Formulación de un sistema experto con lógica difusa para lograr una eficiente reducción del arsénico en fuentes hídricas rurales

Abstract

La investigación tiene por objetivo la remoción del Arsénico tipo (III) y Arsénico tipo (V) del agua. El líquido de ensayo es preparado de forma sintética cuyo nombre es de Bangladesh a la que le fue adicionada el arseniato y arsenito. Esta agua se utilizó como modelo porque presenta una composición de iones que interfieren con los procesos de remoción de arsénico basados en el uso del hierro. Esta investigación demuestra que es factible remover este tipo de arsénico que es potencialmente dañino para el consumo humano a través de un sistema de control basado en lógica difusa. La experimentación de este algoritmo es realizada en tiempo real al pasar el agua por una pequeña planta de agua controlada por un PLC Siemens 1500 y dos IOT 2040 que controlan las bombas dosificadoras del sistema. Para que el sistema pueda funcionar en zonas donde la electricidad es escasa o no existe se ha desarrollado adicionalmente se ha creado un controlador de carga de batería de plomo ácido para soportar la electrónica de todo el sistema DC (corriente directa), la placa de este controlador ha sido desarrollado y diseñado utilizando el microcontrolador Atmega 328, así como la tarjeta de potencia con insumos que se pueden encontrar en el Perú y la carcasa del controlador difuso se ha fabricado con tecnología de impresión 3D. El uso de este sistema de para el procesamiento del agua, se basa en la experiencia que fue obtenida en el año 2018 en el proyecto con fondos concursables del INIA en este escenario se ha procesado, el agua del río Rímac este prototipo de planta fue el inicio de como construir un sistema totalmente automatizado de forma compacta y que pueda llegar a más familias en donde las plantas procesadoras de agua potable no tienen planeado llegar a esos grupos poblacionales. La cantidad de experimentos realizados en este fondo concursable abrió una ventana para el desarrollo y una nueva concepción del sistema de potabilización de agua para ello, se planteó la idea de procesar el agua más contaminada para el consumo humano que se conoce hasta ahora, el agua de Bangladesh, para poder obtenerla se crea artificialmente replicándose con los componentes que la contiene creando un tipo de agua llamada sintética y el objetivo es remover el arsénico inorgánico añadida al agua subterránea de Bangladesh (SBGW).

The objective of the investigation is to remove type (III) and type (V) Arsenic from water. The test liquid is prepared in a synthetic way whose name is from Bangladesh to which arsenate and arsenite were added. This water was used as a model because it has a composition of ions that interfere with the arsenic removal processes based on the use of iron. This research shows that it is feasible to remove this type of arsenic, which is potentially harmful for human consumption, through a control system based on fuzzy logic. The experimentation of this algorithm is carried out in real time by passing the water through a small water plant controlled by a Siemens 1500 PLC and two IOT 2040 that control the dosing pumps of the system. In order for the system to function in areas where electricity is scarce or non-existent, a lead acid battery charge controller has been created to support the electronics of the entire DC system (direct current), the board of this The controller has been developed and designed using the Atmega 328 microcontroller, as well as the power card with inputs that can be found in Peru and the fuzzy controller housing has been manufactured with 3D printing technology. The use of this system for water processing is based on the experience that was obtained in 2018 in the project with competitive funds from INIA, in this scenario, the water from the Rímac river has been processed, this plant prototype was the beginning of how to build a fully automated system in a compact way that can reach more families where drinking water processing plants do not plan to reach those population groups. The number of experiments carried out in this competitive fund opened a window for development and a new conception of the water purification system for this, the idea of processing the most contaminated water for human consumption that is known until now, water from Bangladesh, in order to obtain it, it is artificially created by replicating itself with the components that it contains, creating a type of water called synthetic and the objective is to remove the inorganic arsenic added to the underground water of Bangladesh (SBGW).