Model of a drinking water treatment process and the variables involved using Coloured Petri Nets

Modelado de un proceso de tratamiento de agua potable y las variables involucradas utilizando Redes de Petri Coloreadas

El disponer de un modelo que represente el comportamiento de un sistema o proceso crítico, como lo es el proceso de una planta de purificación de agua, resulta de vital importancia a la hora de evaluar nuevos procedimientos u optimizarlos sin afectar el sistema real o poner en riesgo a la población, evitando así pérdidas económicas. Debido a la complejidad en la dinámica de las plantas de purificación de agua, se recomienda el uso de redes de Petri coloreadas para modelar el comportamiento de las variables involucradas en el proceso. En este contexto, este trabajo presenta un procedimiento estructurado que permite obtener un modelo considerando una dinámica dirigida por la ocurrencia de eventos discretos y que permite la generación de información útil que posteriormente puede ser utilizada para verificar la efectividad y eficiencia de nuevas estrategias de operación de una planta de tratamiento de agua potable. Para evaluar esta propuesta, se desarrolló un modelo de la planta de tratamiento de agua potable de Puerto Mallarino ubicada en Cali, Colombia. Modelando, tanto las etapas del proceso de purificación, como, el comportamiento aproximado de las variables involucradas bajo el supuesto que los cambios obedeces únicamente a los cambios en la intensidad de las estaciones de lluvia.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, el crecimiento de la población en las ciudades demanda una gran cantidad de recursos para satisfacer sus necesidades básicas, por ejemplo, el agua potable, que es vital para el desarrollo y el bienestar. En este contexto, el rendimiento y la eficiencia de los procesos requeridos para la purificación del líquido, demandan tareas especializadas para atender el requerimiento de mayores cantidades de agua potable con una calidad óptima.

En consecuencia, es conveniente desarrollar diferentes estrategias para dar una respuesta adecuada a las exigentes demandas relacionadas con la producción de agua potable.

Una aproximación a este problema sería desarrollar un modelo de planta de tratamiento de agua potable, que permita simular el comportamiento del sistema.

Con base en la información suministrada por el departamento administrativo de planeación, Cali-Colombia, la población de la ciudad de Cali crecerá constantemente, acercándose a 2.496.396 ciudadanos para el año 2018. Los cuales tienen como principal fuente de abastecimiento de agua potable, la planta de tratamiento "Puerto Mallarino", con una capacidad de 6,6 m3/s. A lo largo del año, la planta de tratamiento debe hacer frente a diversos factores que afectan a la calidad del agua potable suministrada a la población, por ejemplo, el aumento del volumen de agua de lluvia. Por ello, es fundamental controlar las propiedades del agua a lo largo del proceso de depuración durante las distintas épocas del año.