Marco Teórico 2labo Festo.docx

Marco teórico FUNCIONAMIENTO La estación de bombeo gestiona el almacenamiento y la distribución del agua mediante un tanque elevado, por ejemplo, una torre de agua. Una bomba llena el tanque elevado, que puede accionarse en modo de control o regulación. El agua se extrae a través de válvulas. El software de control de procesos ajusta su comportamiento de conmutación. Dependiendo del comportamiento de extracción se producen realimentaciones en la regulación de la bomba y cargas de impacto durante el transporte de las aguas residuales.

Imagen 1. Representación gráfica del sistema de abastecimiento de agua potable.

Otro criterio es la cantidad de agua disponible por cantidad de agua entregada. Las fugas suponen un malgasto considerable en muchos sistemas de abastecimiento de agua y su eliminación por parte de personal cualificado es de suma importancia. En el sistema se logra realizar la simulación de una fuga utilizando una válvula y luego de ello localizar la fuga.

COMPONENTES PRINCIPALES El sistema consta de un tanque de 3 L, sensor de proximidad capacitivo, interruptor de flotador, sensor de caudal de hélice, sensor ultrasónico, bomba centrifuga, electroválvula 2/2

vías, válvula de bola de 2 vías con actuador giratorio neumático. Tarjeta de conexión eléctrica, placa perfilada de aluminio, cables de conexión, entre otros.

Imagen 2. Esquema de la Simulación, el cuál controla el sistema de abastecimiento.

Este módulo cuenta principalmente con los siguientes componentes:

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Depósito de 3 litros (B202): Depósito de 3 litros graduado cada 2 ml.

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Bomba de recirculación (D-M501): Bomba que recircula el agua por la línea de inducción.

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Interfaz E/S (Panel): Panel en el cual el operador interactúa con los equipos para así poder controlar las bombas, el caudal, las válvulas, etc.

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Válvula magnética (V223): Está válvula es controlada con un software, la cual se puede regular el tiempo de prendido y apagado, en el laboratorio se programó de tal forma que se activa la

válvula, es decir la luz se enciende y queda encendida 4 segundos, luego se apaga 2 segundos y así sucesivamente, logrando la simulación del consumo no medido. En la línea de está válvula no existe previamente un medidor de caudal como lo hay en la línea de la válvula neumática, sin embargo cuando está abierta simula un consumo pero ese consumo no se puede medir debido a que no existe un medidor en la línea de está válvula. 

Medidor magnético: (B220) Mide el caudal del tramo del consumo medido.

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Válvula manual (V221): En el momento que la válvula manual está abierto de manera permanente simula una fuga la cual es expresada como un consumo no medido. Si cerramos la válvula manual el sistema ya no simulará fuga que se expresa como consumo no medido

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Válvula neumática (V222) Está válvula se controla con un panel en el cual se le puede regular el tiempo de prendido como de apagado, si la válvula está prendida el caudal aumenta. Al tener la válvula manual la cual el sistema simulaba como un consumo no medido y también al tener la válvula magnética cerrada el caudal solo pasará por la línea que contiene a la válvula neumática la cual tendrá un tiempo de prendido y un tiempo de apagado, dichos tiempos serán controlados mediante un software. Cuando la válvula neumática está abierta y en funcionamiento, el medidor (B220) detecta el caudal que pasa por las dos tuberías, este registro se considera como el caudal medido más las fugas.

TEMAS A ANALIZAR GRACIAS AL LABORATORIO DE FESTO 

Control, regulación y supervisión de magnitudes físicas como nivel de llenado, caudal y presión.

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Bomba en modo de control o regulación y determinación de su efecto en el rendimiento de la misma.

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Determinación de las relaciones reciprocas existentes entre la presión y el caudal en sistemas de tuberías.

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Control del abastecimiento de agua mediante diversos tipos de válvulas y descripción del efecto de cargas de impacto.

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Detección de fugas en la red en distribución y descripción de los problemas que surgen durante la localización de fugas.

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Realización de medición y/o regulación del nivel de llenado con un sensor ultrasónico.

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Entendimiento en lo que se refiere el funcionamiento de las válvulas de proceso de accionamiento neumático y saber utilizarlas.

EXPLICACIÓN DEL PROCEDIMEINTO El procedimiento consiste principalmente en una manipulación de cada una de las válvulas, ya sea la válvula electromagnética, la válvula a presión de aire o ambos simultáneamente. Estas válvulas representan las pérdidas que presenta el servicio en un día normal. 

Esta simulación de consumo de aguas se inicia en un pequeño tanque de 3L de capacidad, ubicado en la parte baja del equipo.

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El tanque debe llenarse con agua hasta un determinado nivel para poder iniciar el sistema.

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Una vez llenado el tanque, esta agua será bombeada hasta otro tanque muy similar al anterior, pero que se encuentra a una mayor altura. Este tanque representa un tanque elevado que comúnmente vemos en las ciudades.

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Desde este último tanque, el agua se reparte en un sistema de tuberías solo bajo la acción de la gravedad. Este sistema de tuberías representa a escala una red de distribución de agua.

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Esta agua repartida por gravedad se bifurca en cierto punto, por un lado en un ramal que cuenta con un medidor y por otro lado, en uno que no cuenta con medidor. El ramal que cuenta con medidor puede interpretarse como el ingreso del agua a una conexión domiciliaria con micromedición.

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En el ramal con medidor posteriormente se divide nuevamente en dos tuberías, en la primera cuenta con una válvula de aire que representa el consumo que hay en una vivienda debido a su apertura intermitente, tal como sucede en las viviendas. En la segunda el agua simplemente pasa, esto representa la fuga que existe en un vivienda, independientemente si se consume agua o no mediante grifos, duchas, inodoros, etc. El agua en fuga siempre seguirá escurriendo.

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En el ramal sin medidor también representa una fuga, pero sin poder determinar cuánto es el volumen de agua que escapa en ese sector.

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Luego el caudal proveniente de todas las divisiones se une en uno solo que se retorna al primer tanque mencionando para sus recirculación al sistema. Esto no representa nada en un sistema d abastecimiento, solo fue hecho para no desperdiciar agua en ese laboratorio.

EQUIPOS

Imagen 3. Software utilizado en el Simulación, el cuál controla los accesorios del sistema.

Imagen 4. Accesorio que simulaba al reservorio

Imagen 5. Accesorios que simulaban las válvulas. Válvula magnética (M223), Válvula Manual (M222) y Válvula Neumática (V222).

CONCLUSIONES  A través de la simulación en el laboratorio se concluye que, si mantenemos cerrada la válvula manual y se abre la válvula neumática, entonces se estaría registrando el consumo sin pérdidas.

Y al contrario, es decir si mantenemos cerrada la válvula neumática y la manual se abre, si habrá pérdida.  En el sistema de abastecimiento de agua potable, las pérdidas son constantes, es decir, siempre están presentes. En cambio el consumo se registra por determinados tiempos.  El tramo sin medidor representa pérdidas directas del sistema, pero también podría interpretarse como un consumo sin micro medición de asignación de tarifa.