El objetivo principal de esta tesis fue utilizar una arquitectura de control distribuido para desarrollar la programación de módulos de detección y diagnóstico de fallas para una planta piloto desalinizadora de agua de mar. Se estudió la dinámica de la planta tomando como base un modelo (en función de transferencia) desarrollado en otro trabajo de investigación. Este modelo sirvió para analizar el comportamiento de la planta al generarse variaciones en las variables de entrada (presión y PH). Para asegurar que alguna falla se debe al proceso y no a un dispositivo de campo, se desarrollaron módulos de detección y diagnóstico de fallas para cada dispositivo. Cada módulo toma como base la dinámica del dispositivo asociado y los valores de los parámetros obtenidos mediante comunicación por protocolo HART. Los módulos de detección y diagnóstico de fallas se implementan en la arquitectura de control distribuido DeltaV, el cual también permite desarrollar el sistema de supervisión de la planta, desde donde se supervisa el proceso y se accede a los módulos de detección y diagnóstico de fallas, en forma gráfica. Para justificar el uso de una arquitectura de control distribuido, se integró el sistema de detección y diagnóstico de fallas de la planta piloto desalinizadora de agua de mar y el de la planta piloto de temperatura. También se desarrolló un sistema de supervisión para un panel de operador, el cual se comunica con un PLC CompactLogix, de Allen Bradley. Ambos equipos instalados en el tablero de control de la planta piloto desalinizadora de agua de mar. Para validar el desarrollo de la tesis se realizaron pruebas de campo con una planta piloto de temperatura, la cual posee dispositivos con comunicación por protocolo HART. En dicha planta se forzaron fallas en los instrumentos de campo, las cuales fueron detectadas de manera inmediata por el sistema de control distribuido empleado, y mostradas en forma detalla en la pantalla de supervisión. / Tesis

En la actualidad, la desalinización de agua constituye una respuesta prometedora a la escasez de agua mundial. Por este motivo, es necesario presentar alternativas de solución y uso eficiente de nuevas tecnologías que permitan desalinizar agua de mar para hacer frente a la escasez que vendrá en los próximos años. En el proceso de desalinización de agua de mar se utilizan varias técnicas como son la destilación flash multietapa, destilación por múltiple efecto, destilación por compresión de vapor y la osmosis inversa, siendo esta última la que ha ganado mayor terreno en la industria de la desalinización ya que opera rechazando normalmente el 99% de las sales del agua de alimentación. Por otro lado, a pesar de que la osmosis inversa es la técnica que menos energía consume, en muchos casos no se ha trabajado con una estrategia de control adecuada, generando un funcionamiento deficiente de la planta. Esto tiene como consecuencia que el grado de pureza del agua desalinizada no cumpla con los estándares establecidos para consumo humano. El Perú, a pesar de sus cuantiosos recursos hídricos, presenta problemas de escasez de agua debido a la mala distribución de dichos recursos y a la geografía adversa. Según la Organización Internacional del Agua, en el 2025 el Perú será uno de los países más afectados en Latinoamérica ya que sufrirá de estrés hídrico permanente. Por tal motivo, se hace imprescindible una política que permita implementar plantas desalinizadoras a nivel de toda la costa y de otros lugares que lo requieran en el país. Para ello, es necesario desarrollar una técnica de control que permita manipular el proceso de desalinización de manera eficiente y que considere el comportamiento dinámico complejo de este sistema multivariable que no puede ser manipulado de forma correcta mediante técnicas tradicionales de control. Por otro lado, se necesita hallar un modelo adecuado que represente la dinámica del sistema, siendo muchas veces difícil de obtenerlo de manera precisa. En este sentido, las técnicas de control inteligente resultarían adecuadas ya que tienen la capacidad para actuar de forma apropiada sobre un entorno incierto de manera eficiente y flexible, ofrecen eficiencia computacional y dotan al control de “cierta inteligencia” para evitar comportamientos del sistema provocados por sus características no lineales. Dentro de las técnicas inteligentes se tienen las redes neuronales, lógica difusa y algoritmos genéticos. Es por ello que, mediante el uso de técnicas de control avanzado se buscará desarrollar, en este trabajo, un sistema de control inteligente para una unidad de osmosis inversa eligiendo un modelo matemático que describa adecuadamente la dinámica del proceso. Asimismo, se presenta una comparativa entre el desempeño del controlador propuesto y controladores clásicos para justificar el uso del control avanzado. Posteriormente, se realiza una propuesta de implementación basada en una aplicación en PLC ControlLogix5000 de Allen Bradley. / Tesis

El presente trabajo consta de una propuesta para el tratamiento de agua del río Chumbao que recorre los distritos de Andahuaylas, San Jerónimo y Talavera de la Reyna, provincia de Andahuaylas, Región Apurímac, con el fin de dotarlos de un servicio eficiente de agua potable, debido a que el servicio actual es insuficiente. Con tal propósito la tecnología que planteo reemplazará el abastecimiento de agua de manantiales por agua superficial tratada, utilizándose las redes existentes para la distribución domiciliaria. El primer capítulo está referido a las características generales de las localidades: ubicación geográfica, geomorfología, clima, suelos, actividad económica, vías de acceso, servicios públicos, recursos hídricos y el perfil social. El segundo capítulo está referido a las bases teóricas de los procesos a los que se someterá el agua durante el tratamiento (mezcla, coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección). En el tercer capítulo encontramos los cálculos de diseño para cada una de las unidades de tratamiento. El cuarto capítulo presenta un estudio de estimación de costos. Adicionalmente agregué adendas que constan de: Normas técnicas, ejemplos de plantas simplificadas de tratamiento de agua (Prudentopolis y Cañete), tablas usadas para el diseño, resultados de los análisis del agua (río Chumbao y manantial Ñahuinpuquio) y fotografías de las localidades. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Recopila información puntual que sirve como parte de la elaboración de un trabajo de terreno (experiencia profesional) asignado al bachiller en mención a inicios de la carrera profesional, lo cual motiva a presentarlo como tema de monografía. La localización donde se realiza el trabajo es la Planta de Tratamiento de Agua Industrial de la Refinería de Cajamarquilla, ubicada en la ciudad de Lima y se considera como referencia de un caso aplicativo para sustentar la referida teoría. Para desarrollar la presente monografía, se elabora un plan de trabajo que consiste en una primera parte, en recopilar datos de la entrevista que se realiza a personal de terreno con la respectiva visita técnica, la segunda parte, en el análisis y elaboración del presente documento; en esta parte se emplean los conocimientos teóricos para elaborar la respectiva memoria de cálculo y la orientación del asesor. El desarrollo del documento se divide en tres capítulos, en el capítulo I se plantea una problemática al tema principal, motivo de estudio, donde se focaliza el desarrollo de la monografía y se plantea la hipótesis; luego se identifican los objetivos que sirven para puntualizar lo que se busca desarrollar, seguidamente en el capítulo II se definen las terminologías a emplearse y describe una situación existente (geográfica y de infraestructura); luego en el capítulo III, se definen los parámetros y los criterios de evaluación; finalmente se establecen las conclusiones y recomendaciones; acompañado de los anexos, registros fotográficos y planos. Como documento en sí, cumple con los estándares establecidos de texto académico, respetando los aspectos de estructura, ortografía y de redacción. / Trabajo de suficiencia profesional

Ingeniera Civil / El sistema de producción Mapocho, perteneciente a las empresas del grupo AGUAS, presenta variados problemas: calidad irregular de las aguas afluentes a las plantas, limitaciones en el suministro de agua cruda, problemas operativos y de infraestructura. Con el objetivo de dar solución a estos problemas, surge el estudio de racionalización de plantas de tratamiento de agua potable en la cuenca del río Mapocho. En primer lugar, se realiza un diagnóstico de los recintos que posee el Sistema de Producción Mapocho, considerando los gastos de operación y mantenimiento, el estado de la infraestructura, la dificultad en la operación, entre otros. De acuerdo a estos resultados se plantean tres alternativas de racionalización (reducción de plantas): Eliminación del tranque y la planta La Dehesa, eliminación del complejo Los Domínicos, eliminación de la planta Lo Gallo y del recinto Predecantadores y adecuación de la planta Vitacura para el tratamiento del agua de los pozos de los tres recintos. A partir de la evaluación técnica se determinó infactible la eliminación del tranque y la planta La Dehesa por la importancia del tranque al ser un elemento de regulación y amortiguación de crecidas y al no ser posible la enajenación de terrenos. Por otra parte, en relación a la eliminación del recinto predecantadores y la planta Lo Gallo, la alternativa no es conveniente debido a la necesidad de conservar los pozos ubicados en estos recintos, no pudiendo ser tratados en la planta Vitacura por restricciones de espacio y tampoco siendo posible su uso mediante dilución en los estanques por las concentraciones de arsénico presentes. La eliminación del recinto Los Domínicos es la única alternativa técnicamente factible. Sin embargo, en las condiciones actuales de oferta y demanda, al eliminar este recinto no se logra abastecer a este sector dado que no existe la infraestructura de transporte necesaria. La implementación de esta alternativa requiere tres inversiones: la ampliación en la planta San Enrique, la construcción de una conducción entre la planta San Enrique y el complejo Los Domínicos y la construcción de estanques de regulación con un volumen total de 50.000 m3, estas obras representan una inversión estimada de 478.037 UF. Por otra parte, esta alternativa genera una reducción en los costos operativos y de mantenimiento significativa, al no requerir mantención en los tranques. Además de facilitar la gestión del sistema, fortalecer la producción en la parte alta de la cuenca y eliminar el riesgo de contaminación en el canal que abastece actualmente al Complejo. Adicionalmente, al eliminar el complejo Los Domínicos existe la posibilidad de enajenar este terreno, con un valor de tasación máximo de aproximadamente 12,8 UF/m2. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Aguas Andinas S.A.

Ingeniero Civil Químico / El consumo de agua potable por parte de la población produce aguas servidas, conformadas principalmente de agua y materia orgánica. En el tratamiento de éstas se producen lodos que deben estabilizarse para su reutilización. Aguas Andinas, proveedor de agua de la región metropolitana, creó en 2009 el Centro de Gestión Integral de Biosólidos CGIB, para estabilizar lodos mediante la disminución de humedad como lo estipula el Decreto 4 de 2009. Se modeló el secado biológico dentro de un invernadero piloto en el CGIB. Para ello, en primera instancia se realizaron pruebas experimentales por 5 meses entre mayo y septiembre. Asumiendo actividad biológica constante, geometría cilíndrica y propiedades físicas constantes en el tiempo y utilizando los datos de una pila se determinaron valores para la difusión de agua en el biosólido, coeficiente de transferencia de masa y el coeficiente de transferencia de calor por convección. Con los parámetros encontrados se realizó la simulación del resto de las pilas estudiadas, lográndose una simulación cercana a los datos experimentales. Durante el periodo experimental se suspendió una pila por irregularidades en el volteo. Se simuló una pila sin volteo y se comprobó que la ausencia de este procedimiento deriva en una menor transferencia de masa y, por ende, en un mayor tiempo de secado requerido. El modelo realizado puede integrar nuevos módulos con el fin de realizar una simulación que se ajuste aún más, para ello se recomienda realizar un análisis biológico, que permita conocer de forma exacta la energía producida por periodos. Esto permitiría que el modelo describiera de mejor manera el secado para el corto plazo desde iniciado el proceso. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Aguas Andinas S.A.

Hoy en día es usual hablar de la crisis del agua, hecho que se ha convertido ya en una preocupación mundial. Las reservas aprovechables del vital liquido son cada vez menores y poco se ha hecho para corregir este grabe problema. No se ha logrado hacer conciencia dentro de la sociedad para hacerle frente a esta amenaza, una amenaza que debe ser combatida por todos. Esta situación deberá corregirse pensando siempre en el bienestar colectivo. El presente Informe de Suficiencia, tiene como objetivo principal, diseñar una planta de tratamiento de agua residual(PTAR), para la UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (UNMSM), con el fin de reducir sus descargas contaminantes al mar, y a la vez, con el agua tratada regar sus áreas verdes. Además de proporcionar al estudiante y / o profesional interesado en el tema, el conocimiento, pasos y / o metodología para el diseño; Por lo cual se proporciona la información suficiente, para poder llevar acabo el proyecto. Se podrá encontrar y entender convenientemente en este informe, cuales son los estudios básicos necesarios a realizar, para comenzar a diseñar una PTAR. Se establece también los parámetros básicos de diseño; Además conocer las diferentes alternativas de PTAR que se pueden plantear o proponer inicialmente, que luego serán discutidas, evaluadas, y finalmente seleccionar la más adecuada También contiene, cálculos de dimensionamiento, costos de construcción y operación de la PTAR. Se menciona además el estudio de factibilidad económica del proyecto. Y por ultimo se brinda los requerimientos previos al arranque, operación y mantenimiento del PTAR.

Hoy en día es usual hablar de la crisis del agua, hecho que se ha convertido ya en una preocupación mundial. Las reservas aprovechables del vital liquido son cada vez menores y poco se ha hecho para corregir este grabe problema. No se ha logrado hacer conciencia dentro de la sociedad para hacerle frente a esta amenaza, una amenaza que debe ser combatida por todos. Esta situación deberá corregirse pensando siempre en el bienestar colectivo. El presente Informe de Suficiencia, tiene como objetivo principal, diseñar una planta de tratamiento de agua residual(PTAR), para la UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (UNMSM), con el fin de reducir sus descargas contaminantes al mar, y a la vez, con el agua tratada regar sus áreas verdes. Además de proporcionar al estudiante y / o profesional interesado en el tema, el conocimiento, pasos y / o metodología para el diseño; Por lo cual se proporciona la información suficiente, para poder llevar acabo el proyecto. Se podrá encontrar y entender convenientemente en este informe, cuales son los estudios básicos necesarios a realizar, para comenzar a diseñar una PTAR. Se establece también los parámetros básicos de diseño; Además conocer las diferentes alternativas de PTAR que se pueden plantear o proponer inicialmente, que luego serán discutidas, evaluadas, y finalmente seleccionar la más adecuada. También contiene, cálculos de dimensionamiento, costos de construcción y operación de la PTAR. Se menciona además el estudio de factibilidad económica del proyecto. Y por ultimo se brinda los requerimientos previos al arranque, operación y mantenimiento del PTAR. / Tesis

La problemática de la escasez de agua en el Perú y en el mundo ha fundamentado el desarrollo de técnicas de desalinización que permiten el aprovechamiento del recurso acuífero más abundante en el planeta: el agua de mar. Los esfuerzos en el control de las plantas desalinizadoras de agua de mar por ósmosis inversa están enfocadas en maximizar el rendimiento de los bastidores de ósmosis inversa de tal manera que estos produzcan una determinada cantidad de agua por hora con una calidad aceptable para uso humano. Un funcionamiento inadecuado de los sistemas de control se traduce en pérdidas económicas y operaciones ineficientes de la planta. En este trabajo se propone el diseño de un controlador predictivo generalizado (GPC) que hace uso de un modelo matemático de una unidad de ósmosis inversa y que permite controlar con mayor efectividad el proceso de desalinización. Además se incluye el algoritmo para desarrollar este controlador en procesos monovariables y multivariables. El desempeño del controlador diseñado ha sido comparado con otros controladores de tipo convencional y también de tipo avanzado bajo diferentes escenarios de operación y de acuerdo a índices que permiten cuantificar el desempeño de los mismos. Por último, se presenta una propuesta de implementación de una unidad de ósmosis inversa así como una propuesta de programación del controlador GPC en un controlador lógico programable. / Tesis

La presente investigación está centrada en hacer una gestión de mantenimiento centrado en la confiabilidad de la estación de bombeo N°1 de la planta de tratamiento N°1 de agua potable de Chiclayo en la Empresa EPSEL S.A., dicha empresa brinda el servicio de agua potable y alcantarillado a toda la región y con el fin de lograr un aumento de la producción en el servicio de agua potable en la ciudad de Chiclayo se decidió por el desarrollo de esta gestión. En primer lugar se procedió a realizar un diagnóstico situacional de la estación de bombeo con el fin de identificar los principales problemas que acarrean a este sistema. Dicha estación cuenta con un número elevado de averías lo que ocasionan detención en la producción y distribución. Posteriormente se definió las teorías y normativas que permitieron el desarrollo correcto de la aplicación de este mantenimiento, como lo son el análisis de criticidad, diagrama causa efecto, análisis de modo y de falla y distribución de Weibull entre otros; para luego, definir el plan de gestión a aplicar basado en el mantenimiento centrado en la confiabilidad, y en última instancia se realizó un análisis costo-beneficio de la propuesta que nos permitirá conocer la viabilidad del proyecto. A través del cumplimiento de los objetivos propuestos se logrará obtener la confiabilidad de los equipos pertenecientes a dicha estación de bombeo, incluyendo las herramientas y métodos utilizados para el establecimiento de la gestión de mantenimiento de la misma, consiguiendo a través de estos mejorar la producción de agua potable y la generación de ahorro. / Tesis