KinetiRO Sim — modelado de plantas de lodos activados y de membrana en el navegador

Lo que modela

21 operaciones unitarias

Distribuidas en siete grupos: fronteras, topología de flujo, pretratamiento, fisicoquímicas, biológicas, terciarias y de membrana, y servicios auxiliares.

Afluente · Efluente tratado · Salida de lodos · Salida de gases · División de corriente · Mezcla de corrientes · Rejilla · Tanque de ecualización · Sedimentador primario · Reactor Fenton · Reactor anaerobio · Reactor anóxico · Reactor aerobio · Sedimentador secundario · Filtro multimedia · Filtro de carbón activado · Ultrafiltración · Nanofiltración · Ósmosis inversa · Dosificación química · Soplador y suministro de aire.

Biología: ASM3

Trece componentes y doce procesos, resueltos como reactores de mezcla completa en estado estacionario. La estequiometría se deriva de la conservación de DQO, nitrógeno y carga en lugar de estar codificada de forma fija, de modo que los balances de materia cierran por construcción y no por ajuste. La edad del lodo se calcula sobre todo el sistema de sólidos, contando únicamente los sólidos que cruzan efectivamente una frontera del sistema — los que recorren el lazo de recirculación no han salido — y la fracción aerobia se reporta por separado, porque el lavado de nitrificantes lo gobierna la edad del lodo aerobia y no la edad del lodo total.

Membranas: una marcha elemento por elemento

La ósmosis inversa y la nanofiltración se resuelven elemento por elemento, con transporte por solución–difusión y polarización por concentración según la teoría de película. Cada uno de catorce iones se sigue por separado — sodio, potasio, calcio, magnesio, estroncio, bario, cloruro, sulfato, bicarbonato, nitrato, fluoruro, fosfato, sílice y boro — que es la razón por la que los divalentes, el boro y la sílice se comportan de manera distinta en el resultado, igual que en la planta, y por la que el análisis iónico del agua de alimentación es determinante. La pérdida de presión en el espaciador sigue el caudal a través de cada elemento en lugar de ser una asignación fija.

Los lazos de recirculación se desgarran y se iteran

La recirculación de lodos activados y la recirculación interna de nitratos son conexiones ordinarias. El solucionador desgarra los lazos e itera hasta la convergencia. El punto de desgarre no lo configura el usuario.

Verificaciones de diseño, en tres niveles

Errores, advertencias y cifras reportadas. Más de cincuenta, y comparan el diseño contra los rangos de las referencias: carga hidráulica superficial y carga de sólidos del sedimentador, edad del lodo frente al lavado de nitrificantes a la temperatura de diseño del agua, pérdida de carga en la rejilla limpia y a media obstrucción, presión de descarga del soplador frente a la sumergencia de los difusores que alimenta, balance de cargas del análisis iónico, y si la cola de un arreglo de membrana ha dejado de contribuir.

Lo que no modela, declarado con claridad

Esta sección existe porque los límites de una herramienta le resultan más útiles al ingeniero que la evalúa que otra lista de sus prestaciones, y porque un límite descubierto después de la compra es un límite que ya ha costado algo.

Resuelve el estado estacionario. No es un simulador dinámico.

No hay perfil diurno, ni marcha hora por hora, ni evento de tormenta, ni secuencia por lotes. Al software se le entrega una condición y se informa el comportamiento de la planta en esa condición. Un lunes por la mañana se examina resolviéndolo como su propio caso. La simulación dinámica está en construcción. El solucionador ya integra en el tiempo los reactores anóxico y aerobio, y conserva únicamente el estado final; el trabajo consiste en conservar la trayectoria, no en escribir un integrador.

En estado estacionario, un tanque de ecualización es un paso directo.

Es una consecuencia que conviene explicitar. Su balance de materia de entrada y de salida es el mismo, porque amortiguar una carga es un comportamiento transitorio y no hay transitorio alguno. El bloque está para sostener el volumen, el tiempo de retención y los rangos de diseño, y su propia hoja de referencia dice exactamente esto. Cuando la ecualización se dimensiona para atenuar un pico, el software dimensiona el recipiente y no simula la atenuación.

El bloque Fenton no tiene método de diseño de referencia, y su hoja lo declara.

Está presente porque la oxidación Fenton aparece en trenes industriales reales, no porque exista en la referencia un procedimiento de dimensionamiento que lo cubra. Su resultado debe tratarse como un ejercicio de contabilidad estequiométrica y no como un diseño.

No estima costo de inversión ni de operación.

Reporta la energía específica en kWh/m³ a lo largo de un tren de membrana, la potencia al eje de la bomba y el aire de proceso que un soplador debe entregar. Convertir cualquiera de esas cifras en costo queda fuera del alcance del software.

No realiza diseño civil, estructural, de perfil hidráulico ni eléctrico.

Es un cálculo de proceso.

Los datos de elementos de fabricante son indicativos.

La biblioteca de membranas contiene cifras de catálogo publicadas, para dimensionamiento preliminar. Confirme cualquier elemento contra la ficha técnica vigente y contra el software de proyección del propio fabricante — Hydranautics IMSDesign, LG Q+, Veolia Winflows — antes de emitir un diseño. Esa advertencia está en el propio archivo fuente y se repite dentro de la aplicación.

Tres puntos adicionales están registrados como dignos de completarse y aún no completados

Se publican íntegros en la página de verificación.

El registro de verificación

La interfaz de la aplicación está en inglés. No es una limitación del modelo, y por eso no figura en la lista anterior; se declara aquí porque un ingeniero que va a trabajar en español preferirá saberlo ahora y no después.

Neutralidad respecto de proveedores, y qué significa y qué no

La biblioteca de membranas contiene 19 elementos comerciales nombrados, unos junto a otros: siete de Hydranautics, cinco de LG Chem y siete de Veolia, entre ósmosis inversa, nanofiltración y ultrafiltración. Cada uno de los tres bloques de membrana ofrece además un elemento genérico y uno enteramente definido por el usuario, en el que las constantes de transporte se introducen de forma directa.

Nada los jerarquiza. Ninguna marca es la opción por omisión. No existe proveedor alguno que pague por figurar en la lista, que sea consultado sobre su inclusión ni que reciba nada de KinetiRO, porque la empresa no vende equipo y no acepta nada de quien lo vende.

Esa es una afirmación estrecha, y ese es su tamaño honesto. No significa que KinetiRO no sostenga ningún criterio sobre los elementos: las verificaciones de diseño informan cuando una selección opera fuera de sus propios límites. No significa que los datos de catálogo sustituyan al software de proyección del fabricante; no lo sustituyen, y el panel así lo declara. Significa únicamente que nada de lo que KinetiRO recibe en pago depende de qué elemento se seleccione.

Lo que produce

Una tabla de corrientes que cierra

Caudal, DQO, SST, amonio, nitrato, SDT, nitrógeno total desglosado en NTK y nitrato, nitrógeno orgánico y DBO₅, en cada corriente. Cuatro vistas: tabla de corrientes, corrientes por fila, resultados por unidad y balance.

Resultados por unidad con el razonamiento adjunto

Volumen del reactor, SSLM, demanda de oxígeno, tasa estándar de transferencia de oxígeno, aire de proceso y tiempo de retención real. En membranas: presión de alimentación, recuperación alcanzada, flux del elemento de cabeza y del de cola, SDT del permeado y del concentrado, índice de Langelier del concentrado, rechazo global de sales, energía específica en kWh/m³, potencia al eje de la bomba, y pérdida de presión por elemento y a lo largo del tren.

Un diagrama de flujo de proceso en PDF

Símbolos de equipo construidos tomando la ISO 10628 como referencia; no todos los símbolos figuran en esa norma. Un cuadro de rotulación y, en las hojas de continuación A4, una lista de equipos y la tabla de corrientes completa una vez resuelta la hoja. Un tren demasiado largo para la hoja se dibuja a menor escala, de modo que el proceso completo siga leyéndose de izquierda a derecha en una sola línea, y solo se divide en bandas con líneas de empalme cuando reducirlo más impida distinguir los símbolos. A3 apaisado, con hojas de continuación A4 vertical. Escrito a mano como un generador de PDF 1.4, porque la aplicación no tiene paso de compilación y no descarga ninguna biblioteca en tiempo de ejecución.

Una exportación a Excel del balance de materia

Ensamblada como un .xlsx real que Excel abre sin advertencia de formato, y no como un CSV renombrado.

Una hoja de referencia en cada bloque

Cada operación unitaria lleva sus propios rangos de diseño con la fuente citada — números de tabla y de ecuación de Metcalf & Eddy, e Informe Científico y Técnico n.º 9 de la IWA para ASM3. La fuente de cualquier valor puede consultarse sin salir del panel.

Toda exportación, en cualquier formato, requiere una licencia. El plan gratuito calcula y almacena; mantiene los resultados dentro de la aplicación.

Precios

Gratuito, Pro y Equipo

El cálculo es ilimitado en todos los planes. Lo que una licencia compra es el aparato del ejercicio profesional: proyectos almacenados sin límite y exportación, incluidos los archivos sellados y firmados en autoría.

Durante la beta no aplica ninguno de estos límites

Toda cuenta de beta recibe una licencia de cortesía con acceso completo por el periodo completo de la beta: sin límite de proyectos almacenados y con todos los formatos de exportación. Los archivos sellados son lo único que queda fuera: aún se están construyendo. La tabla siguiente indica lo que los planes serán, no lo que está disponible durante ella, y el precio todavía no está fijado.

Lo que incluye cada plan

Lo que incluye cada plan. El precio todavía no está fijado — véase la página de precios — y durante la beta toda cuenta tiene la columna Equipo.
	Gratuito	Pro	Equipo
Construir diagramas de flujo y calcular	Ilimitado	Ilimitado	Ilimitado
Verificaciones de diseño y hojas de referencia	Sí	Sí	Sí
Proyectos almacenados	Hasta 5	Ilimitados	Ilimitados
Exportación — plano en PDF, balance de materia en Excel, archivo de proyecto	No	Sí	Sí
Archivos sellados `.eaqua`, cifrados y firmados en autoría	No	Próximamente	Próximamente
Licencia en poder de	—	el ingeniero	la empresa
Asientos asignados y revocados por un administrador	—	—	Sí

Pro y Equipo habilitan exactamente la misma capacidad. Equipo difiere en quién posee la licencia y quién administra los asientos, no en lo que el software hace. No se distribuye un plan de pago deliberadamente debilitado para que otro más caro luzca mejor, y esa es una decisión visible en el código antes que una promesa en la publicidad: la aplicación formula una sola pregunta — si esta copia está licenciada — y una prueba, un asiento comprado, un asiento de empresa y una licencia de cortesía la responden de modo idéntico.

Lo que incluye cada plan, y el alcance de la beta

Archivos sellados — con precisión, qué garantizarán y qué no

Próximamente El sellado todavía no está disponible. No se ha emitido nunca ningún certificado, de modo que jamás ha funcionado de extremo a extremo, y no es algo que una cuenta de beta pueda hacer hoy. Esta sección aparece de todos modos, íntegra, porque lo que se niega a afirmar es el punto — y eso no cambia entre una función en construcción y una función publicada.

Un archivo sellado .eaqua estará cifrado para una lista de cuentas nombradas, y una vez que se abra para un destinatario seguirá abriéndose — ese es el objetivo de diseño, y la razón de que la función no se haya publicado es que todavía no lo cumple.

La construcción, que sí está hecha: el contenido va bajo AES-256-GCM con una clave de contenido aleatoria; esa clave se envuelve para cada destinatario mediante ECDH-ES sobre P-256, a través de HKDF-SHA-256 y envoltura de clave AES-256, con una estrofa por destinatario y una clave efímera nueva para cada archivo; el contenedor completo se firma con ECDSA P-256 sobre SHA-256, y el certificado del autor — firmado por nuestra clave raíz — viaja dentro de él y se verifica al abrir el archivo. Es la construcción JWE ECDH-ES+A256KW / A256GCM con firma desprendida, en un contenedor binario compacto.

Lo que el mecanismo proporcionará

Quien no sea destinatario nombrado no podrá leer el archivo, y leer nuestro código fuente no le servirá de ayuda, porque la clave de descifrado no está en la aplicación: está en el dispositivo del destinatario. La autoría es real y evidencia toda manipulación: un archivo modificado no supera la verificación, y quien carezca de licencia no puede producir un archivo que otras copias de la herramienta acepten.

Lo que no proporcionará, dicho con claridad

Un destinatario legítimo podrá abrir el archivo, leerlo y volver a escribir su contenido en la forma que prefiera. Ningún esquema que se ejecute en el propio equipo del lector puede impedirlo, y no afirmamos que alguno lo haga. La comprobación de licencia es una compuerta de política dentro de una aplicación que corre en la máquina del usuario, de modo que un usuario local determinado podría retirarla. Hacerlo no descifra nada a lo que no estuviera ya dirigido, ni acuña nada que otras copias vayan a aceptar — pero es una compuerta y no un muro, y llamarlo muro ante un público de ingenieros sería la manera más rápida de perderlo.

Una garantía más fuerte — una revocación que surta efecto, o contenido que un lector con licencia no pueda extraer — exige que el descifrado ocurra en un lugar que el usuario no controle, lo cual significa un servidor. Eso no se ha construido, y el formato del contenedor ya está conformado para admitirlo si alguna vez se hace.

Una advertencia práctica, para cuando se publique

Las claves privadas residirán en el perfil del navegador. Borrar los datos del sitio las destruye, y un archivo sellado dirigido únicamente a ese dispositivo quedará permanentemente ilegible, tanto para KinetiRO como para el destinatario. La práctica que conviene adoptar desde el principio es sellar todo lo que tenga consecuencia también hacia una segunda cuenta, de modo que exista más de una vía de acceso.

Almacenamiento de los datos de proyecto

Los proyectos se almacenan en el servidor de KinetiRO, en una base de datos, en la cuenta que los crea o los abre, y se resuelven en el navegador: el cálculo no se ejecuta en ningún otro lugar. El navegador conserva una copia para que el editor responda con rapidez y el proyecto se abra en la siguiente visita sin un viaje de ida y vuelta por la red; un proyecto sigue a la cuenta a cualquier navegador o dispositivo desde el que esta inicie sesión, y borrar los datos de sitio del navegador ya no lo elimina. El diseño — el diagrama de flujo, cada bloque y sus parámetros, los equipos, el dimensionamiento, la disposición y el nombre del proyecto — se cifra en el navegador antes de almacenarse, con una frase de contraseña que el titular de la cuenta establece una vez e introduce en cada dispositivo; KinetiRO no puede leerlo salvo que el usuario lo comparta. Si la frase de contraseña se olvida, se pierden todos los diseños, sin recuperación posible por parte de KinetiRO, porque la misma propiedad que mantiene el diseño ilegible lo hace irrecuperable; exporte, por tanto, todo aquello que no pueda perderse. El aislamiento lo impone la base de datos y no la aplicación: la política de la tabla permite a una cuenta leer y escribir únicamente las filas que le pertenecen, y cada cambio del esquema se prueba contra esa política. Nada se comparte con ninguna otra cuenta de usuario: ni visibilidad a nivel de empresa, ni acceso de colegas.

KinetiRO solo puede visualizar la caracterización inicial del agua, el agua producto y salidas del diseño, además de los datos de la cuenta, las fechas y los conteos, salvo que el usuario comparta el diseño. Una cuenta puede optar por compartir sus diseños con KinetiRO. La opción está desactivada salvo que el titular de la cuenta la active. Se aplica a todos los diseños de la cuenta. KinetiRO puede abrir un diseño compartido. Al activarla se comparten los diseños que el navegador ya conserva, no solo los que se guarden después; al desactivarla deja de compartirlos desde ese navegador, y lo que ya se ha compartido no puede retirarse. Lo que KinetiRO puede ver de un proyecto es la caracterización inicial del agua — los parámetros del afluente — y, una vez calculado el proyecto, cada salida del diseño: el agua tratada, el permeado y el concentrado de cualquier arreglo de membranas, el lodo, y el aire y el biogás; con ello, la cuenta y su empresa, cuándo se creó el proyecto y cuándo se guardó por última vez, cuántos bloques y corrientes tiene, y cuántos proyectos conserva la cuenta.

El plan gratuito conserva cinco proyectos por cuenta; el conteo lo hace el servidor, de modo que un segundo dispositivo no lo reinicia. Durante la beta toda cuenta posee una licencia y no se aplica límite alguno. Al terminar la beta, una cuenta que exceda de cinco conserva y puede editar todos sus proyectos y no puede añadir otro hasta estar por debajo de cinco o contar con licencia: nada se retira al terminar la beta — el límite gobierna lo que puede añadirse, no lo que se conserva. Los proyectos que estuvieran en un navegador antes de esta versión se suben la primera vez que la cuenta acceda desde ese navegador, una vez establecida la frase de contraseña, y se conservan todos, cualquiera que sea su número.

Una licencia de Equipo no coloca hoy los proyectos en un espacio de trabajo compartido

Administra asientos. Todavía no hay nada compartido que compartir, y ninguna página de este sitio puede decir lo contrario mientras no lo haya. Los archivos sellados están pensados como la vía por la que un entregable se mueve entre personas — cifrado hacia un destinatario nombrado y firmado para que la autoría sea demostrable — y tampoco están construidos aún. De modo que la descripción veraz de la colaboración hoy es que no existe.

Por qué se publica aquello sobre lo que descansa la aritmética

Las ecuaciones no son nuestras y no se pretende que lo sean. ASM3 es el Informe Científico y Técnico n.º 9 de la IWA. Los métodos de dimensionamiento del sedimentador, la rejilla, el filtro y el reactor anaerobio son de Metcalf & Eddy, 5.ª edición, citados por número de ecuación a lo largo del software. El transporte de membrana por solución–difusión está en el mismo libro. La marcha elemento por elemento, el factor de polarización por concentración y la corrección por temperatura son práctica estándar de proyección de membranas antes que material de libro de texto, y así se declara en el bloque que los emplea.

Lo que sí es nuestro es el criterio sobre qué ecuaciones necesita realmente un diseño en ejercicio, y las verificaciones que se disparan cuando un diseño incumple alguna. Esa es la parte por la que vale la pena pagar, y no es la parte que tenga que ser secreta.

El ingeniero que va a firmar un diseño quiere saber que la herramienta sigue una referencia que él pueda comprobar, no que hace algo propietario que no pueda. Por eso se publica la comprobación.

Cómo calcula Lea la verificación Únase a la beta

Se requiere una cuenta. Durante la beta toda cuenta obtiene acceso completo, y no se solicita tarjeta.