L’eau est le composé le plus répandu sur Terre. Le contrôle de la température, du débit, de la pression et de la pureté de l’eau affecte pratiquement tous les systèmes artificiels, biologiques et physiques. Les propriétés uniques de l’eau en font le solvant, le fluide caloporteur et l’agent de nettoyage le plus fréquemment utilisé dans l’industrie. Les stratégies de contrôle sont conçues autour de la propriété de l’eau utilisée dans un processus donné.
La température de l’eau dans les applications industrielles est contrôlée par des contrôleurs de processus dans des échangeurs de chaleur. L’eau peut être l’agent de refroidissement ou de chauffage. Dans le radiateur d’une voiture, la capacité calorifique élevée de l’eau fait que l’eau absorbe la chaleur du moteur. Il transfère ensuite la chaleur à l’air ambiant par le mouvement de l’air à travers le radiateur. Les contrôleurs de vannes augmentent ou diminuent le débit d’eau en fonction de l’écart par rapport à la température souhaitée.
Le débit d’eau est une préoccupation dans les applications d’irrigation, de traitement et de nettoyage. Ce paramètre est contrôlé en surveillant la pression dans les systèmes fermés. Étant donné que le diamètre de la tuyauterie est connu, les relevés de pression peuvent être convertis en débits. Les boucles de rétroaction dans l’électronique du contrôleur maintiennent un débit constant.
Dans les systèmes ouverts tels que les canaux d’irrigation, les dispositifs de rotation, comme une pale d’hélice, captent la vitesse de l’eau. En connaissant la section transversale du système de distribution d’eau et en surveillant le débit dans le temps, le volume total d’eau transféré peut être obtenu. Le système de contrôle de l’eau comprend des vannes, vannes et barrages manuels et automatiques.
La pression est le paramètre de contrôle dans le traitement de nombreux matériaux, ainsi que dans l’extraction de produits chimiques par l’eau. La forme vapeur de l’eau est souvent l’agent agissant dans ces schémas de contrôle. La pression est la base de ce système de contrôle de l’eau et est ajustée en contrôlant le débit de vapeur et la température.
La pureté de l’eau, ou la concentration d’un composé souhaité dissous dans l’eau, constituent les facteurs de contrôle dans un autre type de système de contrôle de l’eau. Les systèmes de contrôle en ligne surveillent la substance dissoute de différentes manières. L’eau peut être analysée pour les changements de conductivité électrique, de transparence, d’acidité ou directement pour la concentration par des instruments spécifiques au composé, tels que des électrodes spécifiques aux ions. Les stratégies de contrôle hors ligne sont toujours utilisées pour sauvegarder et calibrer les contrôles en ligne, en utilisant un échantillonnage et une analyse périodiques.
Les gens ont moins bien réussi à contrôler l’eau en raison des conditions météorologiques. Les ouragans, tsunamis, inondations et autres catastrophes naturelles causent d’énormes ravages et entraînent la perte tragique de nombreuses vies chaque année. Les barrages, les prélèvements à terre et les systèmes d’alerte qui tentent de créer un système de contrôle de l’eau sont souvent incapables d’empêcher d’énormes destructions.
Les systèmes biologiques utilisent plusieurs systèmes de contrôle de l’eau qui régulent le flux d’eau entrant et sortant des structures cellulaires. Chaque système de contrôle de l’eau surveille les mêmes propriétés que ses homologues industriels. Les cellules épidermiques régulent la température par le mouvement de l’eau à travers la peau. Le système circulatoire utilise des régulateurs de pression pour contrôler la pression artérielle et le niveau de gaz dissous dans le sang. Les cellules du foie et des reins contrôlent le niveau de nutriments et de toxines dans le sang.