Uluslararası Kutup Vakfı (IPF) – Gelişmiş su arıtma ve filtreleme

"Princess Elisabeth Antarctica" araştırma istasyonunda yenilikçi su yönetimi

Uluslararası Kutup Vakfı (IPF), Antarktika'da sıfır emisyon hedefine ulaşmak için ifm çözümlerini kullanıyor.

Sıfır emisyonlu binalar, AB tarafından belirlendiği şekilde 2028 yılından itibaren Avrupa'da zorunlu olacak. Dünyanın yaşadığımız bu bölgesinde hâlâ öyle ya da böyle söz konusu olan şey, Antarktika'da uzun zamandır bir gerçek. Orada, ilk sıfır emisyonlu araştırma istasyonu olan Princess Elisabeth Antarctica, zorlu koşullara meydan okuyor. İkonik, avangart bina, ifm otomasyon teknolojisinin muhtemelen en güneydeki uygulamasına ev sahipliği yapıyor.

Burası, aşırı uçların kıtası. Kalınlığı 5.000 metreye varan buz, yıllık ortalama -55 °C sıcaklık, neredeyse 6 ay karanlık: Antarktika, muhtemelen insanların kalıcı olarak yerleşebileceği en elverişsiz yerdir; buna rağmen araştırmacılar buzulbilim, iklim araştırmaları, mikrobiyoloji ve jeoloji gibi çok çeşitli araştırma alanlarında çalışmak ve dünyayı daha iyi anlamak için düzenli olarak Güney Kutbu'na seyahat ediyor.

Çevreyi korurken kutup araştırmalarını kolaylaştırmak amacıyla Uluslararası Kutup Vakfı (IPF), Belçika hükümeti ve çok sayıda özel ortakla işbirliği yaparak "Princess Elisabeth Antarctica" araştırma istasyonunu kurdu. 2009'da açılan istasyon, Antarktika'da emisyonsuz çalışan ilk ve şu ana kadar tek araştırma üssü olması açısından benzersiz. İstasyonda yılın dört ayı yaşam devam ediyor ve istasyon, sekiz kış ayı boyunca otonom olarak çalışmaya devam ederek araştırma verilerini topluyor ve uydu aracılığıyla Belçika'ya gönderiyor.

Su tüketimi için bile sıfır emisyon

Tesisi çalıştırmak için gereken elektrik, rüzgar ve güneş enerjisinden elde ediliyor. Kar ve buz, araştırmacılara ve teknisyenlere su sağlıyor. İşte tam da noktada, su üretimi ve arıtımında büyük bir sorumluluk söz konusu: Projeden sorumlu mühendis Aymar de Lichtervelde: "Su yönetiminde sıfır emisyon zorunluluğunu yerine getirmek için, kardan elde edilen suyun kullanıldıktan sonra ve doğaya geri verilmeden önce saflığının yeniden sağlanması çok önemli. Su döngüsünü gerçekten kapatabilmemizin ve Antarktika doğası üzerindeki etkimizi en aza indirebilmemizin tek yolu bu".

16 kişiden 50 kişiye

Bunu gelecekte de sürdürmek için 2023/24 Antarktika yazında yeni bir su arıtma tesisi devreye sokuldu. "2009 yılında inşa edilen kutup istasyonu 16 kişi için tasarlanmıştı. Günümüzde, burada yaz aylarında 40 ila 50 kişi çalışıyor. Bu nedenle, su arıtma tesisinin talebi karşılamaya devam edebilmesi ve daha yüksek hacimli endüstriyel suyu işleyebilmesi için genişletilmesi gerekiyordu."

Daha yüksek geri dönüşüm oranı, daha düşük enerji tüketimi

Aymar de Lichtervelde, bunun ne anlama geldiğini rakamlarla açıklıyor: "Kişi başına günlük su ihtiyacının yaklaşık 50 litre olduğunu tahmin ediyoruz. Bu, Avrupa'daki ortalama hane halkı tüketiminden üç kat daha az. Bunu belirtmek önemli, çünkü enerjide olduğu gibi, ilk adım her zaman tüketimi azaltmaktır. Bir sonraki adım, suyu çıkarmakla ilgili: suyumuzun yüzde 60'ını karları eriterek, minerallerle zenginleştirerek ve içme suyuna dönüştürerek doğadan elde ediyoruz. Kalan yüzde 40'ı ise arıtılmış atık su yeniden kullanılarak elde ediliyor." Yeniden kullanılan suyun bu yüksek oranı, yeni arıtma tesisinden kaynaklanıyor; daha önce suyun yalnızca yüzde 20'si yeniden kullanılabiliyordu. Suyun geri dönüşümü kar eritmekten on kat daha az enerji gerektirdiği için, bu artış, istasyonun enerji gereksinimleri üzerinde olumlu bir etkiye sahip.

55 litre endüstriyel sudan 30 gram kuru çamur kalıyor

"Tesiste üretilen gri ve siyah suyun artık yüzde 100'ünü iç döngümüze geri beslemek ya da arıtılmış su olarak doğaya geri vermek üzere arıtabiliyoruz. Antarktika bir ülke olmadığı için, deşarj etmemize izin verilen suyun kalitesine dair belirlenmiş standartlar yok. Madrid Protokolü, takip edilmesi gereken bazı en iyi uygulamaları ortaya koyuyor, fakat nicel standartlar sağlamıyor. Bu nedenle, Dünya Sağlık Örgütü tarafından içme suyu için belirlenen tavsiyelere uyuyoruz. Bu temel, ekolojik açıdan iddialı ve aynı zamanda operasyonlarımız açısından da faydalı, çünkü suyu kullanıcılar için bir sorun oluşturmadan yeniden kullanabiliyoruz." Diğer birkaç rakam da oldukça etkileyici: arıtma tesisi 55 litre gri ve siyah suyun 54 litresini arıtarak ultra saf suya dönüştürebiliyor; Günde sadece 30 gram kuru çamur kalıyor, kalanı ise buharlaşıyor; çamur toplanıyor ve birkaç yıl sonra yakılmak üzere Güney Afrika'ya ihraç ediliyor.

IO-Link'in katma değeri kısa sürede ortaya çıktı

Aymar de Lichtervelde: "Bunların hepsi, ancak sistemin düzgün işlemesi halinde sürdürülebilir bir ölçekte başarılabilir". "Bu nedenle, iki yıl önce yeni su arıtma tesisini planlamaya başladığımızda, sağlam, bakımı kolay ve acil bir durumda kolayca değiştirilebilecek bir teknoloji kullanmaya karar verdik. IO-Link'i daha yakından incelediğimizde, bize pek çok açıdan katma değer sağladığı için sensörleri tesise entegre etmek için bu teknolojiyi kullanmak istediğimizi kısa sürede fark ettik." IO-Link, sensörlerin verilerini bir mastera ilettiği, masterın da bu verileri endüstriyel haberleşme seviyesine aktardığı dijital bir noktadan noktaya iletişim sistemidir. Klasik analog kablolamada olduğu gibi her sensörden kontrol kabinine kablo döşemek yerine, sensör sinyalleri saha uyumlu IO-Link masterlar tarafından merkezden bağımsız şekilde toplanabiliyor ve daha sonra bir araya getirilerek bir sonraki en yüksek alan düzlemine iletilebiliyor.

Basit parametre ayarı, sahada kolay kurulum

Aymar de Lichtervelde: "ifm'nin saha uyumlu IO-Link masterları kablolama karmaşıklığını önemli ölçüde azalttı". Teknolojinin bir diğer avantajı da her sensörün parametrelerinin ilgili mastera kaydedilebilmesi. Arızalı bir sensörü aynı modelle değiştirirken, parametreler otomatik olarak yeni cihaza aktarılır. "Bu, bizim için son derece değerli, çünkü sahadaki değişim hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilebiliyor. Teknisyen olmayanlar bile bu işlemi gerçekleştirebiliyor."

Princess Elisabeth Antarctica, yılın sadece dört ayı araştırmacıların kullanımına açık. Bu değerli zaman, sistemlerin güvenilir bir şekilde çalışmasını daha da önemli hale getiriyor. "Bu nedenle, yeni tesisin tamamını önceden Belçika'da inşa ettik ve yoğun bir şekilde test ettik. Daha sonra her şey taşıma için daha küçük parçalara ayrıldı. Burada da IO-Link prensibi işimize yaradı, çünkü standartlaştırılmış M12 konnektörleri sayesinde sahada yeniden kablolama işlemi hatasız olarak ve kısa sürede gerçekleştirildi."

SM akış ölçer: dar alanlar için üretildi

İki yedekli sistemden oluşan yeni tesis, otomasyon uzmanı ifm'nin SM akış ölçerleriyle donatıldı. Bu bileşenler, mevcut akış hızına ek olarak toplam akış hızını ve maddenin sıcaklığını da belirliyor. Tüm değerler ekranda açıkça gösteriliyor. İstenirse, kırmızı/yeşil renk değişimi, değerlerin hedef aralığın içinde mi yoksa dışında mı olduğunu gösteriyor. Optimize edilmiş ölçüm borusu, daha düşük bir basınç kaybı sağlıyor, bu sayede pompa çıkışı azaltılabiliyor. Bir giriş ve çıkış borusu gerekli değil. Bu, özellikle dar alanlarda büyük bir avantaj. Valf sensörleri ve seviye sensörleri de dahil olmak üzere diğer sensörler, mevcut su arıtma durumu hakkında daha önemli bilgiler sağlıyor.

Uzaktan erişim yoluyla da denetlenebilen tesis durumu

Kontrol cihazları ve sürekli durum denetimiyle ilgili bilgiler, yani tüm ölçüm değerleri, her bir IO-Link sensörünün mevcut durumu hakkında bilgi sağlayan ek teşhis verileriyle birlikte IT seviyesine de iletiliyor. "Bu sadece istasyondayken bakımı kolaylaştırmakla kalmıyor, aynı zamanda Antarktika'daki kış ayları boyunca tesis koşullarını uzaktan izlememize ve bir sonraki araştırma sezonunda kullanıma hazır hâle getirmemize olanak sağlıyor."

ifm'nin saha uyumlu IO-Link masterları kablolama karmaşıklığını önemli ölçüde azalttı. Bu, bizim için son derece değerli, çünkü sahadaki değişim hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilebiliyor.

Aymar de Lichtervelde Projeden sorumlu mühendis

IPF hakkında

2002 yılında Belçikalı bir bilim adamı ve bir kutup araştırmacısı tarafından kurulan ve merkezi Brüksel'de bulunan Uluslararası Kutup Vakfı (IPF), bilim ve toplum arasında yeni bir tür bağlantıyı temsil ediyor. Vakıf, gezegenimizin birbirine bağlılığını, kırılganlığını, insan aktivitelerinin çevre üzerindeki etkisini ve bin yıllık iklim döngülerinin evrimini yeniden inceleyerek kutup bölgelerinde bilim ve araştırmanın rolünü teşvik etmeyi amaçlıyor.