Rediseño del sistema de tratamiento de agua de la piscina de almacenamiento de la fuente de cobalto-60 del laboratorio de tecnología de radiaciones, para mantener valores de conductividad del agua menores a 10 µs/cm

Abstract

Resumen .- El objetivo de este proyecto fue evaluar el sistema actual de tratamiento de aguas de la piscina de almacenamiento de la fuente de Co-60 del Laboratorio de Tecnología de Radiaciones y la realización de un rediseño del mismo. Se caracterizó el agua de la piscina para obtener el Índice de Langelier, el valor obtenido fue de 0,42, lo que indica que el agua tiene carácter incrustante. Al evaluar los medios filtrantes del sistema actual se obtuvo un índice de yodo de 49,6 (mg/g) para el carbón activado; una capacidad de intercambio de 0,28 (meq/g húmedo) para la resina catiónica y una capacidad de intercambio de 0,41 (meq/g húmedo) para la aniónica. Los resultados obtenidos son menores a los óptimos de operatividad de los mismos, por lo tanto deben ser reemplazados. Se procedió a buscar la mejor combinación de carbón activado y resinas que disminuyan la conductividad del agua a valores menores a 10 μS/cm. La combinación de Resina catiónica Dowex y Resina aniónica SBG1P y la combinación de Resina catiónica Lewatit y Resina aniónica SBG1P mostraron los mejores resultados. Para diseñar el sistema redundante de control de nivel del agua se resolvió utilizar un control PI enlazado a una válvula. Para dimensionar la válvula, se realizó una simulación usando Visual Basic en MS EXCEL al tomar como peor escenario una gran fuga en la tubería de salida del agua de la piscina. El Kv de la válvula obtenido mediante simulación fue de 5,00 m3/h.atm0,5. Finalmente, se determinó la inversión económica a realizarse en el caso de implementar el rediseño realizado, cuyo valor promedio fue de $54 000 aproximadamente. Abstract .- The objective of this project was the evaluation of the current water treatment system of the Co-60 storage pool in the Radiation Technology Laboratory and the redesign of the system. The pool water was characterized to obtain the Langelier Index. The result was 0.42, which indicates that the water has fouling character. In assessing the current filter media, a value of 49.6 (mg/g) for the iodine index of the activated carbon; an exchange capacity of 0.28 (meq/g wet) for the cationic resin and an exchange capacity of 0.41 (meq/g wet) for anionic resin were obtained. The results are lower than operational optimal values; therefore, they must be replaced. The best combination of activated carbon and ion exchange resins that reduce water conductivity to values lower than 10 µs/cm were the combination of Dowex cation resin and SBG1P anion resin and the combination of Lewatit cation resin and SBG1P anion resin. To design the water control redundant system a PI control bound to a valve was used. To size the valve, a simulation was done using Visual Basic in MS EXCEL, taking as worst scenario a major leak in the outlet pipe of the pool. The valve Kv obtained was 5.00 m3/h.atm0,5. Finally, the economic investment to be held in the case of implementing the redesign proposed was determined; the value was approximately $54 000.