Control predictivo en un sistema de tratamiento anaerobio: formulación y simulación numérica (2015)
En este trabajo se presenta el estudio de un proceso de digestión anaerobia en un reactor UASB para el tratamiento de lixiviados, con el objetivo de proponer una estrategia de control predictivo basado en un modelo no lineal (NMPC) para la regulación de la concentración de sustrato orgánico a la salida del bioreactor. Inicialmente se presenta un modelo matemático para describir el comportamiento dinámico del sistema, se asume que la dinámica del proceso presenta dos etapas principales: etapa metanogénica y etapa acidogénica. El modelo involucra en sus expresiones cinéticas los efectos de la temperatura y el pH, los cuales se analizan empleando la teoría de bifurcaciones. Se hace uso de un observador no lineal para la estimación las variables no medibles en línea, como lo son las concentraciones de biomasa y las velocidades máximas de crecimiento bacteriano. La calibración y validación del modelo y el observador se realiza empleando un conjunto de datos experimentales provenientes del bioreactor; como criterio de evaluación se considera el valor del error medio relativo. Finalmente, se evalúa el desempeño de la estrategia de control mediante simulaciones numéricas. Los resultados obtenidos muestran un buen desempeño de la técnica de control propuesta, para garantizar los valores permisibles del efluente del bioreactor en relación a la normatividad de vertimientos vigente en Colombia