Tercera fase de la automatización del laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala.

Abstract

El Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala (UVG) cuenta con equipo especializado utilizado por los estudiantes para realizar prácticas de laboratorio e investigación. En el año 2007 se inició el proyecto de automatizar el Laboratorio de Operaciones Unitarias que consiste en la actualización del equipo para facilitar las operaciones que se realizan con ellos. El proyecto inició con la torre de absorción en su primera fase. En la segunda fase se automatizó la torre de destilación y una serie de variadores de frecuencia. Ambas fases fueron proyectos multidisciplinarios e involucraron estudiantes de Ingeniería Química, Electrónica, Industrial y Ciencias de la Computación. La tercera fase inició el año 2009 con estudiantes de Ingeniería Electrónica, Química e Industrial para automatizar la torre de enfriamiento, la planta de biodiesel y la columna de extracción líquido-líquido. Se dividió el proyecto en módulos y cada módulo tenía sus actividades y tareas para la ejecución del proyecto, además de tener sub módulos asignados a cada estudiante. Los estudiantes de Ingeniería Química aportaron la asesoría técnica a la automatización, mientras que los estudiantes de Ingeniería Electrónica elaboraron la implementación de los sensores y actuadores en el equipo. Una estudiante de Ingeniería Industrial aportó un análisis costo beneficio, así como el seguimiento de tareas y la elaboración del presupuesto del proyecto. La torre de enfriamiento se utiliza para enfriar agua que proviene de otros equipos en el laboratorio. Se instalaron sensores, válvulas y un PLC en el equipo, para monitorear y activar funciones de la operación desde una computadora en el laboratorio. Para la selección de los sensores se hizo una profunda investigación con el fin de poder tener el mejor control de la torre. La automatización de la columna de extracción líquido-líquido consistió en una investigación del proceso para la selección de variables críticas que se debían controlar durante el proceso de extracción. Esto se utilizó para la implementación de sensores y del PLC para el control y monitoreo del proceso. En la planta de biodiesel, primero se realizó un diseño de una planta piloto para la producción de Biodiesel por catálisis básica y el tratamiento de glicerina (subproducto). Con el diseño del equipo a utilizar se procedió a la selección e implementación de sensores y actuadores a usar, para el proceso automatizado. Gracias a la automatización, existe un mejor aprovechamiento de materia prima porque se colocan las cantidades exactas de reactivos en la planta de biodiesel y columna de extracción. En el caso de la torre de enfriamiento, toda la tubería está recirculada, por lo que el agua puede utilizarse nuevamente. Por otro lado, se evitan accidentes dentro del laboratorio, ya que se pueden realizar las mediciones automáticas evitando la manipulación de sustancias dañinas. Asimismo, se protegen los sensores, válvulas y tuberías, ya que existe un sistema de control para evitar sobrepasar los parámetros críticos que puedan ocasionar daños en los equipos. Finalmente, facilita el aprendizaje de los estudiantes porque existe mayor flexibilidad y exactitud en los procesos.