Disseny, dimensionament i realització d’un sistema de control de cel·les bioelectroquímiques per l’eliminació de nitrats a l’aigua

Abstract

La bioelectroquímica ha experimentat un gran avenç en aquests darrers anys. Aquest fet ha comportat la necessitat de coordinar i desenvolupar un treball en equip entre professionals de diverses disciplines, tant químics com electrònics. La presència de nitrats en aigües subterrànies és una preocupació global. En certes zones geogràfiques, les concentracions de nitrat excedeixen els límits marcats per l’Organització Mundial de la Salut (OMS) pel consum humà. Actualment, les tecnologies més efectives per eliminar el nitrat en aigües subterrànies són l’osmosi inversa, l’electrodiàlisi inversa o l’intercanvi iònic. Malauradament, aquestes tecnologies requereixen un alt consum energètic i un cost econòmic elevat per fer possible la seva implementació. El grup de recerca LEQUIA del Parc Científic i Tecnològic de la Universitat de Girona està desenvolupant un nou sistema que implica bacteris autotròfics i la utilització d’una font d’electrons (l’elèctrode catòdic) per tal de resoldre aquest problema.

L'objecte del projecte és dissenyar i implementar el sistema de control d’una de les cel·les d’un procés format per 36 cel·les bio-electroquímiques. El sistema de subministrament de potència i adaptació dels senyals mitjançant un PLC, per acabar tenint un sistema SCADA. Això implicarà el desenvolupament de certes fases; en primer lloc caldrà fer un estudi del funcionament de les cel·les amb la MyDAQ i el software LabView. Es continuarà fent un estudi i prova dels mètodes utilitzats pel control de reaccions similars. Seguidament es farà una anàlisi dels requeriments pel control i dimensionat del sistema ajustant-se als recursos disponibles i el disseny i realització de les plaques necessàries. L’estudi del funcionament de les cel·les es durà a terme amb una DAQ i el software Labview. El dimensionat i els circuits es dissenyaran amb Multisim i Utilboard. El control es realitzarà amb un PLC Vipa, per tenir el sistema SCADA s’utilitzarà una pantalla tàctil Siemens. La implementació i posada en funcionament es farà en un mòdul situat a la depuradora municipal de la població de Navata (Girona)