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Projecte llegit

Títol: Desarrollo de un sistema basado en Arduino para el seguimiento de la operatividad de membranas de microfiltración

Estudiant que ha llegit aquest projecte:

Tutor/a o Cotutor/a: GUALDA MANZANO, EMILIO JOSE

Departament: DEAB

Títol: Desarrollo de un sistema basado en Arduino para el seguimiento de la operatividad de membranas de microfiltración

Data inici oferta: 13-05-2025      Data finalització oferta: 13-01-2026

Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG ALIMENT 2016
    GR ENG CIEN AGRONOM
    GR ENG SIS BIOLÒG 23

Lloc de realització:
EEABB

Segon tutor/a (UPC): RAMOS QUIROZ, CARLOS ANTONIO

Paraules clau:
Programación, Arduino, sensores, microfiltración, aguas residuales, membranas

Descripció del contingut i pla d'activitats:
Actualmente la humanidad se enfrente a un grave problema de sequía, por lo que se busca la implementación de nuevas fuentes generadoras de aguas. Hoy en día, las aguas residuales depuradas no son aprovechadas adecuadamente como una fuente de agua para satisfacer los requerimientos agronómicos, industriales o urbanos. Las membranas (como las de nanofiltración y osmosis inversa) serían una adecuada tecnología para lograr un correcto aprovechamiento de las aguas residuales depuradas como un recurso, principalmente para su uso agrícola. Debido al elevado potencial de este tipo de membranas, se hace necesario el estudio en sistemas robustos para evaluar diferentes tipologías de aguas residuales o membranas.

Para alcanzar este objetivo se propone un TFG que permita implementar un sistema de control y de adquisición de datos basado en Arduino, mediante la programación de diferentes sensores de caudal de agua, nivel de agua y de peso de substancias.

En una primera fase se desarrollará un prototipo que permita medir todas estas variables y almacenarlas en la red mediante un sistema de IoT (internet de las cosas). Posteriormente se implementará este sistema para evaluar la operatividad de membranas planas de nanofiltración y osmosis inversa con aguas residuales sinteticas a escala laboratorio. Para el caso de este TFG, utilizaremos sal de mesa (de supermercado) y agua destilada para dar la conductividad (salinidad) deseada y probar el sistema experimental.

Overview (resum en anglès): This Degree Thesis focuses on the design, implementation, and validation of an automated data acquisition system for the monitoring of operational variables applied to a laboratory-scale microfiltration unit. The developed system enabled continuous recording of key process parameters, such as pressure, temperature, feed tank level, and inlet and permeate flow rates, providing a solid experimental basis for the analysis of hydraulic behavior and filtration system performance.
One of the main focuses of this work was the development of a low-cost data acquisition system based on an Arduino microcontroller and commercial sensors, capable of being integrated into a small-scale microfiltration system.
The experimental system was evaluated through laboratory-scale tests using a tubular microfiltration membrane and employing tap water and UHT milk as feed streams, with the aim of analyzing the process behavior when treating fluids with different physicochemical properties. During the experiments, a mean operating pressure of 0.47 bar was applied, resulting in an average permeate flux of 28.4 LMH.
The results obtained with water showed a clear and approximately linear relationship between the applied pressure and the permeate flux, in agreement with the theoretical framework of membrane filtration. In the case of milk microfiltration, the appearance of a limiting flux regime was observed, characteristic of complex fluids, in which an increase in transmembrane pressure did not lead to a significant increase in performance, as a consequence of fouling phenomena and material accumulation on the membrane surface.
Overall, the results confirm the viability of the developed system for the reliable monitoring of laboratory-scale microfiltration processes.

Aquest projecte està relacionat amb l'adaptació al Canvi Climatic? No

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