Optimización en línea de la producción de metano en biodigestores con instrumentación escasa

JAMILIS, MARTÍN; CASTAÑEDA, MARÍA TERESITA; GARELLI, FABRICIO; DE BATTISTA, HERNÁN

Congreso; XIX Reunión de trabajo en procesamiento de la información y control (RPIC 2021); 2021

En Argentina, la producción de biogás es uno de los procesos biotecnológicos de mayor interés para la generación de bioenergía en el contexto de bioeconomía y desarrollo sustentable. No obstante, gran parte de las plantas de digestión anaerobia no disponen de instrumentación y dispositivos de control adecuados para el monitoreo de variables importantes e implementación de controladores para la mejora de la productividad. Predomina la operación manual con medidas fuera de línea a través de instrumentos de mano o kits, con frecuencias del orden de los días. En este contexto, el presente trabajo explora la plausibilidad de implementar controles para la optimización de la producción de biogás, asumiendo condiciones operativas desfavorables, acordes con las practicas actuales (mínima instrumentación y conocimiento del proceso, y tiempos de muestreo del orden de días). Se proponen controles discretos para búsquedas de extremos, que buscan estabilizar al sistema en el punto de operación donde se anula el gradiente del mapa estacionario de entrada (tasa de dilución) a salida (caudal de metano). Dicho gradiente se estima mediante un algoritmo de modos deslizantes discreto al que se le puede ajustar la velocidad de respuesta. Finalmente, los controladores se ensayaron por simulación sobre un modelo de bajo orden, con un ingreso de carga orgánica perturbado. Los resultados muestran que, a pesar de las perturbaciones, el sistema logra operar muy cerca del punto óptimo en todos los casos considerados. Estos resultados tienen especial relevancia para la optimización de la producción de biogás en biodigestores pobremente instrumentados.