Resumen en español

El proceso de producción de alcohol carburante de la región demanda grandes retos desde el punto de vista de la automatización; las exigencias de altos consumos de energía requieren el estudio de estrategias de control avanzadas que a pesar de existir información de investigaciones para columnas de destilación, no se encuentran implementadas en las plantas de producción de alcohol carburante de la región. Para obtener estrategias de control es necesario disponer de buenos modelos que reflejen todos los modos dinámicos, para tal efecto en este proyecto se procede a estudiar y diseñar los experimentos para realizar la identificación de la planta a partir de datos experimentales. Simultáneamente se estudian las estrategias de control las cuales son verificadas mediante corridas de simulación. La investigación se desarrolla alrededor de una planta de destilación binaria (PDB) de etanol y agua existente en el Laboratorio de Procesos Químicos de la Facultad de Ingeniería; aquí, la separación de la mezcla etanol-agua se realiza en una columna de platos perforados, la cual es un cilindro vertical en el que se lleva a cabo la ebullición de los componentes de la mezcla. La investigación se orientó al modelado, identificación y simulación, aplicado a la PDB, se analizó el comportamiento estático y dinámico de diferentes variables físico-químicas que intervienen en el proceso, se analizaron las estrategias o configuraciones para el control de las columnas de destilación binaria, se realizó un análisis de sensibilidad, se diseñaron controladores por desacople para las tres configuraciones más relevantes, se analizó el consumo energético para cada uno de los escenarios, se diseñaron las señales de prueba para la identificación fuera de línea, se mejoró el sensado, transmisión y actuación de la planta, se instaló el software de mando y control, un Controlador Lógico Programable y el sistema Scada. Por falta de presupuesto no fue posible la Automatización al 100%, lo que imposibilitó la implementación de muchas de las investigaciones desarrolladas en este proyecto. Sin embargo, los resultados alcanzados permitieron establecer estrategias para ser consideradas en las plantas de destilación de la región. Con la divulgación de los resultados obtenidos al sector productivo se espera fortalecer el acercamiento entre la universidad y los ingenios productores de alcohol, para establecer lazos de cooperación técnica y científica.