El fuerte crecimiento de la población junto con el apetito cada vez mayor de energía de las sociedades modernas ha cambiado la forma en que las personas consideran lo que tradicionalmente se ha considerado como desechos. Las aguas residuales en particular, ahora se consideran un "recurso desaprovechado" del que se pueden obtener tanto productos como energía. Se ha estimado que las aguas residuales domésticas, por ejemplo, pueden contener 7.6 kJL-1 ó 23W per cápita.
El grupo de investigación Bioprocesos Avanzados y Sistemas de Control Embebido se formó en 2018 por miembros del departamento de Ingeniería Electrónica, del departamento de Ciencias Ambientales y el departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Guanajuato con la idea de desarrollar procesos biotecnológicos integrales para el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales, y la producción de bioenergías, desde tres perspectivas tecnológicas. Primero, la ingeniería del proceso para diseñar los biorreactores de tratamiento de las aguas resiguales y producción de bioenergía. Segundo, ingeniería de control para modelar, simular, automatizar, optimizar, monitorear y detectar fallas en los bioprocesos. Tercero, embeber los algoritmos de control en sistemas mínimos, tales como microcontroladores, DSP, FPGA, etc., de manera que el consumo de energía en la automatización de los bioprocesos sea mínima.
Nuestro grupo parte de la identificación de procesos que requieren el saneamiento de aguas residuales para proponer procesos biotecnológicos avanzados de tratamiento y producción de bionenergías, tales como bioetanol, gas natural e hidrógeno verde. A través de la implementación de teorías de control robusto, se automatizan los bioprocesos para su correcta operación en condiciones óptimas. Los algoritmos de control desarrollados se implementan en hardware usando técnicas de programación avanzada, de bajo nivel, de diseño digital y de arquitectura de microprocesadores para minimizar el consumo de energía en el proceso de automatización.
Strong population growth coupled with modern societies’ ever-increasing appetite for energy has changed the way people considers what traditionally has been regarded as wastes. Wastewater, in particular, is now considered as a ‘misplaced resource’ from which valuable products and energy can be obtained. It has been estimated that domestic wastewater, for instance, can contain 7.6 kJL-1 or 23W per capita.
The Advanced Bioprocesses and Embedded Control Systems research group was formed in 2018 by members of the Department of Electronic Engineering, the Department of Environmental Sciences and the Department of Chemical Engineering of the University of Guanajuato with the idea of developing biotechnological processes for the treatment municipal and industrial wastewater, and for bioenergy production, from three technological perspectives. First, the process engineering to design the bioreactors for wastewater treatment and bioenergy production. Second, control engineering to model, simulate, automate, optimize, monitor and fault detection in the bioprocesses. Third, to embed the control algorithms in digital systems, such as microcontrollers, DSPs, FPGAs, etc., so that energy consumption in the automation of the bioprocesses is minimum.
Our group begins from the identification of processes that require wastewater treatment to propose advanced biotechnological processes for the treatment and production of bio-energies, such as bioethanol, natural gas and green hydrogen. Through the implementation of robust control theories, bioprocesses are automated for their correct operation under optimal conditions. The developed control algorithms are implemented in hardware using advanced, low-level programming techniques, digital design, and microprocessor architecture to minimize energy consumption in the automation process.
