El sistema de automatización renueva la planta de tratamiento de aguas residuales en Finlandia

Solemos pensar en ello sólo cuando se producen alteraciones, pero el tratamiento de las aguas residuales es un servicio público básico que nos afecta a todos: es vital para mantener nuestro entorno higiénico y saludable y nuestros cursos de agua limpios. Detrás de la escena, el proceso de tratamiento de aguas residuales combina la microbiología y la química con la ingeniería mecánica, la instrumentación y las técnicas de automatización que ofrecen un alto rendimiento de forma progresiva.

Tratamiento de aguas residuales
La planta central de tratamiento de aguas residuales de una empresa finlandesa recibe aguas residuales domésticas e industriales de diferentes comunidades y empresas de servicios públicos. El tratamiento de las aguas residuales, incluidos los residuos animales, es especialmente laborioso. "En comparación con las aguas residuales industriales, consideramos que las aguas residuales domésticas están lo suficientemente limpias como para ser utilizadas como bebida", bromea el jefe de explotación de la planta. La automatización de todo el sistema tiene que ser considerada con cuidado.

Parte del trabajo de la empresa consiste en mantener la planta central de tratamiento de aguas residuales de una ciudad cercana. Aquí es donde hubo que renovar el sistema de automatización.

Un proceso controlado con precisión
El proceso comienza con el tratamiento primario, en el que se cuela el agua residual afluente para eliminar todos los objetos grandes y se aumenta el nivel de oxígeno del agua para facilitar la actividad de los microbios (los microbios limpian el agua alimentándose de sus impurezas). Durante esta fase de tratamiento biológico, los microbios presentes en las aguas residuales reciben unas condiciones de crecimiento adecuadas en términos de temperatura, nivel de oxígeno y nutrición.

La siguiente fase incluye la sedimentación química secundaria, en la que se añaden productos químicos a base de aluminio al agua procedente del tratamiento biológico para favorecer la floculación de los materiales orgánicos y de otro tipo que se degradan lentamente. En la última fase, los lodos restantes se tratan eliminando el agua que contienen. El agua separada de los lodos se devuelve al principio del proceso de tratamiento, y los lodos sólidos se llevan a la planta de biogás.

Sistema de automatización de alta tecnología
La planta central de tratamiento de aguas residuales está totalmente automatizada. El sistema de automatización de 1992 llegó al final del camino. Los requisitos de la tecnología seleccionada para renovar la planta de tratamiento de aguas residuales eran:

• Facilidad de instalación y mantenimiento
• Flexibilidad para adaptarse a la rápida evolución de la normativa
• Mejora de la solución global
• Conformidad con las aplicaciones y metodologías existentes 

Todo el sistema se renovó en 2008 en colaboración con Schneider Electric®. "El antiguo sistema de automatización había cumplido su tiempo. Lo hemos estado utilizando todos los días durante los últimos 16 años", explicó el jefe de operaciones. El sistema de automatización original incluía seis controladores de la serie TSX7, con el entorno de software Monitor 77/2, y utilizaba el protocolo de comunicación MAPWAY. En la nueva solución, seis controladores Modicon® Premium™ están implementados con Monitor Pro v7.6 y están utilizando Modbus® TCP/IP sobre inalámbrico, usando nueve de las radios industriales de ProSoft Technology. Alrededor de 2000 variables de proceso transitan por la red inalámbrica, que también se utiliza para fines de programación y mantenimiento.
 

¿Por qué inalámbrico?
Había que integrar un total de siete ubicaciones en una única red estanca. Los 6 controladores Modicon Premium están situados en diferentes edificios de la planta de tratamiento de aguas residuales, y la planta tiene dos salas de control. "Colocamos el segundo ordenador aquí, en este edificio más alto, para que no se nos mojen los pies", explica el jefe de operaciones. La planta está situada en una zona propensa a las inundaciones. Por supuesto, la planta puede seguir funcionando aunque los ordenadores no funcionen.

Desde el punto de vista del integrador, la red inalámbrica fue "la parte más fácil de la implantación. No tuvimos ningún problema. Estas radios son muy fáciles de configurar, y las recomendaciones de montaje dadas por ProSoft Technology fueron muy claras. Schneider Electric hizo algunas pruebas en su oficina y luego nos explicó cómo implementar la red inalámbrica sobre el terreno".

Desde el punto de vista de Schneider Electric, la ingeniería de la red se redujo al mínimo. "Cuando empezamos el proyecto, no teníamos localmente ninguna experiencia específica en radiofrecuencia", explica el entonces Director de Ventas de Aplicaciones y Cuentas Clave, Madera y Bioenergía, de Schneider Electric Finlandia. "Hablamos con los ingenieros de soporte técnico de ProSoft Technology y les proporcionamos la ingeniería básica y el diseño de la red. Hicieron algunos cálculos que eran necesarios para este tipo de aplicación y nos proporcionaron las listas de accesorios recomendados para cada ubicación de la radio: cables, antena, protector contra rayos, etc. También proporcionaron todas las recomendaciones necesarias para el montaje y la implementación sobre el terreno. La implementación de la red inalámbrica fue un trabajo fácil para nosotros y nuestro integrador".

Inversiones a largo plazo
"Los controles se han definido en gran medida de la misma manera que en el sistema antiguo", explicó el jefe de explotación de la planta. "Algunos de los antiguos controles se han mantenido, otros se han añadido y hemos cambiado un poco los mandos". Desde 1992, la planta ha adquirido una nueva centrifugadora de secado de lodos y el proceso de tratamiento se ha modificado con un nuevo tratamiento químico con aluminio. El sistema de automatización tuvo que evolucionar en consecuencia.

"Ningún controlador puede permanecer siempre igual. Siempre hay adiciones y cambios en el camino. En este sector en particular, las normativas también cambian bastante a lo largo de los años", afirma el director de ventas de Schneider Electric, que participó en el proyecto de automatización original de la planta en 1992.

La nueva configuración está funcionando bien.

"No hemos tenido ningún problema con la implantación del nuevo sistema de automatización. Los gráficos de la interfaz de usuario son prácticamente los mismos, por lo que estamos familiarizados con las pantallas y no necesitamos formación adicional", afirma el jefe de explotación de la planta.

El programa de informes que se utiliza es independiente del SCADA, pero también lee los datos directamente de los controladores Modicon Premium a través de la misma red.

En el futuro, los controladores pueden modificarse fácilmente o complementarse cuando sea necesario con módulos de entrada o salida adicionales. En cuanto a la red, la opción inalámbrica proporciona un grado adicional de flexibilidad.