estándar de la efectividad UV y se expresa como:

    • Dosis UV, MJ/cm 2 = intensidad UV, MW/cm 2 x T, s donde...
      • T = Tiempo de Retención, s

    La dosis se expresa típicamente como milijulios por centímetro cuadrado (mJ/cm2) y la intensidad como milivatios-segundo por centímetro cuadrado (mW s/cm2).

    En los sistemas de desinfección de agua, las moléculas son sólidos suspendidos en el agua que absorben la energía UV. En el cálculo se utiliza la intensidad del peor de los casos (el punto más alejado de la fuente UV).

    Cálculo de volumen de canal

    El volumen del canal UV se refiere al volumen irradiado del reactor UV. Esta área es el volumen en el que las bacterias están expuestas a la radiación UV. Este espacio es un valor fijo calculado como:

    • Volumen de Canal UV por Banco, ft 3 = (Ancho del Canal UV, ft x Nivel de Agua Superior, ft x Largo del Arco de la Lámpara, ft) — (Volumen de Mangas de Cuarzo, ft 3)

    Cálculo del tiempo de retención

    El tiempo de retención es la cantidad de tiempo que las bacterias están en contacto con la radiación UV. Los cálculos de pérdida de carga y velocidad aseguran que exista una condición hidráulica óptima en el canal. El tiempo de retención se calcula dividiendo el volumen del canal UV por el caudal dentro del canal UV como:

    • T (s) = Vreactor, ft 3 /Q, ft 3 /s donde...
      • Reactor V = Volumen del Reactor UV
      • Cálculo de caudal

    La tasa de entrada total es suministrada por el caudalímetro. Este valor se escala usando el flujo máximo, que transforma la tasa de entrada a décimas de MGD, luego se muestra en una pantalla como un caudal. Un controlador lógico programable calcula la velocidad por canal. Este caudal es para su uso en el control del sistema UV exclusivamente y no debe ser utilizado para ningún otro propósito.

    Monitoreo de intensidad de salida de lámpara

    La salida de la lámpara disminuye con el uso por lo que el operador debe monitorear la intensidad de salida y reemplazar las lámparas que ya no cumplan con los estándares de diseño, así como cualquier lámpara simplemente se queme. Se pueden instalar monitores de intensidad de lámpara para ayudar al operador a monitorear el nivel de salida de luz. Los indicadores de falla de la lámpara conectados al panel de control UV principal alertarán al operador cuando una lámpara se quema y requiere reemplazo. Además, se dispone de sistemas computarizados para monitorear y registrar la edad (tiempo de combustión) de cada lámpara.

    Monitoreo de características de afluentes y efluentes

    Se debe tener cuidado de no exceder los niveles máximos de turbidez de diseño y las velocidades de flujo al usar este tipo de equipos. Las partículas suspendidas protegerán a los microorganismos de la luz UV y los protegerán de sus efectos destructivos. Los flujos deben ser algo turbulentos para asegurar la exposición completa de todos los organismos a la luz UV, pero la velocidad del flujo debe controlarse para que el agua quede expuesta a la radiación UV el tiempo suficiente para que se produzca el nivel deseado de desinfección.

    Debido a que los rayos ultravioleta no dejan residuos químicos como el cloro, se deben realizar frecuentemente pruebas bacteriológicas para garantizar que el sistema ultravioleta esté logrando una desinfección adecuada. Además, la falta de desinfectante residual significa que no se brinda protección contra la recontaminación después de que el agua tratada haya salido de la instalación de desinfección. Cuando el agua tratada se expone a la luz visible, el microorganismo puede ser reactivado. Los microorganismos que no han sido asesinados tienen la capacidad de sanar cuando se exponen a la luz solar. La solución a este problema es diseñar sistemas UV con una alta eficiencia para matar microorganismos.

    Alarmas de emergencia

    Los sistemas UV requieren extensos sistemas de alarma para garantizar una desinfección completa continua del agua que se está tratando. Las alarmas de emergencia típicas en los sistemas UV incluyen:

    • Nivel de entrada alto
    • Turbidez de entrada alta
    • Flujo de muestra bajo
    • Falla de control de puerta motorizada de entrada
    • Canal de entrada de alta transmitancia
    • Canal de entrada de baja transmitancia
    • Fallo de puerta de desvío
    • Fallo de puerta de aislamiento
    • Fallo de puerta de entrada
    • Caudales del sistema
    • Fallo eléctrico de la unidad
    • Fallo en las puertas de entrada
    • Sensor de nivel de canal bajo/alto
    • Sensor de nivel de canal bajo/bajo
    • Dosis baja

    Los operadores deben inspeccionar estos instrumentos y asegurarse de que funcionan según lo previsto.

    Mantenimiento

    Un sistema UV es capaz de uso continuo si se realiza una rutina de mantenimiento simple a intervalos regulares. Al verificar los siguientes elementos regularmente, el operador de un sistema UV puede determinar cuándo se necesita mantenimiento.

    • Verifique el monitor UV para una reducción significativa en la salida de la lámpara.
    • Monitoree el proceso para detectar cambios importantes en las condiciones normales de flujo, como la calidad del agua entrante.
    • Verifique si hay incrustaciones en las mangas de cuarzo y las sondas del monitor de intensidad UV.
    • Verifique la pantalla de la luz indicadora para asegurarse de que todas las lámparas UV estén energizadas.
    • Controle el medidor de tiempo transcurrido, los resultados microbiológicos y la hoja de registro de la lámpara para determinar cuándo las lámparas UV requieren reemplazo.
    • Revise las mangas de cuarzo para ver si hay decoloración. Este efecto de la radiación UV sobre el cuarzo se llama solarización. La solarización excesiva es una indicación de que un manguito está cerca del final de su vida útil. La solarización reduce la capacidad de las mangas para transmitir la cantidad necesaria de radiación UV al proceso.

    El mantenimiento de los sistemas UV requiere dos tareas: limpiar las mangas de cuarzo y cambiar las lámparas.

    Se pueden formar algas y otros crecimientos biológicos adheridos en las paredes y el piso del canal UV. Este limo puede desprenderse, lo que podría dificultar el proceso de desinfección. Si se produce esta condición, el canal UV debe ser deshidratado y desechado con manguera para eliminar las algas y los limos acumulados.

    Limpieza de Manga de Cuarzo

    El ensuciamiento de las mangas de cuarzo ocurre cuando cationes como iones de calcio, hierro o aluminio se adhieren a la proteína y la materia coloidal que cristaliza en las mangas de cuarzo. A medida que este recubrimiento se acumula en las mangas, la intensidad de la luz UV disminuye hasta el punto en que se tiene que eliminar la acumulación para que el sistema siga siendo efectivo. La velocidad a la que se produce el ensuciamiento de los manguitos de cuarzo depende de varios factores, entre ellos:

    • Tipos de procesos de tratamiento antes de la desinfección UV.
    • Calidad del agua que se está tratando.
    • Químicos utilizados en los procesos de tratamiento.
    • Tiempo que las lámparas están sumergidas.
    • Velocidad del agua que fluye a través del sistema UV. Es especialmente probable que los flujos muy bajos o estancados permitan la sedimentación de sólidos y los problemas de incrustación resultantes.

    La frecuencia con la que se deben limpiar las mangas de cuarzo depende de la calidad del agua a tratar y de los productos químicos de tratamiento utilizados antes de la desinfección. Al sumergir los módulos UV durante 5 minutos en una solución de limpieza adecuada se eliminarán las incrustaciones que se hayan depositado en las mangas de cuarzo. La limpieza se realiza mejor usando una solución de ácido inorgánico con un pH entre 2 y 3. Las dos soluciones de limpieza más adecuadas son el ácido nítrico en concentraciones de aproximadamente 50 por ciento y una solución de 5 por ciento o 10 por ciento de ácido fosfórico. Para limpiar el sistema sin dejar de desinfectar los flujos normales, los módulos individuales se pueden quitar del canal, limpiar y volver a instalar. Los otros módulos que permanecen en línea mientras uno está siendo limpiado deben ser capaces de proporcionar una desinfección continua.

    La limpieza en canal de las lámparas UV es otra opción, pero tiene algunas desventajas. Se requiere un canal de respaldo y se necesita un volumen mucho mayor de solución ácida. Además, se requieren equipos adicionales y tanques de almacenamiento para productos químicos. Se deben tomar precauciones para evitar daños a los canales de concreto de la solución limpiadora ácida. Los recubrimientos epoxi normalmente utilizados para proteger el concreto del ataque ácido no se utilizan en los sistemas de desinfección UV porque el epoxi tiende a descomponerse bajo altas intensidades de luz UV.

    La complejidad del sistema de limpieza depende del tamaño del sistema y de la frecuencia de limpieza requerida.

    Mantenimiento de la lámpara

    Las lámparas son los únicos componentes que se tienen que cambiar de forma regular. Su vida útil puede ser de 7,500 horas a 20,000 horas. Esta variación puede atribuirse a tres factores:

    • El nivel de sólidos suspendidos en el agua a desinfectar y el nivel de coliformes fecales a alcanzar afectan la vida útil de la lámpara. Los efluentes de mejor calidad o los estándares de coliformes fecales menos estrictos requieren dosis UV más pequeñas. Dado que las lámparas pierden intensidad con la edad, cuanto menor sea la dosis UV requerida, mayor será la caída en la salida de la lámpara que se puede tolerar.
    • La frecuencia de los ciclos ON/OFF a un máximo de 4 por 24 horas puede prolongar considerablemente la vida útil de la lámpara.
    • La temperatura de funcionamiento de los electrodos de la lámpara afecta la vida útil de la lámpara. Las temperaturas del sistema generalmente dependen de las condiciones del sistema. Los sistemas con electrodos de lámpara que funcionan a la misma temperatura funcionan hasta tres veces más que los sistemas donde los dos electrodos operan a diferentes temperaturas. Esta diferencia de funcionamiento puede ocurrir en sistemas con lámparas que sobresalen a través del mamparo donde solo un electrodo está sumergido en el agua y el otro electrodo está rodeado de aire si la temperatura del aire es rutinariamente superior a la temperatura del agua.

    La mayor caída en la salida de la lámpara ocurre durante las primeras 7,500 horas. Esta disminución está entre 30 y 40 por ciento. A partir de entonces, la disminución anual en la producción de la lámpara (5 a 10 por ciento) es causada por una disminución del volumen de gases dentro de las lámparas y por un cambio de composición en el cuarzo (solarización), lo que lo hace más opaco a la luz UV.

    Los operadores deben comunicarse con la agencia reguladora correspondiente para determinar la manera adecuada de desechar las lámparas UV usadas. No arroje lámparas usadas en un bote de basura para deshacerse de ellas debido al mercurio peligroso en las lámparas.

    Solución de problemas

    Sistema Hidráulico

    El rendimiento de inactivación errático o reducido a menudo es causado por una mala hidráulica del sistema. El cortocircuito del sistema, las malas condiciones de flujo de entrada y salida, y los espacios muertos o zonas muertas en el reactor pueden ser fuentes de bajo rendimiento.

    Biofilms en Paredes y Equipos de Canal UV

    Las biopelículas son típicamente bacterias fúngicas y filamentosas que se desarrollan en superficies expuestas y son especialmente problemáticas en áreas expuestas a la luz. Las biopelículas pueden contener y proteger bacterias. Cuando las biopelículas se desprenden de las superficies, protegen las bacterias en los grumos a medida que pasan a través del sistema de desinfección UV. Los operadores deben eliminar periódicamente las biopelículas usando una solución desinfectante de hipoclorito.

    Partículas que blindan bacterias

    Las partículas pueden proteger las bacterias y reducir la efectividad del proceso de desinfección UV. Estas partículas deben eliminarse mediante procesos de tratamiento aguas arriba como mejorar el rendimiento del clarificador o algún tipo de filtración.

    Sistema de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA)

    Un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) es un proceso de alarma, respuesta, control y adquisición de datos monitoreado por computadora que se utiliza para monitorear y ajustar los procesos de tratamiento y operar instalaciones de tratamiento. Los sistemas SCADA se han vuelto esenciales para operar instalaciones de agua y aguas residuales. Un sistema SCADA es una colección de equipos de monitoreo y comunicación con una interfaz de computadora que ejecuta el paquete de software SCADA. Está diseñado para ayudar a los operadores a monitorear y controlar los procesos de tratamiento.

    Los sistemas SCADA primitivos comenzaron con la supervisión y monitoreo de una variedad de sistemas industriales, incluidas las compañías eléctricas, las principales empresas de servicios públicos, entornos de construcción, procesos de fabricación y sistemas de transporte masivo. Además del control de procesos, los sistemas SCADA realizan funciones automatizadas de monitoreo, registro de datos, alarma y diagnóstico que permiten que las instalaciones de tratamiento se ejecuten de manera segura y eficiente utilizando un personal relativamente pequeño. Los sistemas SCADA recopilan datos en tiempo real de la planta, realizan ajustes basados en las condiciones de la planta y regulan los procesos para evitar fallas costosas.

    Los sistemas SCADA pueden ser tan básicos como una sola computadora personal conectada a un pequeño laboratorio o proceso de fabricación a través de simples interfaces de entrada/salida (E/S). Este sistema simple puede ser más que suficiente para una planta pequeña, y podría configurarse fácilmente con la ayuda del personal interno. La mejora de la eficiencia del personal y la confiabilidad del sistema se ven incluso en este nivel básico.

    Las plantas medianas pueden usar uno o más controladores lógicos programables (PLC) conectados en red junto con subsistemas de E/S distribuidos y múltiples interfaces de operador. Algunas configuraciones podrían ser manejadas por personal interno, o un proveedor de sistemas SCADA podría trabajar con el personal para establecer las funciones de monitoreo y alarma adecuadas que operarían en todo el sistema. Los sistemas de tamaño mediano pueden monitorear varios miles de puntos de E/S.

    Los sistemas SCADA más complejos incluyen redes de unidades de telemetría remota (terminales), o RTU, que pueden cubrir complejos completos de plantas o sistemas de distribución de tuberías. Dichos sistemas utilizan concentradores de datos y subsistemas de E/S para comunicarse entre sí a través de medios de telecomunicaciones. Para sistemas tan grandes y complejos, es probable que sea necesaria una anulación del sistema SCADA. Diseñar, instalar y configurar operaciones para estos complejos sistemas SCADA es un campo especializado. El personal de O&M necesita coordinarse con la anulación del sistema SCADA para garantizar que las alarmas y las funciones de monitoreo estén diseñadas correctamente.

    Controladores

    Los controladores lógicos programables (PLC) son dispositivos de control que actúan como reemplazos para los paneles de relés cableados que se utilizaron en los primeros años de la automatización de procesos. Los PLC se utilizan en muchas industrias, incluidas la fabricación, las líneas de montaje y las aplicaciones de iluminación. Originalmente usaban lógica simple de escalera, pero los lenguajes y entornos de programación han evolucionado a lo largo de los años. Los PLC se pueden utilizar en relés secuenciales complejos, controles de procesos, sistemas de control distribuido y redes. Se ha establecido un estándar de programación, producido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), para programar PLC; sin embargo, se puede utilizar una variedad de lenguajes lógicos. El dramático aumento en la potencia de procesamiento, las capacidades de red y las capacidades de almacenamiento de memoria de programas ha ayudado a los PLC a ser más prácticos y rentables para muchas aplicaciones de control de procesos, desde plantas de tratamiento industrial hasta pequeñas instalaciones.

    Funciones de Control

    Los sistemas SCADA permiten a los operadores controlar prácticamente toda la instalación avanzada de tratamiento de agua desde una computadora. El operador puede controlar los niveles del tanque, las secuencias de bombas, las velocidades de la bomba, los residuos de OD, la dosificación química, las funciones de membrana, la oxidación avanzada, la dosificación UV y el desvío de flujos de un tren de tratamiento a otro. Los sistemas SCADA también permiten a los operadores monitorear y controlar plantas avanzadas de tratamiento de agua con dispositivos móviles como teléfonos inteligentes y tabletas informáticas.

    Funciones de monitoreo

    Los sistemas SCADA proporcionan al operador una interfaz visual efectiva. La mayoría de los sistemas SCADA proporcionan representaciones gráficas animadas de los procesos combinados con valores de proceso individuales. Los datos en tiempo real se pueden obtener y analizar como una tendencia para observar cualquier cambio en el proceso. Estas herramientas proporcionan al operador la capacidad de monitorear los sistemas de la planta de tratamiento de manera efectiva y detectar alteraciones del proceso, a menudo antes de que ocurran.

    Funciones de registro de datos

    A medida que el PLC recibe información de los equipos y procesos y subsistemas avanzados de tratamiento de agua, los datos se transfieren al sistema SCADA. El sistema SCADA archiva electrónicamente los datos seleccionados para poder recuperarlos y revisarlos según sea necesario. Estos registros electrónicos se pueden exportar desde el sistema SCADA en una variedad de formas, incluyendo un archivo de variable separada por comas (.CSV). Estos archivos se pueden utilizar en otras aplicaciones para su posterior análisis o formateo en informes. Las copias impresas de los datos de estado y alarma pueden imprimirse y conservarse para el mantenimiento de registros de la planta. Estos registros incluyen fecha, hora y cambios realizados. Los cambios en los procesos se pueden rastrear a través de un archivo de cambios de punto de ajuste, alarmas y ajustes de equipos. Estos datos históricos ayudan a los operadores a investigar las alteraciones de los procesos y las fallas de los equipos, y proporcionan datos bien documentados para fines de reporte.

    Funciones de alarma

    Las funciones de alarma SCADA son herramientas importantes para los operadores. Las funciones de alarma están integradas en el sistema SCADA, alertando a los operadores para que procesen perturbaciones al identificar el área precisa donde ocurre el malestar. Los operadores pueden responder de manera rápida y precisa, reduciendo la posibilidad de que una alteración del proceso resulte en una violación de los requisitos de descarga de desechos emitidos por el estado o el gobierno federal.

    Algunos sistemas incluyen la capacidad de contactar automáticamente a los operadores que están de guardia. Estos sistemas a veces se pueden configurar para comunicarse con dispositivos móviles como teléfonos inteligentes y tabletas informáticas, proporcionando a los operadores más flexibilidad.

    Funciones de diagnóstico

    Los sistemas SCADA se pueden configurar para incorporar análisis estadísticos en línea de datos de proceso. Esta herramienta se puede utilizar para ayudar a los operadores a evitar fallas en los equipos, interrupciones del proceso o lecturas falsas de instrumentos. El sistema puede detectar cambios aleatorios que pueden ocurrir cuando ocurren derivas de calibración del instrumento o cuando los componentes de control están en riesgo de falla. Al operador se le proporciona la información con el fin de responder proactivamente, antes de que ocurran fallas o alteraciones.

    Unidades de telemetría remota

    Los sistemas SCADA son capaces de monitorear sistemas extensos mediante el uso de unidades de telemetría (RTU) remotas (o de radio). Estas unidades manejan entradas, generan salidas de control y concentran datos para su transmisión de vuelta a la computadora host. Las RTU se utilizan cuando los dispositivos de monitoreo deben colocarse en sitios de equipos aislados, estaciones de bombeo, pozos o estructuras de admisión, o a lo largo de un tramo de tubería. Debido a que las RTU generalmente se comunican usando ondas de radio en el mismo rango que las frecuencias de radio comerciales, pueden requerir licencias de la Comisión Federal de Comunicación. En algunos casos, el dispositivo de monitoreo remoto puede usar cableado eléctrico tradicional. Estas unidades se consideran unidades terminales remotas (también RTU).

    Interfaz de operador

    Las interfaces de operador (OI) están disponibles alternativamente como MMI (interfaces hombre-máquina), HMI (interfaz hombre-máquina), VDU (unidades de visualización de video), VDT (terminales de pantalla de video) y probablemente también algunas configuraciones más. Las interfaces de operador permiten al operador ver la totalidad del proceso en una (o varias) pantallas. Las interfaces de operador varían en tamaño y diseño, desde terminales rudimentarios que muestran información básica del proceso hasta grandes pantallas táctiles a todo color con gráficos animados. A menudo, se utiliza una combinación de tipos de visualización para permitir que los operadores interactúen en varios puntos clave del proceso. Las pantallas pequeñas pueden montarse directamente en el equipo de proceso para permitir que se realicen cambios en el proceso en el campo, mientras que las pantallas grandes se adaptan mejor a una sala de control central u oficina donde se puede supervisar la totalidad del proceso. Todos los tipos de visualización están destinados a informar al operador del estado del proceso que se está monitoreando, incluyendo alertar al operador de cualquier problema en el sistema y proporcionar los medios para realizar los ajustes necesarios en el proceso.

    Sistemas de Control de Computación de

    El sistema de control por computadora es un sistema de alarma, respuesta, control y adquisición de datos de monitor por computadora utilizado por los operadores para monitorear y ajustar sus procesos de tratamiento e instalaciones. Los sistemas de control por computadora utilizados para el control de procesos pueden clasificarse como sistemas de control distribuido (DSC) y sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA). Los sistemas DCS y SCADA realizan las mismas funciones en diferentes configuraciones. Los sistemas de control distribuido (DSC) se utilizan típicamente para controlar y monitorear procesos en plantas de tratamiento. Los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) son los más utilizados para controlar y monitorear instalaciones de sistemas de distribución que están ampliamente separadas geográficamente. En instalaciones de agua más grandes, los sistemas DCS y SCADA se utilizan para proporcionar control del proceso de tratamiento y controles del sistema de distribución. Los servicios públicos más pequeños a menudo combinan todos los controles necesarios en un sistema SCADA. En grandes y pequeños servicios públicos, la interfaz del operador para cada sistema y procesos de planta se proporciona en una sola sala de control.

    El sistema de control por computadora recopila, almacena y analiza información sobre todos los aspectos de operación y mantenimiento, transmite señales de alarma y permite el control de alarmas, equipos y procesos con la yema del dedo. El sistema de control informático proporciona el informante que los operadores necesitan para resolver problemas menores antes de que se conviertan en incidentes importantes. Como centro neurálgico en la planta de tratamiento, el sistema permite a los operadores mejorar la eficiencia de sus instalaciones manteniéndolas completamente informadas y completamente en control.

    Los cinco componentes de un sistema de control informático son:

    • Instrumentación de procesos y dispositivos de control que detectan variables de proceso en campo y accionan equipos.
    • La interfaz de entrada/salida (I/O) envía y recibe datos con la instrumentación del proceso y los dispositivos de control.
    • La unidad central de procesamiento (CPU) es el componente del sistema que contiene las instrucciones del programa para el sistema de control. Estas instrucciones están programadas para reaccionar en base a una estrategia de control. La CPU recopila datos de las diversas interfaces y envía comandos a los dispositivos de campo para que operen los procesos de la planta.
    • Las interfaces de comunicación proporcionan los medios para que el sistema de control informático envíe datos hacia y desde sistemas informáticos externos, sistemas comerciales, otros sistemas de control de procesos y equipos.
    • La interfaz hombre-máquina es comúnmente una estación de trabajo de computadora que ejecuta el software del sistema de control de computadora que proporciona los datos de la planta al operador en la pantalla de la estación de trabajo.

    Estos componentes son el medio por el cual el sistema de control recopila y distribuye información para el operador humano y la instrumentación del proceso y otros equipos.

    El sistema de control por computadora puede ser utilizado en diversas capacidades, desde la recolección y almacenamiento de datos únicamente, hasta el análisis total de datos, interpretación y control de procesos.

    Los sistemas de control por computadora monitorean niveles, presiones y flujos y operan bombas, válvulas y alarmas. Monitorean temperaturas, velocidades, corrientes del motor, pH, turbidez y otros parámetros de operación. También brindan control, según sea necesario. Los sistemas de control por computadora proporcionan un registro de datos históricos de eventos, tendencias de señales analógicas y tiempo de operación del equipo para fines de mantenimiento. La información recopilada puede ser leída por un operador en lecturas de pantalla de computadora o analizada y trazada por la computadora como gráficos de tendencias.

    Los sistemas de control por computadora proporcionan una imagen del estado general de la planta en una pantalla de computadora. Además, las imágenes detalladas de partes específicas del sistema pueden ser examinadas por el operador a través de la estación de trabajo de computadora. Las pantallas gráficas en las pantallas de la computadora pueden incluir información de funcionamiento actual, que el operador puede usar para determinar si las pautas están dentro de rangos de operación aceptables o si es necesario algún ajuste.

    Los sistemas de control por computadora son capaces de analizar datos y proporcionar informes operativos, de mantenimiento, regulatorios y anuales. El personal de operación y mantenimiento confía en un sistema de control informático para ayudarle a preparar los programas de mantenimiento diarios, semanales y mensuales, monitorear el estado de las refacciones y del inventario, ordenar repuestos adicionales, imprimir órdenes de trabajo y registrar las asignaciones de trabajo terminadas.

    Los sistemas de control por computadora también se pueden usar para mejorar los programas de conservación de energía. Los operadores pueden desarrollar estrategias de control de gestión de energía que permitan el máximo ahorro de energía y el máximo flujo de tratamiento antes de los períodos de flujo pico En este tipo de sistemas, los medidores de potencia se utilizan para medir y registrar con precisión el consumo de energía. La información puede ser revisada por los operadores para estar atentos a cambios que puedan indicar problemas en el equipo.

    Los procedimientos de respuesta a emergencias también se pueden programar en un sistema de control por computadora. Las respuestas de los operadores se pueden proporcionar para diferentes escenarios operativos que podrían encontrarse como resultado de cambios climáticos adversos, incendios, terremotos u otras situaciones de emergencia.

    Funciones típicas del sistema de control informático

    Los sistemas de control por computadora para plantas de tratamiento de agua y sistemas de distribución generalmente se operan juntos, con los controles ubicados en la planta de tratamiento. La información que históricamente se registró en gráficos de tiras de papel ahora está siendo registrada y almacenada por computadoras. Esta información puede ser recuperada y revisada fácilmente por el operador. Por lo tanto, los sistemas de control computacional son más eficientes en proporcionar a los operadores la información que necesitan para tomar decisiones informadas y oportunas.

    Los sistemas de control informático proporcionan al operador de la planta de tratamiento las herramientas para optimizar los procesos de la planta en base a la información operativa actual e histórica El afluente y efluente de la planta de tratamiento son monitoreados continuamente para muchas variables del proceso, como flujo, turbidez, pH, amonio, cloro y nitrógeno. Si estos indicadores cambian significativamente o superan niveles predeterminados, el sistema de control por computadora alerta al operador o cambia el proceso en base a una estrategia de control preprogramada definida por el operador.

    Monitor de control SCADA
    Figura\(\PageIndex{2}\): SCADA Control Monitor — La imagen de hhdgomez está licenciada bajo CC BY-SA 4.0

    Los datos operativos históricos almacenados en un sistema de control por computadora están fácilmente disponibles en cualquier momento. Se puede consultar el sistema de control por computadora para identificar, por ejemplo, cuándo los flujos máximos de afluentes de la planta fueron mayores que los flujos normales establecidos. El rendimiento de la planta bajo estas condiciones puede ser recordado usando el sistema de control por computadora, analizado por los operadores y los resultados utilizados para operar la planta en consecuencia.

    El consumo de energía eléctrica se puede optimizar mediante el uso de sistemas de control por computadora. Los controles de computadora se pueden programar con una estrategia de control para reducir los costos de energía al operar automáticamente los equipos cuando las demandas de energía son bajas. La mayoría de las compañías eléctricas están ansiosas por ayudar a los operadores a ahorrar dinero estructurando sus tarifas para fomentar el consumo de energía eléctrica cuando las demandas de energía son bajas y para desalentar el consumo cuando las demandas de energía son altas. Los controles de computadora se pueden programar con una estrategia de control para reducir los costos de energía al operar automáticamente los equipos cuando las demandas de energía son bajas.

    Los sistemas de control por computadora se mejoran continuamente para ayudar al operador a hacer un mejor trabajo. Los operadores pueden crear pantallas de visualización, los gráficos del espectáculo y las características de funcionamiento que se deseen mostrar. La pantalla principal podría ser un diagrama de flujo de afluente a efluente mostrando las áreas principales de tratamiento y proceso auxiliar. La información crítica de operación podría mostrarse para la ruta principal del flujo de tratamiento y el área de proceso, con capacidades de navegación para acceder fácilmente a pantallas detalladas para cada pieza del equipo.

    La información en la pantalla debe estar codificada por colores para indicar si una bomba está funcionando, lista, no disponible o falló, o si una válvula está abierta, cerrada, en movimiento, no disponible o falla. La computadora usa una señal fallida para informar al operador que algo está mal con la información o la señal que está recibiendo o se le está instruyendo para mostrar. La computadora detecta e informa información que no es consistente con el resto de la información disponible.

    El operador puede solicitar una computadora para mostrar un resumen de todas las condiciones de alarma en una planta, un área particular de planta o un sistema de proceso. Una señal de alarma parpadeante indica que la condición de alarma aún no ha sido reconocida por el operador. Una señal de alarma constante, una que no está parpadeando, indica que la alarma ha sido reconocida pero aún no se ha reparado la condición causante de la misma. Además, la pantalla podría configurarse para designar automáticamente ciertas condiciones de alarma como alarmas prioritarias, requiriendo atención inmediata del operador.

    Con una implementación de seguridad adecuada, los sistemas de control por computadora permiten a los operadores tener acceso remoto a los controles de la planta desde cualquier lugar usando una computadora portátil o una estación Esta opción proporciona la flexibilidad para que el personal fuera de servicio ayude a los operadores en servicio a resolver problemas operativos. Los sistemas de redes informáticas permiten a los operadores de terminales en oficinas, plantas y campo trabajar juntos y usar la misma información o cualquier información que necesiten de una base de datos central de computadoras.

    Un inconveniente de algunos sistemas de control por computadora es que cuando el sistema se cae debido a una falla de energía, los números mostrados serán los números que se registraron inmediatamente antes de la falla, no los números actuales. Por lo tanto, el operador puede experimentar un período de tiempo en el que la información precisa y actual sobre el sistema no esté disponible de inmediato.

    La satisfacción del cliente con el desempeño de una compañía de agua se puede mejorar mediante el uso de un sistema de control informático efectivo. La coordinación del control de la instalación de tratamiento y el control del sistema de distribución se utiliza para evitar la escasez de agua y bajas presiones.

    Cuando los operadores deciden iniciar o expandir un sistema de control informático para su sistema de proceso de planta, el primer paso es decidir qué debe hacer el sistema de control informático para que los trabajos de los operadores sean más fáciles, eficientes y seguros, y hacer que el rendimiento de sus instalaciones sea más confiable y rentable. Los ahorros de costos asociados con el uso de un sistema de control por computadora frecuentemente incluyen costos de mano de obra reducidos para las funciones de operación, mantenimiento y monitoreo que antes se realizaban manualmente. El control preciso de las velocidades de alimentación de productos químicos mediante un sistema de control informático elimina la sobredosificación desperdiciadora. El monitoreo de mantenimiento preventivo puede ahorrar en equipos y costos de reparación, y el ahorro de energía puede resultar de tarifas de energía eléctrica fuera de pico. Los operadores deben visitar las instalaciones con sistemas de control por computadora y platicar con los operadores sobre lo que encuentran beneficioso y perjudicial con respecto a los sistemas de control computacional y cómo los sistemas contribuyen a su desempeño como operadores.

    El mayor reto para los operadores que utilizan sistemas de control por computadora es darse cuenta de que el hecho de que un sistema informático diga algo no significa que la computadora sea siempre correcta. También cuando el sistema falla debido a una falla eléctrica o por cualquier otro motivo, se requerirá que los operadores operen la planta manualmente y sin información crítica.

    Siempre será necesario que los operadores cuestionen y analicen los resultados de los sistemas de control por computadora. Serán necesarios para ver si el efluente se ve como debería, escuchar una bomba para asegurarse de que suena bien, y oler el proceso y el equipo para determinar si se están produciendo cambios inesperados o no identificados. Las plantas de tratamiento y los sistemas de distribución siempre necesitarán operadores alertas, conocedores y experimentados que tengan una idea de sus plantas y sus sistemas de distribución.

    Operación

    Por lo general, los sistemas de instrumentación son notablemente confiables año tras año, asumiendo una aplicación, configuración, operación y mantenimiento adecuados. Los sistemas de medición confiables a pesar de que están desactualizados se encuentran en servicio regular en algunas plantas hasta 50 años después de la instalación. Un buen diseño y aplicación dan cuenta para un servicio tan largo. Lo más importante es la operación cuidadosa y el mantenimiento regular de los componentes de los instrumentos. La clave para un correcto funcionamiento y mantenimiento es la comprensión práctica del sistema por parte del operador. Los operadores deben saber reconocer los instrumentos que funcionan mal para evitar operaciones dañinas prolongadas, apagar y preparar los dispositivos para la no operación estacional o de otro tipo a largo plazo, y realizar tareas de mantenimiento preventivo para garantizar un funcionamiento adecuado a largo plazo. Un sistema de instrumentación sensible puede arruinarse en poco tiempo con negligencia en cualquiera de estas tres áreas.

    Los operadores deben estar familiarizados con el manual técnico de cada pieza de equipo e instrumento que se encuentre en una planta. Cada manual tendrá una sección dedicada al funcionamiento de un determinado componente de un sistema completo de medición o control. Las descripciones detalladas de las tareas de mantenimiento y las comprobaciones de funcionamiento generalmente se encuentran en el manual. Dependiendo del tipo general de instrumento y la frecuencia sugerida de la operación y las tareas de mantenimiento/comprobación pueden variar de ninguno a mensual. Desde el punto de vista de las operaciones, estas tareas incluyen el aprendizaje y la atención constante a lo que constituye la función normal. Desde el punto de vista del mantenimiento, incluyen garantizar una protección y cuidado adecuados y continuos de cada componente del instrumento.

    Indicación de la función adecuada

    El patrón habitual de operación diaria de los sistemas de medición y control en una planta debería llegar a ser tan familiar para los operadores que casi inconscientemente perciben cualquier cambio significativo. Esta realidad es especialmente evidente y cierta para los sistemas con grabadoras donde el trazo de la pluma es visible. Un operador debe vigilar los indicadores y controladores por sus acciones características y prestar mucha atención a los registros de tendencias. El uso de la capacidad de tendencia del sistema de control por computadora proporciona un método para analizar la reacción de una variable de proceso a un cambio en otra u otras variables de proceso.

    Dos de los indicios más seguros de problemas eléctricos graves en los instrumentos o circuitos de alimentación son el humo o un olor a quemado. Tales señales de un problema nunca deben ser ignoradas. Humo/olor significa calor, y ningún dispositivo puede funcionar durante mucho tiempo a temperaturas excesivamente altas. Cualquier equipo eléctrico que comience a mostrar signos de calor excesivo debe apagarse inmediatamente, independientemente de lo crítico que sea para la operación de la planta. Es muy probable que el equipo sobrecalentado falle muy pronto de todos modos, con el daño agravado por el uso continuado. Los fusibles y disyuntores no siempre desenergizan los circuitos antes de que se produzcan daños, por lo que no se puede confiar en ellos para hacerlo.

    Los operadores frecuentemente olvidan reiniciar una alarma individual. Esta falla es especialmente prevalente cuando se permite que un panel anunciador opere día tras día con indicadores de alarma iluminados y una luz no se nota fácilmente. También cuando un operador de planta debe estar lejos del lugar de destino principal, el sistema se puede configurar de manera que la parte audible del sistema de alarma sea silenciada temporalmente. Cuando el operador regresa, el sistema de alarma audible puede no ser reactivado inadvertidamente. En estos casos, las consecuencias de la falta de atención pueden ser graves. Por lo tanto, desarrollar el hábito de revisar a menudo los sistemas anunciadores.

    Mantenimiento Preventivo (PM)

    El mantenimiento preventivo (PM) significa que se presta atención periódicamente a los equipos para evitar futuros fallos de funcionamiento. El mantenimiento correctivo implica reparaciones reales y significativas. Las comprobaciones operativas rutinarias son parte del programa de mantenimiento preventivo en el sentido de que un problema potencial puede ser descubierto y corregido antes de que se vuelva grave.

    Las tareas de mantenimiento preventivo para instrumentación deben incluirse en el programa general de PM de la planta. Si la planta no tiene un programa de PM de rutina formal, debe tener uno. Dicho programa debe ser organizado, establecido y registrado. Los operadores deben tener recordatorios, guías y un registro de las tareas de PM. Sin medidas explícitas, la experiencia demuestra que el mantenimiento preventivo se pospone indefinidamente. Finalmente, la prensa de mantenimiento correctivo crítico e incluso proyectos de reemplazo de equipos eliminan para siempre el mantenimiento preventivo. El hecho de que la instrumentación suele ser muy confiable puede mantenerla funcionando mucho después de que las bombas y otros equipos hayan fallado. Las tareas de mantenimiento de instrumentación requieren atención adecuada periódicamente para maximizar la vida efectiva de los instrumentos. En realidad, las tareas de PM y las comprobaciones en los sistemas de instrumentos modernos son bastante mínimas, por lo que no existe una razón válida para no realizar estas tareas.

    El manual técnico para cada elemento de instrumentación en la planta debe estar disponible para que el operador pueda consultarlo para fines de O&M. Cuando no se pueda ubicar un manual, comuníquese con el fabricante de la unidad. Asegúrese de dar todos los números de serie/modelo relevantes en una solicitud de un manual. Todos los manuales de equipo deben mantenerse en un lugar protegido y cerrar la sesión según sea necesario. Familiarízate con las secciones del manual relacionadas con O&M, y sigue sus procedimientos y recomendaciones de cerca.

    Una buena práctica es tener a mano todos los suministros y refacciones que sean o puedan ser necesarios para la operación o servicio del instrumento. Algunos manuales técnicos contienen una lista de repuestos recomendados.

    Dado que las medidas de PM pueden ser tan diversas para diferentes tipos, marcas y edades de instrumentación, solo se aplican algunas consideraciones generales:

    • Proteja todos los instrumentos de la humedad, las vibraciones, los golpes mecánicos, el vandalismo y el acceso no autorizado.
    • Mantenga los componentes del instrumento limpios en el exterior y cerrados/sellados contra la contaminación interna.
    • No presuma lubricar, ajustar, arreglar calibrar, liberar o modificar arbitrariamente ningún componente de un sistema.
    • Mantenga los bolígrafos y gráficos de la grabadora funcionando según lo diseñado mediante comprobaciones frecuentes, mantenimiento, purgar regularmente los sistemas neumáticos, garantizar la continuidad de la alimentación de los dispositivos eléctricos y no descuidar las limpiezas de rutina de instrumentos analíticos y estandarizar las tareas según sea necesario.

    Es una buena idea conocer y cooperar plenamente con la persona de servicio de instrumentos de planta. Una buena comunicación entre esta persona y el personal operativo puede resultar en una mejor operación integral. O puede ser una buena idea entrar en un contacto de servicio de instrumentación con una empresa establecida o con el fabricante. Por lo general, el personal de mantenimiento general no está calificado para realizar un mantenimiento extenso en instrumentación moderna.

    Comprobaciones Operativas

    Los sistemas de control por computadora proporcionan las mejores herramientas para observar las funciones operativas de los sistemas de proceso de la planta. La interfaz del operador proporciona la capacidad de ver todas las áreas de operación de la planta. La mayoría de los sistemas proporcionan la capacidad de mostrar tendencias de múltiples variables de proceso en la misma pantalla gráfica. Estas tendencias son herramientas que los operadores utilizan ampliamente para monitorear y controlar los procesos de las instalaciones.

    Las comprobaciones operativas se realizan de manera más eficiente observando cada sistema por su señal continua de funcionamiento normal. Sin embargo, algunos sistemas de medición pueden ser ciclados dentro de su rango de acción como una verificación de la capacidad de respuesta de los componentes. Siempre que un operador o un técnico perturbe el funcionamiento normal durante la comprobación o por cualquier motivo, se debe informar al personal de operación del proceso de la planta. Idealmente, debería ser antes de que se produzca la perturbación. Si se altera el rastro de una grabadora de su patrón habitual en el proceso, la persona que causa el malestar debe iniciar la tabla de manera apropiada y anotar la hora. Algunas plantas requieren que los operadores marquen o fechen cada cuadro a la medianoche de cada día para facilitar su referencia y presentación.

    Por lo general, cualquier verificación operativa extensa de la instrumentación debe ser realizada por el técnico de instrumentos durante las actividades rutinarias del programa PM.

    Preguntas de revisión

    1. Explicar la teoría de la desinfección UV.
    2. Describir las aplicaciones de desinfección UV.
    3. Describir los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA).
    4. Explicar el uso funcional de los sistemas SCADA.

    Preguntas de prueba

    1. Cuando la luz UV es absorbida por células de microorganismos, daña el _____ de tal manera que los organismos ya no son capaces de crecer o reproducirse, y en última instancia, los mata.
      1. Pared celular
      2. Organelos
      3. Membrana plasmática
      4. Material genético
    2. La fuente habitual de radiación UV para los sistemas de desinfección es de _______ que se han hecho en conjuntos de múltiples lámparas. Cada lámpara está protegida por una manga de cuarzo y cada una tiene conexiones eléctricas estancas. Los conjuntos de lámparas se montan en un rack y estos racks se sumergen en el agua que fluye.
      1. Lámparas UV de vapor de mercurio de baja presión
      2. Lámparas de baja presión y baja intensidad
      3. Lámparas de baja presión y alta intensidad
      4. Lámparas de media presión y alta intensidad
    3. ________ debe mantenerse en el canal UV para garantizar niveles aceptables de desinfección en toda la gama de flujos de diseño.
      1. Residual de cloro adecuado
      2. Profundidad adecuada del agua
      3. Eliminación adecuada de TDS
      4. Ninguno de estos es correcto
    4. Para desinfectar el agua, la luz UV debe ser ________ de los patógenos. La intensidad de la luz UV que llega a los patógenos se ve afectada por el estado de las lámparas UV y la calidad del agua.
      1. A una longitud de onda muy alta para penetrar en las paredes celulares
      2. A una longitud de onda muy baja para penetrar en las paredes celulares
      3. Lo suficientemente intenso como para penetrar en las paredes celulares
      4. De corta duración para penetrar las paredes celulares
    5. La mayor caída en la salida de la lámpara ocurre durante la primera _______. Esta disminución está entre 30 y 40 por ciento. A partir de entonces, la disminución anual en la producción de la lámpara (5 a 10 por ciento) es causada por una disminución del volumen de gases dentro de las lámparas y por un cambio de composición en el cuarzo (solarización), lo que lo hace más opaco a la luz UV.
      1. 5,000 horas de uso
      2. 5,500 horas de uso
      3. 7.000 horas de uso
      4. 7,500 horas de uso
    6. El rendimiento de inactivación errático o reducido de los coliformes suele ser causado por _______.
      1. Sistema hidráulico deficiente
      2. Cortocircuito del sistema
      3. Condiciones de flujo de entrada y salida deficientes
      4. Todo lo anterior
    7. _______ puede proteger bacterias y reducir la efectividad del proceso de desinfección UV. Deben ser removidos por procesos de tratamiento aguas arriba como mejorar el rendimiento del clarificador o algún tipo de filtración.
      1. Agua excesiva
      2. Turbidez
      3. Alcalinidad excesiva
      4. Residuos bajos en cloro
    8. ________ son los más utilizados para controlar y monitorear las instalaciones del sistema que están ampliamente separadas.
      1. Sistemas DSC
      2. Sistemas PLC
      3. Sistemas SCADA
      4. Sistemas neumáticos
    9. El mayor reto para los operadores que utilizan sistemas de control por computadora es darse cuenta de que el hecho de que un sistema informático diga algo no significa que la computadora sea ______. También cuando el sistema falla debido a una falla eléctrica o por cualquier otro motivo, se requiere que los operadores operen la planta manualmente y sin información crítica.
      1. Mal
      2. Siempre correcto
      3. Mal funcionamiento
      4. En su defecto
    10. Los sistemas de control por computadora dan al operador de la planta de tratamiento las herramientas para ______ procesos de planta basados en información operativa actual e histórica.
      1. Optimizar
      2. Disminuir
      3. Ignorar
      4. Degradar

    This page titled 1.11: Desinfección UV Y Operación Scada is shared under a CC BY license and was authored, remixed, and/or curated by John Rowe (ZTC Textbooks) .