Control óptimo aplicado al proceso de descomposición de residuos orgánicos
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2019-10-28
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
Los residuos sólidos han ocasionado impactos ambientales negativos por su disposición inadecuada y porque cada vez son más, asunto asociado al incremento de la población humana, a los procesos de transformación industrial (globalización), y a los hábitos de consumo de los individuos.
Una de las técnicas más usadas en Colombia para el aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos urbanos es el vermicompostaje el cuál se define como descomposición de residuos orgánicos por la lombriz californiana [1].
El vermicompostaje es una biotecnología que aprovecha las capacidades biológicas de las lombrices para el reciclaje de materiales orgánicos, sin embargo, la tecnología no se ha enfocado mucho en esta área, por ende, este proyecto pretende realizar un control óptimo que permita controlar la variable de temperatura de la planta ya que es uno de los aspectos más importantes para las lombrices porque de ella depende el ritmo de reproducción de esta.
Bajo este orden de ideas, es necesario encontrar en primera instancia el modelo matemático que describa el comportamiento del sistema. Luego, realizar la validación de este para determinar el porcentaje de aproximación que tiene respecto a la respuesta real del sistema. Posteriormente aplicar las diferentes técnicas de diseño de los controladores PID, e implementar el controlador que demuestre mejor comportamiento en simulación, seguido a esto diseñar e implementar el controlador óptimo en el sistema.
Finalmente, se debe analizar los resultados de la implementación de los controladores, realizando la comparación de las respuestas de los diferentes lazos de control y determinando cuál de los dos es el que presenta un menor gasto de energía y un comportamiento óptimo para el sistema.
Abstract
Solid waste has caused negative environmental impacts due to its inadequate disposal and because they are increasingly, a matter associated with the increase of the human population, the processes of industrial transformation (globalization), and the consumption habits of individuals.
One of the most used techniques in Colombia for the use of urban organic solid waste is vermicomposting which is defined as decomposition of organic waste by the Californian earthworm [1].
Vermicomposting is a biotechnology that takes advantage of the biological capabilities of earthworms for the recycling of organic materials, however, technology has not focused much in this area, therefore, this project aims to perform an optimal control that allows controlling the variable of plant temperature since it is one of the most important aspects for worms because it depends on the rate of reproduction of this.
Under this order of ideas, it is necessary to find in the first instance the mathematical model that describes the behavior of the system. Then, perform the validation of this to determine the percentage of approximation that it has regarding the real response of the system. Subsequently apply the different design techniques of the PID controllers, and implement the controller that demonstrates better simulation behavior, followed by designing and implementing the optimal controller in the system.
Finally, the results of the implementation of the controllers must be analyzed, comparing the responses of the different control loops and determining which of the two is the one with the lowest energy expenditure and an optimal behavior for the system.
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
Quiñones Vasquez, J. K., & Moreno Zambrano, M. F. (2019). Control óptimo aplicado al proceso de descomposición de residuos orgánicos. Bogotá: Universidad Santo Tomas, Ingenieria Electronica.