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• Gabriela GaLrch

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Los desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover las partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite pasar Se utilizan en tomas para acueductos, en centrales hidroeléctricas (pequeñas), plantas de tratamiento y en sistemas industriales.

Tipos de desarenadores: - Tipo Detritus (son los más conocidos y utilizados)

 Convencional: Es de flujo horizontal, el más utilizado en nuestro medio. Las partículas se sedimentan al reducirse la velocidad con que son transportadas por el agua. Son generalmente de forma rectangular y alargada, dependiendo en gran parte de la disponibilidad de espacio y de las características geográficas. La parte esencial de estos es el volumen útil donde ocurre la sedimentación.

 Desarenadores de flujo vertical: El flujo se efectúa desde la parte inferior hacia arriba. Las partículas se sedimentan mientras el agua sube. Pueden ser de formas muy diferentes: circulares, cuadrados o rectangulares. Se construyen cuando existen inconvenientes de tipo locativo o de espacio. Su costo generalmente es más elevado. Son muy utilizados en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

 Desarenadores de alta rata: Consisten básicamente en un conjunto de tubos circulares, cuadrados o hexagonales o simplemente láminas planas paralelas, que se disponen con un ángulo de inclinación con el fín de que el agua ascienda con flujo laminar. Este tipo de desarenador permite cargas superficiales mayores que las generalmente usadas para desarenadores convencionales y por tanto éste es más funcional, ocupa menos espacio, es más económico y más eficiente. 

- Tipo Vórtice: Los sistemas de desarenación del tipo vórtice se basan en la formación de un vórtice (remolino) inducido mecánicamente, que captura los sólidos en la tolva central de un tanque circular. Los sistemas de desarenador por vórtice incluyen dos diseños básicos: cámaras con fondo plano con abertura pequeña para recoger la arena y cámaras con un fondo inclinado y una abertura grande que lleva a la tolva. A medida que el vórtice dirige los sólidos hacia el centro, unas paletas rotativas aumentan la velocidad lo

suficiente para levantar el material orgánico más liviano y de ese modo retornarlo al flujo que pasa a través de la cámara de arena.

Zonas de un desarenador Zona de entrada Cámara donde se disipa la energía del agua que llega con alguna velocidad de la captación. En esta zona se orientan las líneas de corriente mediante un dispositivo denominado pantalla deflectora, a fin de eliminar turbulencias en la zona de sedimentación, evitar chorros que puedan provocar movimientos rotacionales de la masa líquida y distribuir el afluente de la manera más uniforme posible en el área transversal. En esta zona se encuentran dos estructuras: 1. Vertedero de exceso: Se coloca generalmente en una de las paredes paralelas a la dirección de entrada del flujo y tiene como función evacuar el exceso de caudal que transporta la línea de aducción en épocas de aguas altas. Si no se evacua el caudal excedente, por continuidad, aumenta el régimen de velocidad en la zona de sedimentación y con ello se disminuye la eficiencia del reactor. Se debe diseñar para evacuar la totalidad del caudal que pueda transportar la línea de aducción, cuando se de la eventualidad de tener que evacuar toda el agua presente. 2. Pantalla deflectora: Separa la zona de entrada y la zona de sedimentación, en ella se realizan ranuras u orificios, de acuerdo con el diseño, a través de los cuales el agua pasa con un régimen de velocidades adecuado para que ocurra la sedimentación, no debe sobrepasar de 0.3m/s. Los orificios pueden ser circulares, cuadrados o rectangulares, siendo los primeros los más adecuados.

Zona de sedimentación

Sus características de régimen de flujo permiten la remoción de los sólidos del agua. La teoría de funcionamiento de la zona de sedimentación se basa en las siguientes suposiciones: Asentamiento sucede como lo haría en un recipiente con fluido en reposo de la misma profundidad. La concentración de las partículas a la entrada de la zona de sedimentación es homogénea, es decir, la concentración de partículas en suspensión de cada tamaño es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flujo.

La velocidad horizontal del fluido está por debajo de la velocidad de arrastre de los lodos, una vez que la partícula llegue al fondo, permanece allí. La velocidad de las partículas en el desarenador es una línea recta. En esta zona se encuentra la siguiente estructura: Cortina para sólidos flotantes: Es una vigueta que se coloca en la zona de sedimentación, cuya función es producir la precipitación al fondo del desarenador de las partículas o sólidos como hojas y palos que pueden escapar a la acción desarenadora del reactor.

Zona de lodos Recibe y almacena los lodos sedimentados que se depositan en el fondo del desarenador. Entre el 60% y el 90% queda almacenado en el primer tercio de su longitud. En su diseño deben tenerse en cuenta dos aspectos: la forma de remoción de lodos y la velocidad horizontal del agua del fondo, pues si esta es grande las partículas asentadas pueden ser suspendidas de nuevo en el flujo y llevadas al afluente.

Zona de salida Esta zona tiene por objeto mantener uniformemente distribuido el flujo a la salida de la zona de sedimentación, para mantener uniforme la velocidad. El tipo de estructura de salida determina en buena parte la mayor o menor proporción de partículas que pueden ser puestas en suspensión en el flujo. Existe una gran variedad de estructuras de salida, las cuales podríamos clasificar en: vertederos de rebose, canaletas de rebose, orificios (circulares o cuadrados)

Acueducto veredal Santa Elena

El caudal máximo diario es de 14.52 l/s, las dimensiones del desarenador son: Ancho: 1.20m, largo: 4.80m, Profundidad, 2.20m.

Desarenadores del proyecto hidroeléctrico del Río Piedras Las obras de derivación:

 Azud de control en concreto a filo de agua.  Ancho: 24,0 m  Altura: 5,5 m  Con una bocatoma de fondo y un vertedero para evacuación de crecientes.

 Un canal de aducción.  Un desarenador con dos celdas de 7,5 m de ancho y 38,0 m de longitud.

Desarenadores de la planta de tratamiento de aguas residuales de San Fernando Para retirarla se cuenta con tres desarenadores tipo vórtice de forma circular (uno de reserva) con 6 metros de diámetro. El agua ingresa tangencialmente y el material pesado se concentra en el fondo, de allí es bombeado hasta el lugar destinado para su lavado. Para el bombeo hay dos bombas (solo una trabaja)

 Diseño patentado Greeley and Hanse y Cía Colombiana de Consultores SA Tamaño mínimo: Malla 100  Caudal: Normal 1.8m3/s  Máximo 3.6m3/s

Se produce 1m3/día de arena

Problemas: Según los manuales de los desarenadores, estos deben funcionar durante ciclos pero se encontró que estos se atascaban, por esto se opto en operarlos continuamente

Otro

1. 1. DESARENADO JOSE CARLOS MENDIVIL 2. 2. OBJETIVO

• El desarenado tiene como objetivo eliminar las partículas más pesadas que el agua, que no se hayan quedado retenidas en el desbaste, y que tienen un tamaño superior a 200 micras, sobre todo arenas pero también otras sustancias como cáscaras, semillas, etc. Con este proceso se consiguen proteger los equipos de procesos posteriores ante la abrasión, atascos y sobrecargas.

3. 3. Que función tiene el desarenador

• el desarenador es la estructura hidráulica que tiene la función de mejorar la calidad del agua, eliminando las partículas de cierto tamaño que la captación ingresó al sistema. Esta agua captada puede ser usada ya sea en centrales hidroeléctricas, plantas de tratamiento, sistemas de irrigación, sistemas industriales u otros fines. En general, los desarenadores tienen la importante misión de eliminar ciertas partículas que se encuentran en suspensión en el agua y posteriormente, mediante una adecuada operación, arrojarlas al río.

4. 4. A que se le llama desarenador

• Se llama desarenador a una obra hidráulica que sirve para separar y remover después o antes; el material sólido que lleva el agua de un canal. Los desarenadotes cumplen una función muy importante y por esto, salvo casos especiales de aguas muy limpias, debe considerárseles como obras indispensables dentro de los proyectos de utilización de recursos hidráulicos

5. 5. Existen tres tipos de desarenadores fundamentales

• * Desarenadores de flujo horizontal.

• *Desarenadores de flujo vertical.

• *Desarenadores de flujo inducido.

6. 6. * Desarenadores de flujo horizontal

• Los desarenadores de flujo horizontal son utilizados en instalaciones de pequeñas poblaciones y consisten en un ensanchamiento del canal del pretratamiento de forma que se reduzca la velocidad de flujo y decanten las partículas.

7. 7. Los desarenadores de flujo vertical

• Los desarenadores de flujo vertical se diseñan mediante tanques que tienen una velocidad ascensional del agua tal que permite la decantación de las arenas pero que no caen las partículas
  
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  orgánicas. Suelen ser depósitos tronco-colíndricos con alimentación tangencial

8. Los desarenadores de flujo inducido

• En estos equipos se inyecta aire por medio de grupos motosoplantes creando una corriente en espiral de manera que permite la decantación de las arenas y genera una corriente de fondo. Además el aire provoca la separación de las materias orgánicas. De esta forma, dado que el depósito está aireado y se favorece la separación de la materia orgánica, se reduce la producción de malos olores.

9. Como determinan el diseno de los desarenadores en las plantas tratadoras de aguas residuales

• Para diseñar el desarenador en primer lugar se determina el volumen unitario que se necesita del tanque teniendo en cuenta el caudal de tratamiento y el tiempo de retención establecido para conseguir los objetivos de eliminación de arenas por medio de sus parámetros .

10. Los parametros para un desarenador son 11. Calculos

• Para diseñar el desarenador en primer lugar se determina el volumen unitario que se necesita de tanque teniendo en cuenta el caudal de tratamiento y el tiempo de retención establecido para conseguir los objetivos de eliminación de arenas.

12. Calculos para determinar la superficie del desarenador

• Se determina la superficie de desarenador necesaria en función de la carga superficial a la que se deba trabajar.

• Con estos datos se puede definir las dimensiones del desarenador

13. Se determina la longitud del tanque

• Y la geometría del tanque desarenador se calcula la altura recta y trapezoidal .