05 abril 2011

Variadores de velocidad en bombas en una planta de aguas residuales




La planta Kakolanmäki en Turku, Finlandia, es capaz de quitar de forma efectiva el nitrógeno del agua, reduciendo la eutroficación del mar. La planta está diseñada con alta tecnología. Se utiliza un control variadores de velocidad Vacon en bombas y compresores, ya que es esencial la regulación en una planta que procesa aguas residuales para 280.000 personas.

La planta finlandesa es una maravilla tecnológica y entre sus singularidades encontramos que ha sido construida excavando en roca y conforma actualmente cuatro kilómetros de cavernas subterráneas.  Fue necesario volar 490.000 m3 para colocar la planta lo cual supone que ocupa el volumen de un edificio de ocho plantas.
La planta se construyó para dar cumplimiento a unos estrictos requerimientos de de-nitrificación aprobados en 1994.  La inversión total supuso un coste de 125 millones de euros, y comenzó a operar  en 2009, reduciendo considerablemente la carga de nutrientes vertida en el mar Báltico. La reducción que se consiguió fue del 35 %.
El sistema de bombeo se controla por variadores Vacon AC de 130 kW y es capaz de bombear hasta 765 litros por segundo. Hay seis bombas, una de las cuales es de reserva. Las aguas residuales son tratadas en un proceso que incluye unidades de procesamiento físico, químico y biológico. El resultado es que las plantas extraen al menos un 95 % del fósforo  y organismos consumidores de oxígeno, un 70 % del nitrógeno y un 90 % de los sólidos encontrados en el agua.
En el proceso se incluyen alrededor de 50 variadores de velocidad, en un rango de potencias que va de 1,1 kw a 355 kw. Las aplicaciones de las bombas y compresores son hacer circular agua y lodos, y para los compresores de aireación. Los variadores de velocidad mejoran la disponibilidad, ya que la producción del compresor puede ajustarse a las necesidades actuales. Cuando la velocidad de rotación de una bomba se reduce por el variador a la mitad, no solamente ajusta el proceso sino que también reduce las tensiones en el equipo, se dobla la vida de operación de la bomba y se recorta el consumo energético.
Dado que instalar una planta de tratamiento de aguas residuales en una caverna es todo un desafío se diseñó un sistema de automatización de grado industrial como los que se usan en la industria química. Los variadores de velocidad se unen al sistema de automatización mediante fieldbus de Profibus. El uso de Profibus reduce la necesidad de cableado y el número de interfaces, y proporciona un beneficio significativo cuando el variador de velocidad se coloca subterráneo. Los variadores de velocidad mejoran la disponibilidad, ya que la producción de bomba y compresor puede ajustarse a las necesidades actuales.
Bibliografía: AC drives control waste water pumps. Power motion September 2009
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