Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu per a la determinació de la cinètica d'absorció de contaminants en suports polimèrics impregnats

Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 1 RESUM El projecte que es presenta en aquest document, té com a finalitat l’estudi del comportament en l’eliminació de compostos orgànics en efluents industrials o en aigües subterrànies, a través de barreres permeables basades en resines impregnades amb extractants bàsics o amb solvatants. Per a poder realitzar una bona eliminació dels compostos orgànics, s’ha realitzat un disseny i dimensionament de l’equipament de laboratori necessari per a poder realitzar el tractament d’aigües industrials o subterrànies a escala de laboratori. Amb aquest disseny, es vol obtenir un conjunt versàtil, fiable i de fàcil ús per a l’estudi de la cinètica de diferents processos d’adsorció mitjançant columnes, per poder avaluar, de forma ràpida i eficaç, els principals paràmetres d’eliminació i simular escenaris de circulació dels contaminants en medis adsorbents. Paral·lelament, s’ha realitzat la implementació d’un programari que permeti la gestió conjunta de tot el sistema. Aquesta eina informàtica ha de ser capaç de facilitar el seguiment i control de l’experiment, així com la gestió posterior dels resultats obtinguts. Per últim, un cop s’ha comprovat que el sistema funciona a escala de laboratori (o en proves pilot), comparant-lo amb altres resultats de referència ja contrastats, s’han realitzat dos experiments d’adsorció de compostos fenòlics amb dues resines diferents: la resina catiònica MN200 i la resina aniònica XZ-91419. Pàg. 2 Memòria Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 3 SUMARI RESUM ______________________________________________________1 SUMARI _____________________________________________________3 2. INTRODUCCIÓ______________________________________________8 2.1. Objectius del projecte.........................................................................................8 2.2. Abast del projecte...............................................................................................8 3. PROBLEMÀTICA DE LA CONTAMINACIÓ DE L’AIGUA____________10 3.1. Els compostos orgànics fenòlics ......................................................................11 3.1.1. El fenol.....................................................................................................................11 3.1.2. El pentaclorofenol....................................................................................................12 3.2. Necessitat de reduir la càrrega de contaminants en les aigües residuals.......13 3.3. Impactes ambientals de les aigües residuals...................................................13 3.4. Breu descripció de la legislació d’aigües actuals.............................................14 3.5. Marc legal de la contaminació d’aigua.............................................................15 3.6. Tecnologies actuals de tractament d’aigües subterrànies: barreres reactives permeables.....................................................................................................16 4. PROCESSOS DE SEPARACIÓ LÍQUID – SÒLID: ADSORCIÓ _______20 4.1. Introducció ........................................................................................................20 4.2. Factors que influeixen en l’adsorció.................................................................21 4.3. Equilibri d’adsorció............................................................................................22 5. DISSENY DEL SISTEMA EXPERIMENTAL ______________________26 5.1. Disseny d’un equip de laboratori per a un sistema en columna ......................26 5.2. Avantatges tècniques de l’automatització........................................................31 5.3. Disseny d’un programari per a un sistema automàtic en continu....................31 5.3.1. Introducció...............................................................................................................31 5.3.2. Estructura................................................................................................................32 5.3.2.1. Interfície.....................................................................................................32 5.3.2.2. Base de dades..........................................................................................32 5.3.2.3. Control i connexió amb els aparells.........................................................32 5.3.2.4. Resultats i resum de l’experiment............................................................33 5.3.3. Disseny de la interfície............................................................................................33 5.3.3.1. Manteniments ...........................................................................................33 Pàg. 4 Memòria 5.3.3.2. Manteniments de l’experiment.................................................................33 5.3.3.3. Configuració de l’experiment....................................................................34 5.3.3.4. Control de l’experiment ............................................................................35 5.3.3.5. Resultats de l’experiment.........................................................................37 5.3.4. Disseny de la base de dades .................................................................................38 5.3.4.1. Esquema de la base de dades................................................................38 5.3.5. Control i connexió amb els aparells .......................................................................39 5.3.5.1. GSIOC......................................................................................................39 5.3.5.2. NI-DAQ.....................................................................................................39 5.3.5.3. Funció de prendre una mostra.................................................................39 6. MUNTATGE I AUTOMATITZACIÓ______________________________43 6.1. Aspectes tècnics sobre el muntatge del sistema al laboratori.........................43 7. AVALUACIÓ ECONÒMICA DEL PROJECTE. PRESSUPOST _______53 7.1. Costos derivats dels recursos humans............................................................53 7.2. Costos derivats de la part experimental...........................................................54 7.3. Altres costos.....................................................................................................56 7.4. Cost total del projecte.......................................................................................57 CONCLUSIONS ______________________________________________59 AGRAÏMENTS _______________________________________________62 BIBLIOGRAFIA_______________________________________________64 Referències bibliogràfiques.....................................................................................64 Pàgines web............................................................................................................65 Bibliografia complementària....................................................................................65 Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 5 ÍNDEX DE FIGURES Figura 3.1. Representació esquemàtica d’una barrera reactiva permeable interceptant un plomall de contaminació .......................................................................................................... 16 Figura 4.1. Model d’adsorció dins d’una partícula porosa ..................................................... 20 Figura 5.1. Esquema de funcionament intern del programa .................................................. 36 Figura 5.2. Estructura de la base de dades ............................................................................ 38 Figura 6.1. Vista superior de les escletxes per situar les safates metàl·liques ...................... 43 Figura 6.2. Vista frontal d’un dels agitadors ............................................................................ 44 Figura 6.3. Vista dels fusibles abans de ser inserits a pressió ............................................... 44 Figura 6.4. Situació dels dos cargols d’enclavament del capçal de 8 vies a la bomba ......... 45 Figura 6.5. Col·locació dels tubs calibrats en cada un dels canals abans de prémer el tancament ................................................................................................................................. 45 Figura 6.6. Detall de la connexió roscada tija – columna ....................................................... 46 Figura 6.7. Col·locació de les columnes verticalment a la nevera .......................................... 47 Figura 6.8. Connexió a detall d’una electrovàlvula ................................................................. 47 Figura 6.9. Rack número 21 del fabricant Gilson ple de tubs de mostres ............................ 48 Figura 6.10. Tubs de rebuig del recol·lector (safata i “waste”) cap al bidó inferior ................ 48 Figura 6.11. Muntatge de l’accessori al recol·lector de fraccions ........................................... 49 Figura 6.12. Col·locació dels connectors de plàstic en els canals de l’accessori .................. 49 Figura 6.13. Connexions del computador amb les electrovàlvules i el sistema bomba – recol·lector ................................................................................................................................ 50 Figura 6.14. Muntatge final en el laboratori ............................................................................. 51 Pàg. 6 Memòria ÍNDEX DE TAULES Taula 5.1. Camps que formen els diferents manteniments .................................................... 33 Taula 5.2. Configuració dels diferents canals ......................................................................... 34 Taula 5.3. Primera taula de control de l’experiment ................................................................ 35 Taula 5.4. Segona taula de control de l’experiment ................................................................ 36 Taula 5.5. Numeració dels tubs del mostrejador per al rack 21 ............................................. 40 Taula 5.6. Tubs de posicionament del mostrejador per a 2 canals i rack 21 ......................... 41 Taula 5.7. Tubs de posicionament del mostrejador per a 3 i 4 canals i rack 21 .................... 41 Taula 5.8. Tubs de posicionament del mostrejador per a 5, 6, 7 i 8 canals i rack 21 ............ 41 Taula 7.1. Costos derivats dels recursos humans .................................................................. 53 Taula 7.2. Costos derivats de la part experimental ................................................................. 54 Taula 7.3. Altres costos ........................................................................................................... 56 Taula 7.4. Cost total del projecte ............................................................................................. 57 Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 7 Pàg. 8 Memòria 2. INTRODUCCIÓ 2.1. Objectius del projecte L’enorme creixement de les indústries que s’ha experimentat en aquest darrer segle ha augmentat, en gran mesura, la demanda actual d’aigua. Per a fer front a aquesta demanda d’aigua, les empreses que s’encarreguen del subministrament i distribució, s’han vist obligades a augmentar els seus punts de captació natural. Aquest creixement de la demanda, va acompanyat d’un augment de la contaminació de l’aigua després de la seva utilització, fet que provoca la degradació de les reserves naturals, així com, l’agreujament de la disponibilitat d’aquesta. Actualment, les aigües continentals estan contaminades pràcticament en la seva totalitat, per contaminants orgànics, provinents de l’abocament d’efluents de tot tipus de residus: agrícoles, industrials, urbans, etc. A les indústries d’avui en dia s’ha de disposar de tecnologies que obtinguin el màxim benefici dels recursos hídrics, eliminant els components orgànics que es troben normalment a baixes concentracions. Una bona solució a aquest problema, són els processos d’adsorció amb barreres permeables basades en resines impregnades amb extractants bàsics o amb solvatants, en ser més econòmics que els processos de membrana. L’objectiu principal d’aquest projecte és dissenyar un sistema i implementar un programari informàtic de manera que es faciliti al màxim l’anàlisi detallada dels processos d’adsorció per a l’eliminació de compostos orgànics tant en les aigües subterrànies com en els efluents industrials. 2.2. Abast del projecte L’abast del present projecte és definir i validar procediments experimentals i metodològics que permetin facilitar el seguiment i control dels experiments amb compostos orgànics, així com la gestió dels resultats obtinguts, tot a escala de laboratori. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 9 Pàg. 16 Memòria 3.6. Tecnologies actuals de tractament d’aigües subterrànies: barreres reactives permeables Actualment, en el tractament d’aigües subterrànies contaminades s’utilitzen majoritàriament tecnologies convencionals, especialment el bombeig i el seu posterior tractament; però aquests mètodes tenen grans inconvenients degut al seu elevat cost, sobretot quan es tracta de tractaments llargs, i resulta difícil disminuir la concentració dels contaminants fins als nivells màxims permesos. Com a conseqüència d’aquest fenomen, són necessàries noves tecnologies més innovadores per reduir els efectes que produeixen sobre el medi ambient els aqüífers contaminats [KEELY J.P, 2005 ] Les barreres permeables són un tipus de tractament in situ semipassiu que utilitza un medi que causa reaccions químiques o bioquímiques per a transformar o immobilitzar els contaminants. Aquest mètode consisteix en posar un medi reactiu semipermeable en el camí del flux d’un plomall de contaminants, tal i com mostra la figura 3.1. Les barreres reactives permeables són particularment interessants en la descontaminació d’aigües subterrànies perquè conserven l’energia i l’aigua i tenen el potencial de ser més econòmiques que els mètodes convencionals de neteja, degut a uns baixos costos d’operació i manteniment [PULS R.W, 1998 i SCHAD H, 2000]. Figura 3.1. Representació esquemàtica d’una barrera reactiva permeable interceptant un plomall de contaminació. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 17 Un avantatge addicional és que el medi reactiu pot ésser utilitzat in situ, eliminant així la necessitat d’extensos equips d’operació i d’equipament superficial. És important, a l’hora d’avaluar la idoneïtat de cada medi de reacció, tenir en compte l’habilitat per a transformar els contaminants a velocitat suficientment elevada, mantenir una permeabilitat i reactivitat adequada durant llargs períodes de temps, i alliberar únicament compostos benignes com a subproductes. La immobilització d’un contaminant a la barrera pot donar-se mitjançant sorció al medi reactiu o precipitació des de la fase aquosa. La sorció és una reacció abiòtica en la que el contaminant és atret a la superfície mitjançant interaccions hidrofòbiques, atraccions electrostàtiques, i/o complexació superficial. El mecanisme més habitual per a compostos orgànics (particularment els no polars) és la sorció deguda a l’expulsió hidrofòbica de l’aigua. Per una altra banda, els metalls tendeixen a establir una sorció mitjançant una atracció electrostàtica o reacció de complexació superficial. A més, els metalls poden ser immobilitzats augmentant el pH o afegint ions en excés per a formar un mineral insoluble. La precipitació de metalls és una combinació d’un procés de transformació seguit d’un procés d’immobilització. Cal destacar que tant la sorció, que és el cas que s’estudiarà en extensió en aquest projecte, com la precipitació són processos generalment reversibles, pel que poden necessitar l’eliminació dels metalls reactius i productes acumulats, depenent de l’estabilitat dels compostos immobilitzats i la geoquímica de l’aigua subterrània. L’èxit dels materials adsorbents en barreres reactives dependrà principalment de la força del complex que s’ha d’adsorbir i en la capacitat del material d’adsorbir un contaminant particular. Aquests materials tenen l’avantatge de no introduir substàncies químiques a l’aigua subterrània, però el desavantatge de que l’eficàcia del material depèn de la geoquímica de l’aigua subterrània (per exemple: pH, anions i cations majoritaris). La transformació del contaminant en un compost més benigne mitjançant reaccions irreversibles, pel contrari, no necessàriament requereix l’eliminació del medi reactiu, a no ser que la seva reactivitat disminueixi o s’obstrueixi. La transformació en una barrera reactiva és generalment una reacció redox irreversible en la que el contaminant es reduït o oxidat. El medi pot proporcionar directament electrons per a la reducció o estimular microorganismes indirectament per a controlar la transferència d’electrons aportant un captador d’electrons (per exemple, l’oxigen) o un cedent d’electrons (per exemple, carboni). La transferència d’electrons des del medi reactiu fins al contaminant ha d’estar afavorida des del punt de vista termodinàmic i ser cinèticament fàcil pel medi, per a ser efectiva Pàg. 18 Memòria En el disseny d’una barrera reactiva, s’han de tenir en compte molts factors. Aquests inclouen la velocitat de reacció per a una determinada concentració de contaminants per massa de medi reactiu o àrea superficial, la geoquímica i l’hidrologia del sistema. Aquests factors afecten al temps de residència de l’aigua contaminada a la barrera, necessari per a assolir els objectius de concentració de contaminant. La capacitat de manipular alguns d’aquests factors d’una manera essencialment passiva mantindria la relació cost – efectivitat, a la vegada que, proporciona una major flexibilitat en el disseny i una major confiança en assolir els objectius d’eliminació de contaminants [POWELL R.M, 1997]. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 19 Pàg. 20 Memòria 4. PROCESSOS DE SEPARACIÓ LÍQUID – SÒLID: ADSORCIÓ 4.1. Introducció El procés consisteix en l’acumulació de molècules o ions en la superfície que separa dues fases (interfase). Les molècules o ions que queden acumulades (adsorbat o solut) poden ser líquids, gasos o vapors, mentre que la substància que adsorbeix (adsorbent) és un sòlid o líquid. En un material porós, el model d’adsorció sòlid - líquid es pot descriure mitjançant les tres etapes següents: a) Transport del solut des de la fase líquida a la superfície exterior de la partícula a través de la capa límit que envolta la partícula (resistència del film extern o de difusió externa). b) Transport del sòlid dins de la partícula (difusió intraparticular o interna). El transport pot portar-se a terme per difusió molecular a través de la solució en els porus (difusió porosa), per difusió al llarg de la superfície adsorbent (difusió superficial) o per difusió combinada. c) Adsorció física o química del solut damunt de la superfície interna de la partícula. Els passos de transport tenen lloc en sèrie, de forma que el pas més lent, anomenat pas limitant de velocitat, controla la velocitat del procés. La figura 4.1 mostra l’esquema del model d’adsorció dins d’una partícula porosa. Figura 4.1. Model d’adsorció dins d’una partícula porosa [SERAROLS, 2001]. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 21 Segons el tipus d’interacció entre l’adsorbat i l’adsorbent, es distingeixen dos tipus d’adsorció: a) Adsorció física o fisisorció És la forma més simple d’adsorció que es produeix exclusivament degut a dèbils forces atractives físiques, generalment forces de Van der Waals No apareix cap reacció química que acumuli les molècules o àtoms de l’adsorbat sobre la superfície de l’adsorbent. b) Adsorció química o quimisorció Quan es forma un enllaç químic, definit en aquest cas com un intercanvi d’electrons. El grau d’intercanvi i la simetria depèn dels materials involucrats. Intervenen forces físiques i reaccions químiques irreversibles entre la superfície de l’adsorbent i l’adsorbat. 4.2. Factors que influeixen en l’adsorció Els factors que influeixen sobre el tipus i la magnitud de l’adsorció d’una determinada espècie sobre la superfície d’un adsorbent són molt diversos. Entre d’ells es pot destacar per la seva importància els següents [RUIZ P, 2006]: a) Superfície específica L’adsorció és un fenomen superficial, per tant, quant major sigui la superfície de l’adsorbent major serà el grau d’adsorció. És per això, pel que els adsorbents utilitzats (carbó actiu, reïnes sintètiques, etc.) són sòlids molt porosos amb un gran desenvolupament superficial. b) Naturalesa de l’adsorbat Dins de la naturalesa de l’adsorbat es poden distingir diferents aspectes importants. El primer d’ells és la solubilitat, quant major sigui aquesta el grau d’adsorció serà menor. La solubilitat està relacionada amb l’estructura del solut, així, s’observa que en series homologues de compostos orgànics el grau d’adsorció augmenta amb la longitud de la cadena. A més de l’estructura de la molècula també és de gran importància la presència de grups funcionals que poden interaccionar amb altres grups polars de l’adsorbent donant lloc a l’adsorció específica. c) pH L’efecte del pH en el grau d’adsorció és important degut a que una part dels ions hidroxil s’adsorbeix bastant fortament, i per altre banda, afecta al grau de dissociació de l’adsorbat, sent aquest fet d’especial importància en el cas dels contaminants fenòlics. Pàg. 22 Memòria No obstant s’ha de tenir en compte que aquest factor no influeix per igual en tots els adsorbats i adsorbents pel que cal determinar-se sempre experimentalment. d) Naturalesa de l’adsorbent Aquest és un dels factors més importants al ser causa principal del fenomen de l’adsorció. Els factors més determinants són per un costat la naturalesa química de la superfície, que influeix en els enllaços que es formen entre l’adsorbat i l’adsorbent, i per altre banda les característiques estructurals del mateix, en especial: superfície específica, distribució de volum de porus i mida de les partícules d’adsorbent. e) Naturalesa del dissolvent El dissolvent és un altre dels factors a tenir en compte en l’adsorció sòlid - líquid, encara que es poden distingir dos aspectes diferents: • Naturalesa química del dissolvent: influeix en les interaccions amb l’adsorbent i amb el solut, tant en la dissolució (solubilitat) com la fase adsorbida. El grau d’adsorció d’un adsorbat variarà segons el dissolvent en el que es trobi dissolt. • Tensió superficial del dissolvent: la tensió superficial influeix en el contacte entre el sòlid i el líquid, i per tant determinarà la superfície eficaç per a l’adsorció. f) Temperatura L’adsorció normalment és un fenomen exotèrmic, per la qual cosa, en augmentar la temperatura es veurà desfavorida, si bé com les entalpies d’adsorció solen ser petites, les variacions amb la temperatura no són molt grans. Per això és millor mantenir la temperatura constant, per evitar variacions del procés d’adsorció. g) Competència entre adsorbats La competència entre adsorbats és de gran importància, ja que suposa una alteració en les capacitats d’adsorció i, fins i tot, en la velocitat del procés global d’adsorció. Normalment quant més similars són els adsorbats els efectes competitius són lògicament menors. 4.3. Equilibri d’adsorció Durant l’adsorció en un sistema sòlid - líquid, l’adsorbat passa del si de la dissolució líquida a l’interior dels porus de l’adsorbent. A mesura que l’adsorció avança, la concentració de l’adsorbat en la fase líquida disminueix, augmentant la corresponent a la fase adsorbida. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 23 Lògicament, la velocitat de la transferència disminueix a mesura que ho fa també la diferència de concentracions entre ambdues fases. Després d’un temps de contacte suficientment llarg, s’estableix un equilibri dinàmic a la superfície de l’adsorbent entre les molècules d’adsorbat que romanen en la fase líquida i les que han estat adsorbides en la fase sòlida. Aquesta distribució de l’adsorbat entre la fase líquida i la sòlida representa l’equilibri d’adsorció, que és funció d’una sèrie de paràmetres comentats anteriorment. Les representacions gràfiques o analítiques d’aquesta distribució constitueixen les corbes o equacions d’equilibri, respectivament, les quals s’anomenen també “isotermes d’equilibri”, ja que es refereixen a temperatures determinades. Així doncs, es pot definir una isoterma d’adsorció com la relació que mostra la distribució de l’adsorbat entre la fase adsorbida i la solució a l’equilibri a una temperatura determinada. Existeixen un gran nombre d’expressions matemàtiques per descriure l’equilibri isotèrmic d’adsorció, cadascuna d’elles amb un nivell de complexitat diferent. La diferència entre aquests models roman en les diferents hipòtesis simplificatives inicials i, en conseqüència, en el nombre de paràmetres característics de l’equació que representa l’equilibri. Alguns exemples són les isotermes de model lineal, de Langmuir, de Freundlich, de Redlich Peterson, de Temkin, BET i Weber [Santiago M, 1988]. Els experiments d’adsorció, es poden realitzar bàsicament de dues formes: en reactors batch o en columna (en continu). Les proves en reactors batch són útils principalment com a eina de mostreig inicial per a avaluar els diferents mitjans reactius o per a informar de la degradació dels contaminants. Per a la majoria dels altres propòsits són millors les proves en columna pels següents motius [PULS R,1998]: • Els paràmetres de disseny es determinen sota condicions de flux dinàmic. Degut a què les variacions en les concentracions de contaminants i els canvis inorgànics es produeixen a través de la distància recorreguda al llarg de la cèl·lula reactiva, aquests paràmetres poden ser mesurats instal·lant un determinat número de punts de presa de mostres intermèdies al llarg de la longitud de la columna. • Les vides mitjanes mesurades en les proves en columna són generalment més fiables que les mesurades en reactors batch. • L’adsorció no lineal en llocs amb adsorció no reactiva es simula millor mitjançant experiments en columna. • Els productes de reacció s’acumulen en el reactor batch, mentre que en las proves en columna poden ser extrets. Pàg. 24 Memòria Per aquests motius exposats, s’ha considerat adient treballar amb sistemes en columna (sistemes continus) pel present projecte. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 25 Pàg. 32 Memòria El disseny del programari es realitza amb l’objectiu de la seva utilització en diversos muntatges experimentals, semblants però no idèntics. Aquest fet obliga a dissenyar un programari versàtil i fàcilment ampliable. Tot i això, el programa haurà de tenir petites adaptacions per cada instal·lació. En el cas concret d’aquest projecte, s’optimitzen les funcions d’un sol mostrejador per a poder realitzar fins a 8 experiments en paral·lel, fet que redueix en escreix el temps global d’experimentació. És per això que s’ha de realitzar una funció que controli i optimitzi el mostrejador. També cal tenir en compte el tipus d’usuari i els possibles coneixements d’informàtica. En aquest cas concret, un usuari tècnic de laboratori sol tenir un nivell informàtic mitjà. Aquest fet obliga a realitzar un disseny i una programació robusta i una interfície de comunicació amb l’usuari còmode, intuïtiva i de fàcil utilització. 5.3.2. Estructura El programari dissenyat té per objecte reunir en un sol paquet el control de l’experiment. Aquest permet el control remot dels aparells, desar conjuntament totes les dades necessàries ja siguin de la configuració de l’experiment com els resultats obtinguts i ,fins i tot, el diari o les anotacions preses pel tècnic respecte als esdeveniments que han transcorregut durant l’experiment. 5.3.2.1. Interfície És la part més visual del programa i també és l’eina d’interacció amb l’usuari. 5.3.2.2. Base de dades És un apartat molt relacionat amb la interfície ja que és on es desen les dades introduïdes per l’usuari des d’aquesta. 5.3.2.3. Control i connexió amb els aparells Són necessàries tres parts elementals per a poder arribar a controlar qualsevol aparell a través d’un ordinador. La primera és el protocol que s’ha de seguir per poder connectar amb aquest aparell. La segona és el driver, que s’encarrega de traduir les ordres de comandament de l’aparell per ser processades per l’ordinador. La tercera és la part del programa que executa aquestes ordres, per tant, la del control de l’aparell. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 33 5.3.2.4. Resultats i resum de l’experiment És la part del programa on s’introdueixen els valors obtinguts de l’experiment i on es mostren les dades importants d’aquest. És important poder extreure aquestes dades del programa. 5.3.3. Disseny de la interfície 5.3.3.1. Manteniments La taula 5.1. mostra totes les dades relacionades amb els aparells o elements que formen part de l’experiment. Bomba Columna Dissolució Mostrejador Resina Tub Codi Codi Codi Codi Codi Codi Marca Marca Nom Marca Nom Marca Model Diàmetre Interior Dissolvent Model Marca Referència Longitud Solut Codi Rack Diàmetre Partícula Material Volum de Llit Concentració Diàmetre Tub Densitat Diàmetre Interior Longitud Tub Turbidesa Cabal Màxim Volum Tub Velocitat de Rentat Codi de Color Nºtubs x Rack Temps de Rentat Numero Canals Velocitat d’Operació Velocitat de Regeneració Capacitat Total Taula 5.1. Camps que formen els diferents manteniments. 5.3.3.2. Manteniments de l’experiment És on es mostren tots els experiments realitzats i l’eina per poder crear un nou experiment. En aquest apartat es mostren les dades comunes de tots els canals. Pàg. 34 Memòria A part de les dades bàsiques com son el codi, la data, la descripció, la temperatura i les observacions, també es tria entre els diferents tipus de bomba, columna i mostrejador introduïts anteriorment en els manteniments. Un experiment ja realitzat no pot ser modificat, per tant, en el moment de voler reproduir un experiment el programa ha de crear un altre experiment amb les mateixes característiques bàsiques però amb diferent data i descripció. 5.3.3.3. Configuració de l’experiment És la part on s’introdueixen els valors calculats relacionats amb cada canal disponible. Com ja s’ha explicat anteriorment, es pot disposar de diversos canals segons la configuració del mostrejador que es configura en el manteniment de l’experiment. A continuació es detallen cadascun dels diferents elements, il·lustrats a la taula 5.2, dels que consta la configuració: Taula 5.2. Configuració dels diferents canals. • El canal enumera els diferents canals dels que està compost l’experiment. Té un màxim predeterminat per la configuració del mostrejador. • L’actiu mostra si el canal està actiu o no. En finalitzar la configuració tots els canals actius han de ser consecutius. • La dissolució està relacionada amb el manteniment de Dissolució. En cada canal s’escull una de les dissolucions introduïdes en el manteniment. • La resina és anàloga a la dissolució, està relacionada amb el seu manteniment. • El color del tub també està relacionat amb el seu manteniment, tot i que en aquest cas els tubs utilitzats es diferencien amb un codi de colors, és aquest codi el que es mostra en aquest camp. • El pes de la resina mostra la quantitat en grams d’aquesta dins de la columna. • El volum per mostra és el volum que es necessita per cada mostra. Aquest valor no pot superar la capacitat dels tubs del mostrejador. Canal Actiu Dissolució Resina Color tub Pes resina Volum per mostra Volum total Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 35 • El volum total és el volum de dissolució que es desitja fer passar a través de la columna. Abans de realitzar l’experiment també s’han de configurar els instants de mostreig. Per a realitzar-ho s’ha de crear una taula on els camps siguin el número de mostra i l’instant de mostreig. L’instant de mostreig és un valor absolut, per exemple, si la mostra número 4 conté el registre 10 significa que s’ha de prendre una mostra quan hagin transcorregut 10 minuts del total de l’experiment. Per tant, s’ha de tenir en compte que a l’hora de prendre una mostra, el mostrejador no estigui executant una ordre anterior sense finalitzar. 5.3.3.4. Control de l’experiment En aquest apartat l’usuari ha de ser capaç de fer el seguiment de l’experiment i poder fer les modificacions oportunes sobre aquest. La taula 5.3. conté els camps necessaris pel control. Canal Actiu Cabal Volum per mostra Volum total Volum filtrat Volum restant Electrovàlvules Taula 5.3. Primera taula de control de l’experiment. • Els camps canal, actiu, volum per mostra i volum total són anàlegs a l’apartat anterior en el moment de l’inici de l’experiment. Un cop començat l’experiment, l’usuari podrà modificar aquests camps depenent de l’evolució del propi. • El cabal és el valor exacte del cabal real que travessa la columna. L’usuari ha d’introduir el valor mitjançant una funció que permeti calibrar manualment cada canal utilitzant la bomba. Les unitats són mil·lilitres per minut (ml/min). • El volum filtrat mostra el volum de dissolució que ha passat a través de la columna. S’incrementa amb el pas del temps i en el moment de tornar a calibrar el cabal. Quan s’està portant a terme un experiment i és necessari tornar a calibrar el cabal d’algun dels canals, s’ha d’aturar l’experiment. Amb l’experiment aturat el programa és incapaç de saber la quantitat de dissolució que travessa cada columna. Aquest valor ha de ser mesurat i introduït per l’usuari per a una major fiabilitat dels resultats obtinguts. Les unitats són mil·lilitres (ml). • Per a poder realitzar aquesta funció, s’ha de crear un camp auxiliar (campVF) i una variable de temps (horaRC). L’esquema del funcionament intern del programa respecte a aquest camp es mostra a la figura 5.1. Pàg. 36 Memòria Figura 5.1. Esquema de funcionament intern del programa • El volum restant mostra la quantitat de dissolució que queda per passar. És el valor resultant de la resta entre els camps volum total i volum filtrat. En el moment que tots els registres d’aquest camp siguin negatius l’experiment s’ha de finalitzar. • El camp de les electrovàlvules mostra l’estat de cada una d’elles. Si estan desviant el fluid cap al mostrejador aquest camp es mostrarà actiu, si el fluid és desviat al dipòsit final, aquest camp es mostrarà inactiu. En el control de l’experiment hi ha d’haver una segona taula il·lustrativa, taula 5.4, que mostri a l’usuari l’evolució de les mostres preses o que queden per prendre. Aquesta taula s’ha de poder modificar parcialment. Número de mostra Realitzada Instant Taula 5.4. Segona taula de control de l’experiment. En el moment que una mostra ja està presa ja no es podrà modificar, però el conjunt de mostres per prendre és variable segons el criteri de l’usuari. Per tant, es poden eliminar o inserir mostres i es pot modificar l’instant en què el programa prendrà la mostra. • El número de mostra és un camp que enumera les mostres a prendre. Abans d’iniciar l’experiment campVF := 0; horaRC := 0; Volum filtrat := 0; Un cop iniciat l’experiment campVF := 0; horaRC := 0; Volum filtrat := cabal * ( rellotge experiment – horaRC ); Quan es torna a calibrar el cabal aturant l’experiment campVF := Volum filtrat + Volum de calibració; Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 37 • El camp realitzada visualitza si una mostra ja ha estat presa o no. • El camp instant mostra l’instant absolut de temps en què la mostra ha estat presa o en l’instant que es prendrà, depenent de si la mostra ja ha estat realitzada o no. En el formulari de control de l’experiment també hi ha d’haver les eines per calibrar cada canal de la bomba, iniciar, finalitzar i fer un seguiment de l’experiment. D’altra banda, s’ha de mostrar l’estat exacte en què es troba l’experiment. Aquest formulari conté les següents funcions: • La funció calibrar és la manera amb què l’usuari pot introduir el valor del cabal. Aquesta funció ha de tenir els controls bàsics de la bomba per a poder realitzar el calibratge. L’usuari ha de tenir el control total sobre la bomba. • La funció diari és una taula que conté els camps data, usuari i comentari. Serveix per a que quedi registrat qualsevol esdeveniment, opinió o observació sobre el propi experiment. • Les funcions de control són tres botons que han de permetre iniciar, aturar i finalitzar l’experiment. • El rellotge de l’experiment és un marcador que mostra el temps en dies, hores, minuts i segons que han transcorregut des de l’inici de l’experiment. • El rellotge de la següent mostra és un marcador anàleg a l’anterior que mostra el temps restant fins a la següent mostra. • Les revolucions de la bomba queden fixades per l’usuari en el moment del calibratge. Aquest marcador no varia fins que no hi torna a haver un altre calibratge. • La informació del mostrejador és un marcador que mostra l’estat de cada un dels racks del mostrejador. En experiments amb moltes mostres és necessari canviar un rack i reposar els tubs de mostra per tubs nets. Si s’han ocupat tots els racks i l’usuari no ha reposat part d’aquests, l’experiment s’ha d’aturar. En el cas de canvi de rack, el programa ha de tenir una eina que li permeti a l’usuari introduir quin dels racks ha canviat. 5.3.3.5. Resultats de l’experiment En l’instant de prendre una mostra, el programa ha de guardar les dades més importants sobre aquella mostra. Pàg. 38 Memòria Aquestes dades són el número de mostra, hora de l’experiment, número de tub, cabal, volum de la mostra, volum filtrat, resultat 1, resultat 2, resultat 3, usuari i comentari. Hi ha vàries maneres d’analitzar una mostra i es poden obtenir resultats sobre un o diversos anàlisis. És per això que el programa ha de permetre a l’usuari desar els resultats obtinguts de l’anàlisi del pH en un experiment, i en un altre el nivell de concentració de solut a la dissolució. L’eina informàtica que mostra aquests resultats ha de permetre també poder exportar totes les dades relacionades amb l’experiment d’una manera fàcil i intuïtiva. 5.3.4. Disseny de la base de dades A continuació es mostra al lector un esquema bàsic de les principals relacions entre les diferents taules que formen la base de dades. Només es mostraran els camps de cada taula que es relacionen amb les altres taules. 5.3.4.1. Esquema de la base de dades Un experiment pot estar format per diferents canals, una bomba, un mostrejador i un diari. Per un canal passa una dissolució a través d’un tub de bomba i una columna que conté un sòlid, tal i com es mostra a la figura 5.2. Tots aquests paràmetres del canal poden ser iguals o diferents entre diversos canals. Figura 5.2. Estructura de la base de dades. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 39 5.3.5. Control i connexió amb els aparells Els aparells connectats i controlats per l’ordinador són les electrovàlvules, la bomba i el mostrejador. 5.3.5.1. GSIOC Alguns dels aparells de la marca GILSON incorporen un port sèrie de comunicacions anomenat Gilson Serial Input Output Channel (GSIOC). Amb el GSIOC es pot connectar qualsevol d’aquests aparells amb un ordinador a través d’un canal de doble sentit. En definitiva, el GSIOC tradueix i envia una ordre de l’ordinador a l’aparell i d’aquest en rep la resposta i la tradueix a l’ordinador. El GSIOC connecta amb els aparells mitjançant una interfície física i un protocol de comunicació. El driver converteix les ordres enviades pel programa en comandes programades a cada un dels aparells. La interfície física, el cable de comunicacions i el driver s’han comprat. La falta d’actualització per part dels fabricant GILSON ha fet que el GSIOC no sigui compatible amb els sistemes operatius actuals. Aquest fet obliga a fer pràcticament des de zero un nou driver, tot i haver-ne comprat un a la marca. El protocol de comunicació es troba a l’annex C, el driver de la bomba Minipuls 3 es troba a l’annex D i el driver del mostrejador FC 204 a l’annex E. 5.3.5.2. NI-DAQ La tarja de control i d’adquisició de dades NI-6520 incorpora un software que permet crear un driver a mida de les funcions requerides pel projecte. En el present projecte és necessari que les electrovàlvules estiguin obertes un cert temps, calculat pel programa, resultat de dividir el volum de mostra entre el cabal del canal. És important que les electrovàlvules estiguin controlades en tot moment, per tant, s’han de poder tancar inclús quan estiguin prenent una mostra. 5.3.5.3. Funció de prendre una mostra Un cop presa la primera mostra, el tub que uneix cada electrovàlvula amb el mostrejador quedarà ple de líquid. En el moment que es vulgui prendre la següent mostra, s’ha d’eliminar aquest líquid per a poder garantir uns resultats fiables i precisos. És per això que instants abans de prendre cada mostra, s’ha de buidar el líquid estancat d’aquest tub. Pàg. 40 Memòria En cada muntatge experimental la distància entre les electrovàlvules i el mostrejador pot ser diferent. És per això que el programa ha de tenir en compte una variable de distància que es pugui modificar per l’usuari. Per tant, són necessàries dues variables A i B, on A és el volum del tub en mil·lilitres i B és el temps de seguretat mesurat en segons. Tant A com B són valors determinats per l’usuari experimentalment. En el moment que faltin A+B segons, el mostrejador s’ha de situar al tub 000 i s’han d’obrir les electrovàlvules durant A segons. Un cop acabat, el mostrejador s’ha de situar al tub XXX per poder prendre la mostra. Un cop s’ha arribat a l’instant de la mostra, cada vàlvula s’ha d’obrir durant el temps que marqui el volum per mostra dividit pel cabal per a cada canal. El mostrejador de GILSON FC 204 està preparat només per a un canal. Mecànicament s’ha aconseguit que es puguin prendre mostres de 8 canals però en detriment de la quantitat de mostres per rack. Per decidir en quin tub es pren la mostra s’ha de seguir l’ordre intern del mostrejador, segons la taula 5.5. 1 30 31 60 61 90 91 120 121 150 151 180 181 210 211 240 2 29 32 59 62 89 92 119 122 149 152 179 182 209 212 239 3 28 33 58 63 88 93 118 123 148 153 178 183 208 213 238 4 27 34 57 64 87 94 117 124 147 154 177 184 207 214 237 5 26 35 56 65 86 95 116 125 146 155 176 185 206 215 236 6 25 36 55 66 85 96 115 126 145 156 175 186 205 216 235 7 24 37 54 67 84 97 114 127 144 157 174 187 204 217 234 8 23 38 53 68 83 98 113 128 143 158 173 188 203 218 233 9 22 39 52 69 82 99 112 129 142 159 172 189 202 219 232 10 21 40 51 70 81 100 111 130 141 160 171 190 201 220 231 11 20 41 50 71 80 101 110 131 140 161 170 191 200 221 230 12 19 42 49 72 79 102 109 132 139 162 169 192 199 222 229 13 18 43 48 73 78 103 108 133 138 163 168 193 198 223 228 14 17 44 47 74 77 104 107 134 137 164 167 194 197 224 227 15 16 45 46 75 76 105 106 135 136 165 166 195 196 225 226 Taula 5.5. Numeració dels tubs del mostrejador per al rack 21. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 41 Depenent del número de canals actius, el capçal del mostrejador ha de seguir les columnes marcades a cada una de les taules 5.6, 5.7 i 5.8 1 30 31 60 61 90 91 120 121 150 151 180 181 210 211 240 2 29 32 59 62 89 92 119 122 149 152 179 182 209 212 239 3 28 33 58 63 88 93 118 123 148 153 178 183 208 213 238 4 27 34 57 64 87 94 117 124 147 154 177 184 207 214 237 5 26 35 56 65 86 95 116 125 146 155 176 185 206 215 236 6 25 36 55 66 85 96 115 126 145 156 175 186 205 216 235 7 24 37 54 67 84 97 114 127 144 157 174 187 204 217 234 8 23 38 53 68 83 98 113 128 143 158 173 188 203 218 233 9 22 39 52 69 82 99 112 129 142 159 172 189 202 219 232 10 21 40 51 70 81 100 111 130 141 160 171 190 201 220 231 11 20 41 50 71 80 101 110 131 140 161 170 191 200 221 230 12 19 42 49 72 79 102 109 132 139 162 169 192 199 222 229 13 18 43 48 73 78 103 108 133 138 163 168 193 198 223 228 14 17 44 47 74 77 104 107 134 137 164 167 194 197 224 227 15 16 45 46 75 76 105 106 135 136 165 166 195 196 225 226 Taula 5.6. Tubs de posicionament del mostrejador per a 2 canals i rack 21. 1 30 31 60 61 90 91 120 121 150 151 180 181 210 211 240 2 29 32 59 62 89 92 119 122 149 152 179 182 209 212 239 3 28 33 58 63 88 93 118 123 148 153 178 183 208 213 238 4 27 34 57 64 87 94 117 124 147 154 177 184 207 214 237 5 26 35 56 65 86 95 116 125 146 155 176 185 206 215 236 6 25 36 55 66 85 96 115 126 145 156 175 186 205 216 235 7 24 37 54 67 84 97 114 127 144 157 174 187 204 217 234 8 23 38 53 68 83 98 113 128 143 158 173 188 203 218 233 9 22 39 52 69 82 99 112 129 142 159 172 189 202 219 232 10 21 40 51 70 81 100 111 130 141 160 171 190 201 220 231 11 20 41 50 71 80 101 110 131 140 161 170 191 200 221 230 12 19 42 49 72 79 102 109 132 139 162 169 192 199 222 229 13 18 43 48 73 78 103 108 133 138 163 168 193 198 223 228 14 17 44 47 74 77 104 107 134 137 164 167 194 197 224 227 15 16 45 46 75 76 105 106 135 136 165 166 195 196 225 226 Taula 5.7. Tubs de posicionament del mostrejador per a 3 i 4 canals i rack 21. 1 30 31 60 61 90 91 120 121 150 151 180 181 210 211 240 2 29 32 59 62 89 92 119 122 149 152 179 182 209 212 239 3 28 33 58 63 88 93 118 123 148 153 178 183 208 213 238 4 27 34 57 64 87 94 117 124 147 154 177 184 207 214 237 5 26 35 56 65 86 95 116 125 146 155 176 185 206 215 236 6 25 36 55 66 85 96 115 126 145 156 175 186 205 216 235 7 24 37 54 67 84 97 114 127 144 157 174 187 204 217 234 8 23 38 53 68 83 98 113 128 143 158 173 188 203 218 233 9 22 39 52 69 82 99 112 129 142 159 172 189 202 219 232 10 21 40 51 70 81 100 111 130 141 160 171 190 201 220 231 11 20 41 50 71 80 101 110 131 140 161 170 191 200 221 230 12 19 42 49 72 79 102 109 132 139 162 169 192 199 222 229 13 18 43 48 73 78 103 108 133 138 163 168 193 198 223 228 14 17 44 47 74 77 104 107 134 137 164 167 194 197 224 227 15 16 45 46 75 76 105 106 135 136 165 166 195 196 225 226 Taula 5.8. Tubs de posicionament del mostrejador per a 5, 6, 7 i 8 canals i rack 21. Pàg. 48 Memòria Seguidament, per poder mostrejar, s’ha d’afegir la safata que assegura que els racks estaran completament horitzontals. Aquesta està connectada, mitjançant un tub de plàstic en la seva base, al cubell de rebuig per si hagués algun vessament. Cal destacar que els racks han d’estar plens de tubs de mostres, com es detalla a la figura 6.9, que subministri el fabricant. Figura 6.9. Rack número 21 del fabricant Gilson ple de tubs de mostres. En canvi, ja que el recol·lector no sempre mostreja, es necessita una petita safata i un tub de plàstic reconduït cap al bidó de rebuig, que reculli la dissolució d’estudi quan no s’ha de mostrejar, és a dir, quan el recol·lector està en posició “waste” o rebuig. Aquests tubs es poden veure a la figura 6.10. Figura 6.10. Tubs de rebuig del recol·lector (safata i “waste”) cap al bidó inferior. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 49 Seguidament, s’ha de muntar el suport polimèric, que s’ha dissenyat i realitzat, al braç metàl·lic del recol·lector amb l’objectiu de poder optimitzar els vuit canals de què disposa el sistema. Per poder-ho muntar es necessita una clau anglesa i un tornavís de cap pla de petites dimensions. Només caldrà cargolar el suport en els dos forats que disposa el recol·lector, com s’observa a la figura 6.11. Figura 6.11. Muntatge de l’accessori al recol·lector de fraccions. Per últim, s’haurà de connectar la sortida de les electrovàlvules fins a cada un dels canals de què disposa l’accessori. Per unir els dos tubs de tefló s’utilitzaran els connectors metàl·lics i s’enroscaran els terminals de plàstic. Cal destacar que per roscar els terminals en l’accessori es necessitarà una femella del mateix diàmetre. El muntatge s’observa a la figura 6.12. Figura 6.12. Col·locació dels connectors de plàstic en els canals de l’accessori. Pàg. 50 Memòria 7) S’hauran de connectar les targetes d’adquisició de dades i de comunicació RS-232 per port PCI al computador. Seguidament, s’haurà d’instal·lar el programari específic d’automatització del sistema. Un cop realitzades aquestes accions, el computador es connectarà al SAI mitjançant un cable de corrent. La pantalla del computador, no serà necessària connectar-la al SAI, per tant, pot anar directament a qualsevol presa de corrent a través del cable que porta incorporat de sèrie. A la figura 6.13 s’il·lustra la connexió del cable SH 37F – 37M de la targeta de l’ordinador fins a l’adaptador femella CB – 37FH de la capsa de les electrovàlvules, i el cable mascle RS-232 procedent del recol·lector i de la bomba. Figura 6.13. Connexions del computador amb les electrovàlvules i el sistema bomba – recol·lector . 8) S’haurà de connectar la capsa de les electrovàlvules, on estan incorporades les targetes CoolDrive i les connexions electròniques de les electrovàlvules, al SAI mitjançant un altre cable de corrent. En aquest moment, l’usuari ha de calibrar la bomba peristàltica assegurant-se que la temperatura de l’armari refrigerador està estabilitzada al valor marcat prèviament. Per a realitzar-ho, es necessiten com a màxim 8 recipients, pesats prèviament en sec, per a poder recollir la dissolució que surt per cada canal. Quan s’accioni el sistema s’ha de mesurar el temps que triga en sortir la quantitat de dissolució que es considera adient. Tot seguit, s’ha de pesar i comprovar que el cabal per tots els canals que s’estan utilitzant és el mateix. Si no és així, s’han de cargolar (si es vol disminuir el cabal) o descargolar (si es vol incrementar el cabal) els cargols negres situats a la part posterior de la bomba peristàltica per a cada canal. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 51 Per últim, a la figura 6.14 es dóna una idea a l’usuari de com ha de resultar el muntatge final. Figura 6.14. Muntatge final en el laboratori. Pàg. 52 Memòria Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 53 7. AVALUACIÓ ECONÒMICA DEL PROJECTE. PRESSUPOST En aquest capítol es detallen quins han estat els diferents costos associats al projecte, desglossant-los en tres grans grups: recursos humans, costos de la part experimental i altres. A continuació es presenta un anàlisi detallat de cada un d’ells. 7.1. Costos derivats dels recursos humans Dintre dels costos del projecte associats als recursos humans, s’inclouen els honoraris dels professionals necessaris per a portar-lo a terme. Depenent de la fase que s’hagi de realitzar, els costos associats variaran, en realitzar-se per personal amb diferent qualificació. A la taula 7.1. es detallen les hores i el cost associat a cada una de les diverses fases del projecte. RECURSOS HUMANS ACTIVITAT QUANTITAT (h) COST UNITARI (€ / h) COST TOTAL (€) Recerca i estudi bibliogràfic 100 35 3500 Treball experimental 150 25 3750 Muntatge de l’equip de laboratori 200 25 5000 Estudi i disseny del programari 300 35 10500 Redacció de la memòria 100 25 2500 COST TOTAL RECURSOS HUMANS 25250 Taula 7.1. Costos derivats dels recursos humans Pàg. 54 Memòria 7.2. Costos derivats de la part experimental Els costos de la part experimental mostrats a la taula 7.2. es poden desglossar en dos grans grups: el cost dels reactius i espècies químiques necessàries durant l’experimentació i el cost dels equips de laboratori, incloent-hi les diverses proves que s’han de dur a terme per a verificar els resultats. PART EXPERIMENTAL Reactius QUANTITAT COST UNITARI (€) COST TOTAL (€) Resina MN200 20 g Mostra gratuïta - Resina XZ-91419 20 g Mostra gratuïta - Fenol 50 g Mostra gratuïta - Pentaclorofenol 50 g Mostra gratuïta - Llana de vidre 10 g Mostra gratuïta - Equips de Laboratori QUANTITAT (unitats) COST UNITARI (€ / unitat) COST TOTAL (€) Armari refrigerador SELECTA Medilow LG 1 2340 2340 Recolector de fraccions GILSON FC 204 1 5205 5205 Bomba peristàltica GILSON Minipuls-3 1 1330 1330 Capçal de 8 canals GILSON Minipuls-3 1 1276 1276 Tubs connexió Pharmed GILSON 1 140 140 Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 55 Tubs connexió Tefló GILSON 1 68 68 Connectors GILSON 5 99,20 496 Agitador HEIDOLPH Hei-Mix L 2 433 866 Ampolla circular VIDRAFOC 1 litre 4 3 12 Imans per agitador magnètic PTFE 8 4 32 Tubs per recolector 10ml 13x100 mm 250 0,10 25 Tarjeta NI + Accesoris connectivitat 1 350 350 Columnes OMNIFIT + joc connectors 8 185 1480 Electrovàlvules NResearch PNLBT032 8 79,50 636 Cooldrive NResearch 225D5X24 2 115 230 Joc connectivitat NResearch 3 22 66 Drivers + cable connectivitat GILSON 1 1035 1035 Tub tefló GILSON 5 metres 2 24 48 Pàg. 56 Memòria Ordinador 1 720 720 SAI Back UPS-500 CS 1 110 110 Material general de laboratori - - 100 Espectrofotòmetre QUANTITAT (h) COST UNITARI (€ / h) COST TOTAL (€) Anàlisi UV-VIS 10 15 150 COST TOTAL PART EXPERIMENTAL 16715 Taula 7.2. Costos derivats de la part experimental 7.3. Altres costos Dintre d’aquest grup d’altres costos, tal i com es mostra a la taula 7.3, s’inclouen les despeses per explotació del muntatge automàtic com per exemple la gestió dels residus, l’aigua necessària, la llum, etc. ALTRES COSTOS DESCRIPCIÓ COST TOTAL (€) Material d’oficina 50 Material informàtic i suport tècnic 300 Despeses generals: llum, aigua, gestió rebuig, climatització, etc. 450 COST TOTAL ALTRES 800 Taula 7.3. Altres costos Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 57 7.4. Cost total del projecte El cost total del projecte, detallat a la taula 7.4, s’obté sumant el cost dels recursos humans, el cost de la part experimental (cost dels equips + cost dels productes químics) i els costos totals d’altres despeses. PRESSUPOST TOTAL DEL PROJECTE Cost total dels recursos humans 25250 € Cost total part experimental 16715 € Cost total altres 800 € Subtotal 42765 € Imprevistos (+10%) 4277 € COST TOTAL DEL PROJECTE 47042 € Taula 7.4. Cost total del projecte EL COST TOTAL DEL PRESENT PROJECTE ASCENDEIX A LA QUANTITAT DE QUARANTA-SET MIL QUARANTA-DOS EUROS (47042 €). Pàg. 64 Memòria BIBLIOGRAFIA Referències bibliogràfiques DE LA SOTA, J, [et al.]. Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales, Informe de vigilancia tecnològica. CITME (Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía). Universidad Rey Juan Carlos Madrid, 2006. DUONG, D. Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics. Imperial College Press, 1998. KEELY, J.P. Performance Evaluations of Pump-and-Treat Remediations. EPA Ground Water Issue, 2005, 4-92. MARIJUAN DE SANTIAGO, L. Cinética de adsorción de compuestos fenólicos en disolución acuosa sobre carbón activo. Universidad Complutense de Madrid, 1988. PARK, C. The Environment Principles and Applications. Routledge, 1997, 223-235. POWELL, R.M. Proton Generation by Dissolution of Intrinsic or Augmented Aluminosilicate Minerals for in Situ Contaminant remediation by Zero-Valence-State Iron. Environmental Science & Technology, 1997, Vol 31-32, 2136-2150. PULS, R. Permeable Reactive Barrier Technologies for Contaminant Remediation. U. S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Subsurface Protection and Remediation Division National Risk Management Research Laboratory. Oklahoma, Washington DC, 1998. RUIZ, P. Estudi del procès d’adsorció en carbó actiu granular per eliminar colorants tèxtils. Tesis Doctoral. Universitat Autònoma de Barcelona, 2006. SCHAD, H. Funnel-and-Gate Systems for In Situ Treatment of Contaminated Groundwater at Former Manufactured Gas Plant Sites. Critical Reviews in Microbiology, 2000, Vol. 6 210279. SERAROLS FONT, J. Adsorció d’or i zinc amb resines impregnades XAD-2. Superfície d’Equilibri, un nou concepte per a l’adsorció. Tesis Doctoral. Universitat de Girona, 2001. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 65 Pàgines web www.adsorption.org/. Data consulta: Abril 2007 www.carbonactivo.com. Data de consulta: Maig 2007 www.directindustry.es. Data de consulta: Juny 2007 www.gencat.net. Data de consulta: Maig 2007 www.medioambiente.gov.ar. Data de consulta: Octubre 2007 www.mma.es. Data de consulta: Juny 2007 www.mtas.es. Data de consulta: Maig 2007 www.textoscientificos.com. Data de consulta: Setembre 2007 www.uclm.es. Data de consulta: Novembre 2007 Bibliografia complementària ARTIGAS C. i LLENAS L. Eliminació de microcontaminants orgànics d’aigües residuals mitjançant processos de sorció. Projecte de final de carrera. Universitat Politècnica de Catalunya, 2007. BLOWES, D.W. Treatment of inorganic contaminants using permeable reactive barriers. Journal of Contaminant Hydrology. Chicago, 2000, 120-145. INSTITUT CATALÀ D’ENERGIA. Gestió de l’aigua a la indústria. Estalvi i depuració. Generalitat de Catalunya. Barcelona, 1998. METCALF, E. Tratamiento, evacuación y reutilización de aguas residuales. Colombia, 1994. RIPQPT. Registro Internacional de Productos Químicos Potencialmente Tóxicos. Pentaclorofenol y Pentaclorofenato de sodio. Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), 1990, 30-48. SERRA BIGAS, E. Adsorbents a partir de fangs biològics excedents de depuradora mitjançant l’aplicació de microones: estudi d’obtenció, caracterització i aplicació en fase líquida. Tesis doctoral. Universitat de Girona, 2003. Pàg. 66 Memòria SIRVENT, G. Desenvolupament de mètodes de determinació de compostos fenòlics en aigües i sòls. Caracterització dels processos d’adsorció en diferents tipus de sòls. Tesis Doctoral. Universitat de Girona, 2005. SOTELO, J.L, [et al.]. Eliminación de compuestos organoclorados para potabilización de aguas mediante un proceso de adsorción – regeneración en carbón activo. Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Complutense de Madrid, 2005. VALDERRAMA, C.A. Micro-pollutants remediation from soil and groundwater by In-situ treatment technologies. Tesi doctoral. Universitat Politècnica de Catalunya, 2007. Disseny, muntatge i avaluació d’un sistema automàtic en continu Pàg. 67