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Espinosa Alvarado Marcelo Andrs1, Pazmio Guerra Christian Ricardo2, Toaza Pomboza Lenin Bladimir3Universidad Tcnica de Ambato, Facultad de Ingeniera en Sistemas Electrnica e Industrial, Estudiates (CONTROL DE ALMACENAMIENTO DE AGUA DE UNA CISTERNA EN HOGARES E INDUSTRIASResumen El presente proyecto consta de la aplicacin de conocimientos de automatizacin para implementar un control del almacenamiento del agua en hogares e industria, con el fin de mejorar la calidad del agua utilizada para procesar alimentos y consumo humano, a travs de sensores y actuadores tales como: electrovlvulas, phi metros, sensores de nivel, entre otros.

Se presenta el desarrollo de una programacin en el software LAbVIEW y la implementacin fsica del sistema, lo que permite constatar el funcionamiento del mismo, hasta llegar a conclusiones concretas acerca del sistema desarrollado.

ndice de TrminosRotacin agua cisterna, Estancamiento agua, Calidad agua en cisternas,

I. INTRODUCCINLos pases tienen legislaciones relacionadas con las aguas de consumo humano, las que sirven para determinar las responsabilidades de los distintos sectores involucrados en la produccin y distribucin del agua potable o agua de bebida (trminos equivalentes), de su monitoreo y de su control (oms, 1993).Cada pas cuenta con reglamentaciones que definen qu se entiende por agua potable; es decir, los patrones que se deben seguir para que la misma sea inocua para la salud humana. en el caso del ecuador, contamos con el tratado unificado de legislacin ambiental secundaria (t.u.l.a.s) que proporciona una gua para determinar los valores mximos permisibles para los diferentes usos del agua sin que este recurso pueda significar riesgo para la salud.

Segn dueas y cisneros (2007) se entienden por agua para consumo humano y uso domstico aquella que se emplea en actividades como: 1. bebida y preparacin de alimentos para consumo2. satisfaccin de necesidades domsticas, individuales o colectivas, tales como higiene personal y limpieza de elementos, materiales o utensilios; y, 3. fabricacin o procesamiento de alimentos en general.4. realizar el anlisis de otros parmetros importantes para la calidad del agua de consumo humano.La calidad del agua es representada por caractersticas intrnsecas generalmente mesurables de naturaleza fsica, qumica y biolgica. estas caractersticas son mantenidas dentro de ciertos lmites que viabilizan determinado uso. estos lmites constituyen las normas legales de la calidad de agua (lpez, 2002). Existen algunos ndices para determinar la calidad de agua, entre ellos el ndice ica. esta herramienta fue desarrollada en 1970 por la national sanitation foundation (usa), y agrupa nueve parmetros que en conjunto permiten determinar el deterioro, tendencia, el buen estado de la calidad de agua para consumo humano. estos parmetros fueron seleccionados segn los criterios de 142 especialistas (mitchell y stapp, 1993). El propsito del presente trabajo plantea los peligros que puede representar el almacenamiento del agua en hogares e industria, usualmente en tanques de reserva y/o cisternas. el agua al estar almacenada a condiciones no ideales puede sufrir variaciones, especialmente del ph, razn que puede desembocar en la industria como problemas en los procesos y productos elaborados y en los hogares en problemas de salud gstricos y drmicos.La parte tcnica consiste en la implementacin de sensores en los lugares de almacenamiento de agua y electrovlvulas en la acometida del establecimiento y salida de agua del lugar de almacenamiento, bsicamente se plantea que el sistema realice lo siguiente: predeterminado ya un tiempo en el que por estudios realizados se sabe que el ph del agua cambiar tratar de que el agua almacenada sea utilizada de manera inmediata, cerrando el flujo de la acometida y abasteciendo al establecimiento con el agua almacenada, renovando la reserva de agua cada 2 o 3 das para evitar de igual forma lo antes mencionado, con lo que se dara solucin a ciertos problemas de higiene y calidad del agua reales en el medio local..

II. LA CALIDAD DEL AGUAA. El PH en el agua

El anlisis ms comn que los cientficos le hacen al agua para saber su calidad, es el de pH. pH quiere decir "potencial de hidrgeno" y los niveles son distintos en los diferentes tipos de agua. Para los peces y otros organismos acuticos es importante que se mantenga el pH de los arroyos. Mantenerlo en el agua potable es importante para que los caos no se corroan. Actualmente, en todo el mundo hay preocupacin por los efectos dainos del cido en el agua de la lluvia. Por lo tanto, entender cmo el pH afecta las fuentes del agua es un rea de estudio importante [1].

B. Afeccin del PH en el aguaLa Agencia de Proteccin del Ambiente de los Estados Unidos recomienda que el agua potable tenga un pH de entre 6.5 a 8.5. El agua dura, o el agua con un pH alto contiene una gran concentracin de minerales disueltos. Aunque es sana para el cuerpo, los minerales como el calcio pueden causar problemas con su posicionamiento en superficies de cermica y por su gusto agrio. Los depsitos minerales en las baeras y los dispositivos del hogar pueden dejar residuos en escamas. El agua suave, o con bajo pH, tiende a llevar grandes concentraciones de metales como el manganeso y hierro. Estos metales pueden ser potenciales corrosivos de los caos en las casas antiguas [1]C. Caractersticas del aguaLas aguas destinadas para consumo humano no deben tener organismos, sustancias qumicas, minerales o impurezas que puedan causarnos enfermedades.

El agua posee caractersticas fsicas, qumicas y bacteriolgicas que definen su calidad.

Para purificar o potabilizar el agua es necesario someterla a uno o varios procesos de tratamiento dependiendo de la calidad del agua cruda.

Estos procesos son: la clarificacin, la filtracin y la desinfeccin. Para llevarlos a cabo consulte al tcnico de saneamiento de su municipio o de las entidades encargadas [2].

D. Enfermedades de origen hdricoCuando tomamos agua sin tratar (cruda o impotable) pueden surgir muchas enfermedades, a las que se denomina enfermedades de origen hdrico y que son causadas por virus, bacterias o parsitos que se multiplican en aguas mal almacenadas, sin tratamiento, o por prcticas higinicas deficientes.

En general, las enfermedades de origen hdrico son causadas principalmente por:

1. Utilizar agua de mala calidad.

2. Un mal almacenamiento del agua.

3. Servicio de agua no continuo y malos hbitos de higiene [2].

III. TANQUES DE ALMACENAMIENTOUna cisterna o tanque de almacenamiento es un depsito que se utiliza para almacenar agua. Tambin se denomina cisterna a los depsitos usados para contener lquidos, generalmente agua, y a los vehculos que los transportan (camin cisterna, avin cisterna o buque cisterna).

Como almacenan agua para uso o consumo humano, es rigurosamente indispensable realizar la limpieza de las cisternas con regularidad. El agua es un vehculo idneo para bacterias y para cualquier agente toxico, razn por la cual debemos mantener estos depsitos de agua limpios y en perfectas condiciones, lo que preservar tu salud y la de tu familia.Se considera que el agua est estancada si ha estado en reposo por ms de una semana, con lo cual ya NO es apta para el consumo humano. Dicha agua debe desecharse dndole un uso alternativo, como regar prados y jardines, lavar pisos, autos y mascotas, etc.

Como consecuencia de falta de limpieza en las en interior de las cisternas, se generan enfermedades gastro-intestinales e infecciones en la piel [4].IV. EVITACIN DEL ESTANCAMIENTOComo ya se mencion anteriormente el agua se estanca si se mantiene sin circulacin ms de una semana. Por lo tanto se puede realizar el control para que se utilice el 99% del agua dentro del rango de siete das, para este caso se realiza el control de la bomba cada 3 das. Es necesario tambin optimizar la utilizacin de la electrobomba, pues esta recurre a la utilizacin de electricidad, lo que aumenta costos de facturacin en la empresa de suministro elctrico.

Por lo tanto para evitar que esto ocurra, se debe tener como primera variable el consumo diario de la o las viviendas.

Si el consumo diario de la vivienda es de 200 litros, para los tres das se necesitan 600 litros de agua; es decir la electrobomba se activar cada tres das, permitiendo el paso de 600 litros de agua [5].

V. DIFERENCIA DE UN SISTEMA CONVENCIONAL CON EL PROPUESTO

En un sistema de llenado convencional, cuando se vaca la cisterna se activa la bomba y llena la cisterna completamente, si tomar en cuenta el factor tiempo, pues la vivienda puede consumir toda el agua de la cisterna en un promedio mayor a siete das para lo cual ya estara estancada y sera riesgoso para su consumo.

En este sistema cuando el agua de la cisterna se ha acabado, se vuele a llenar pero solamente con la cantidad necesaria para el consumo de los tres das en base al consumo diario de la vivienda.VI. DESARROLLO DEL SISTEMAEl sistema propuesto se desarrolla con la ayuda del software LAbVIEW, para lo cual se desarrolla la una programacin en el diagrama de bloques:

Ilustracin 1. Diagrama de bloques (LabVIEW) de la programacin desarrolladaEl software recibe una seal por el puerto serial desde el programa ARDUINO, pues LabVIEW no tiene las libreras necesarias para trabajar con el mdulo del sensor de la electrobomba utilizada.

Y el panel frontal queda estructurado de la siguiente manera:

Ilustracin 2. Panel frontal (LabVIEW) de la programacin desarrollada

Despus de esto se procede a realizar la estructura fsica, es decir la maqueta para comprobar el funcionamiento del circuito.

Ilustracin 3. Esquema del sistema

VII. Conclusiones

Se desarroll el sistema de control de agua para evitar el estancamiento de la misma en una cisterna tanto hogarea como industrial, en base al consumo diario. La diferencia del sistema propuesto con uno convencional se da en qu; el convencional cuando se vaca la cisterna, se vuelve a llenar completamente, en cambio en el propuesto, cuando se vaca la cisterna se llena solamente con la cantidad necesaria para el consumo de un rango menor a siete das evitando que el agua se estanque.Se implement una interfaz grfica que permite al usuario la visualizacin y control del sistema propuesto, para facilitar su uso, en el cual la nica variable directa es el consumo diario de agua.referencias

[1] J. Dueas y C. Cisneros, Legislacin Ambiental Control de Contaminacin., Quito, 2007.

[2] EPA, Agencia Proteccin Ambiental de lso Estados Unidos, Octubre 2003. [En lnea]. Available: http://www.epa.gov/safewater/wot/pdfs/book_waterontap_enespanol_full.pdf. [ltimo acceso: 29 Enero 2015].

[3] M. Lpez, Manual de muestreo, EMAAP-Q, 2002.

[4] OSM, Directrices de la OMS para la calidad del agua potable, 1993.

[5] J. Rizzardo, eHow en Espaol, eHow, [En lnea]. Available: http://www.ehowenespanol.com/afecta-ph-agua-info_101407/. [ltimo acceso: 30 Enero 2015].