CAPÃTULO 1 - Universidad de Sevilla

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Departamento de Física Aplicada III. Universidad de Sevillala entrada introducida (referencia de tensión), que podemos tender en cuenta en elsoftware de control.Para mejorar el funcionamiento de las bombas tendríamos en primer lugar quemodelar el comportamiento de cada una de la forma antes dicha, y a continuación,tratarlas a cada una como un subsistema independiente dentro de nuestro sistema global.Podemos controlarlas cada una de manera independiente cerrando un bucle de controlsecundario con sensores de caudal. De esta forma construiríamos un sistema de controlcon dos bucles: uno principal o “externo” que funcionaría exactamente igual al queactualmente tenemos implementado, y 4 bucles “internos” que se encargarían de que lareferencia de caudal dada por el bucle externo se cumpliera con exactitud en cadabomba.Esto presenta varios problemas, entre los cuales el más importante es el tiempo.Para que el control de cada bomba se pudiera hacer efectivo, se requeriría de un númeromás o menos elevado de acciones de control por cada cambio en a referencia de caudal.Esto, evidentemente, requeriría de cierto tiempo, con lo que estaríamos limitando lavelocidad de actuación de nuestro bucle principal.Además, después de realizar búsqueda de sensores de caudal entre variosfabricantes, se comprueba que, aunque existen productos para trabajar con caudalesmuy bajos (del orden de ml/min, como puede llegar a ser nuestro caso), su precio esrealmente elevado (del orden de 600 euros).Por tanto, se propone el uso de un sensor de caudal (caudalímetro omicrorotámetro) en el extremo del circuito donde el fluido se inyecta en el órgano. Así,aunque no ejerza función de control en el sistema, sí puede servir al menos paraproporcionar una idea del caudal que realmente está siendo introducido en el órgano, ycomprobar cuánta es la variación con respecto al valor nominal deseado.Con la misma filosofía, se puede usar un sensor de concentración en el mismopunto como alternativa al sistema de control propuesto en el apartado 7.7.2.Dado que la concentración es una magnitud difícil de medir de manera directa,se proponen dos alternativas:192
Departamento de Física Aplicada III. Universidad de Sevilla‣ Sensor de Ph. Sabiendo el nivel de Ph exacto de los fluidos en estado puro,podemos deducir la concentración de la mezcla mediante una regla de 3.‣ Osmómetro. Son un tipo de sensores que miden la concentración a partir de lapresión osmótica que ejerce la muestra sobre otra disolución patrón (la presiónosmótica es la ejercida por un fluido cuando éste tiende a igualar lasconcentraciones en una mezcla). Tienen el principal inconveniente de su muyelevado coste.7.8 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA CON 4 BOMBASTal como se describió en al capítulo 3, el diseño original del sistema consta deun sistema con 4 bombas en el que la idea básica es que, combinando convenientementela cantidad de fluido de cada bomba, podemos tener un fluido suma con la temperaturay concentración que deseemos.Sin embargo, se demostró en la práctica que la simplicidad del modelo nocontemplaba efectos tan importantes como las pérdidas térmicas producidas al circularel fluido frío por los tubos o al producirse la suma de los fluidos fríos y calientes. Estohace que sea prácticamente imposible lograr los objetivos iniciales.A partir de la experiencia obtenida en la consecución del control en latemperatura, se proponen las siguientes alternativas para lograr un control integraltemperatura-concentración:7.8.1 DISEÑO ORIGINAL FUNCIONANDO A ALTO CAUDALLa idea fundamental que subyace en el problema de las pérdidas térmicas es quea medida que bajamos el caudal nominal con el que trabajamos, bajando a su vez loscaudales parciales, las pérdidas por el efecto del medio ambiente en el que seencuentran inmersos los tubos se hacen mayores. Además, se puede comprobar que el193
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