Trabajo Irrigación Drenaje

"AÑO DEL DIÁLOGO Y RECONCILIACIÓN NACIONAL"

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES FACULTAD: Ingeniería

ESCUELA: Ingeniería Civil

CURSO: Pavimentos

DOCENTE: Ing. Ramal Montejo Rodolfo Enrique

INTEGRANTES:  Carmen

Paladines Edgar Guillermo.

IRRIGACIÓN Y DRENAJE

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INDICE

INTRODUCCIÓN.................... INTRODUCCIÓN................................. .............................. .............................. .......................... .......................... ................ ... Pág.3 CAPÍTULO I: ASPECTOS A SPECTOS METACOGNITIVOS.................................. METACOGNITIVOS............................................. ........... Pág.4 .......................... Pág.5 Pá g.5 1.1. Coloides……………………………………............................ 1.2. Desarenador ………………………………............................ ............................ Pág.5 ............................. Pág.5 1.3. Partículas …………………………………............................. 1.4. Partícula Discreta …………………………............................ ............................ Pág.5 1.5. Sedimentador o Decantador…………….............................. .............................. Pág.5 1.6. Sedimentación …………………………….............................. .............................. Pág.5 1.7. Sedimentación Simple …...………………............................. ............................. Pág.5 1.8. Sedimentos...…………………...……………......................... ......................... Pág.5 1.9. Sólidos decantables o sedimentables ………....................... ....................... Pág.5 1.10. Turbiedad……………………………………......................... ......................... Pág.5 1.11. Vertedero Sutro ……….......................... ........................................ .......................... ............... ... Pág.5 CAPITULO II: OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN............. INVESTIGACIÓN......................... ......................... ............. Pág.6 2.1. Objetivo General............................... General........................................... ......................... ....................... .......... Pág.7 2.2. Objetivos Específicos........................... Específicos....................................... ............................. .................... ... Pág.7


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INDICE

INTRODUCCIÓN.................... INTRODUCCIÓN................................. .............................. .............................. .......................... .......................... ................ ... Pág.3 CAPÍTULO I: ASPECTOS A SPECTOS METACOGNITIVOS.................................. METACOGNITIVOS............................................. ........... Pág.4 .......................... Pág.5 Pá g.5 1.1. Coloides……………………………………............................ 1.2. Desarenador ………………………………............................ ............................ Pág.5 ............................. Pág.5 1.3. Partículas …………………………………............................. 1.4. Partícula Discreta …………………………............................ ............................ Pág.5 1.5. Sedimentador o Decantador…………….............................. .............................. Pág.5 1.6. Sedimentación …………………………….............................. .............................. Pág.5 1.7. Sedimentación Simple …...………………............................. ............................. Pág.5 1.8. Sedimentos...…………………...……………......................... ......................... Pág.5 1.9. Sólidos decantables o sedimentables ………....................... ....................... Pág.5 1.10. Turbiedad……………………………………......................... ......................... Pág.5 1.11. Vertedero Sutro ……….......................... ........................................ .......................... ............... ... Pág.5 CAPITULO II: OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN............. INVESTIGACIÓN......................... ......................... ............. Pág.6 2.1. Objetivo General............................... General........................................... ......................... ....................... .......... Pág.7 2.2. Objetivos Específicos........................... Específicos....................................... ............................. .................... ... Pág.7


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CAPÍTULO IV: DISEÑO DE UN DESARENADOR.................................. DESARENADOR........................................ ...... Pág.20 4.1. Componentes .......................... ........................................ ........................... ........................... .............. Pág.21 4.2. Consideraciones Mínimas........................ Mínimas....................................... ......................... .......... Pág.22 4.2.1. Cálculo del Diámetro de las partículas a sedimentar ……………………………….………… ……………………………….…………. Pág.22 4.2.2. Calculo de la Velocidad del flujo V en el Tanque..Pág.23 T anque..Pág.23 4.2.3. Cálculo de la velocidad de caída …………........… Pág.24 4.2.4. Fórmula de Owen ……………………………......… Pág.24 4.3. Diseño del Desarenador .......................... ......................................... .......................... ........... Pág.25 4.4. Dimensiones de un Desarenador en e n forma general........... Pág.33 4.5. Ancho y Longitud L ongitud del Desarenador ......................... ................................... .......... Pág.37 4.6. Distancia entre las Rejillas..................................... Rejillas................................................. ............ Pág.39 4.7. Dimensiones de un Desarenador de lavado Intermitente …Pág.40 4.8. Dimensiones de un Desarenador de lavado Continuo....... Pág.42 CAPÍTULO V: EJERCICOS DE APLICACIÓN......................... APLICACIÓN....................................... ...................... ........ Pág.44 5.1. Ejercicio N°1 ......................... ...................................... .......................... ............................... .................... Pág.45 5.2. Ejercicio N°2

........................ ...................................... ........................... ............................ ............... Pág.48

5.3. Ejercicio N°3 ........................... ....................................... ............................ .............................. ................ Pág.51


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INTRODUCCIÓN Los desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover las partículas de cierto tamaño (superior a 200 micras) que la captación de una fuente superficial permite pasar, a fin de evitar que ingresen al canal de aducción, a la central hidroeléctrica o al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando serios problemas, disminuyendo así la capacidad hidráulica de la planta. Se utilizan en tomas para acueductos, centrales hidroeléctricas (pequeñas), plantas de tratamiento y en sistemas industriales. Los factores a tener en cuenta en el análisis y el diseño de un desarenador son la temperatura, la viscosidad del agua, el tamaño de las partículas de arena a remover, la velocidad de sedimentación de la partícula y el porcentaje de remoción deseado. Para el diseño deben tenerse en cuenta algunas consideraciones como son: o

Las partículas se toman como distribuidas uniformemente.

o

El flujo alrededor de las partículas es laminar.

o

Para un acueducto no debe pasar más del caudal máximo diario (QMD) por


CAPITULO I: ASPECTOS METACOGNITIVOS

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CAPÍTULO I 1.1.

1.2.

1.3.

1.4. 1.5.

1.6.

1.7.

Coloides Partículas muy pequeñas de 10 a 1000 Angstrom, que no se sedimentan si no son coaguladas previamente. Desarenador Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos que están en suspensión en el agua, mediante un proceso de sedimentación. Partículas Sólidos de tamaño lo suficientemente grande para poder ser eliminados por una filtración. Partícula discreta Partícula que no cambia de características durante la caída. Sedimentador o Decantador Dispositivo usado para separar, por gravedad, las partículas en suspensión en una masa de agua. Sedimentación Proceso de depósito y asentamiento por gravedad de la materia en suspensión en el agua. Sedimentación simple Proceso de depósito de partículas discretas.


CAPITULO II: OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

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CAPÍTULO II 2.1.

2.2.

Objetivo General: 

Establecer criterios para el diseño desarenadores.



Ejercicios Prácticos de desarenadores.

Objetivos Específicos: Tener el conocimiento adecuado sobre su utilización y su



importancia dentro de las diversas obras civiles que demandan su construcción. 

Ser capaces de identificar las distintas zonas que presenta un desarenador.


CAPITULO III: MARCO TEORICO

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CAPÍTULO III 3.1. Desarenador 3.1.1. Definición Los desarenadores son obras hidráulicas que sirven para separar (decantar) y remover (evacuar) después, el material sólido que lleva el agua de un camal, a fin de evitar que ingresen al canal de aducción, a la central hidroeléctrica o al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando así serios problemas, disminuyendo la capacidad hidráulica de la planta. El material sólido que se transporta ocasiona perjuicios a las obras: 

Una gran parte del material sólido va depositándose en el fondo de los canales disminuyendo su sección. Esto aumenta el costo anual de mantenimiento y produce molestas interrupciones en el servicio de canal.



Si los canales sirven a plantas hidroeléctricas, la arena arrastrada por

IRRIGACIÓN Y DRENAJE 

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Desarenadores de lavado discontinuo (intermitente): Almacena y luego expulsa los sedimentos en movimiento separados. Son el tipo más común y la operación de lavado se procura realizar en el menor tiempo posible con el objeto de reducir al mínimo las pérdidas del agua. El desarenador de lavado intermitente tiene los siguientes componentes: 

Compuerta de admisión.



Transición de entrada.



Transición de salida o vertedero.



Cámara de sedimentación.



Compuerta de purga.



Canal directo.


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3.2.2. En función de la velocidad de escurrimiento 

De baja velocidad: v < 1 m/s (0.20 ñ 0.60 m/s).



De alta velocidad: v > 1 m/s (1.00 ñ 1.50 m/s).

3.2.3. Por la disposición de los Desarenadores 

En serie, formado por dos o más depósitos construidos uno a continuación del otro.



En paralelo, formado por dos o más depósitos distribuidos paralelamente y diseñados para una fracción del caudal derivado.

3.3.

Tipos de Desarenadores Existen varios tipos de desarenadores, en este caso los clasificaremos de la siguiente forma: 

Desarenador Longitudinal.



Desarenador de Vórtice.

3.3.1. Desarenador Longitudinal Dentro de este tipo tenemos a los siguientes:


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Desarenadores de flujo vertical: Se diseñan mediante tanques que tienen una velocidad ascensional del agua tal que permite la decantación de las arenas, pero no caen las partículas orgánicas. Suelen ser depósitos tronco-cilíndricos con alimentación tangencial.



Desarenadores de flujo inducido: Son de tipo rectangulares aireados. En estos equipos se inyecta aire por medio de grupos moto-soplantes 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.



Desarenadores de alta rata: Consisten básicamente en un conjunto de tubos circulares, cuadrados o hexagonales o simplemente láminas planas paralelas,


Figura 2. Esquema de un desarenador longitudinal. 3.3.2. Desarenador de Vórtice

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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.

Figura 3. Desarenador de vórtice (corte longitudinal).

IRRIGACIÓN Y DRENAJE 3.4.

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Elementos De Un Desarenador Para cumplir su función, el desarenador se compone de los siguientes elementos: 

Transición de Entrada: Une el canal con el desarenador.



Cámara de Sedimentación: Las partículas sólidas caen al fondo, debido a la disminución de la velocidad producida por el aumento de la sección transversal. Según Dubuat, las velocidades límites por debajo de las cuales el agua cesa de arrastrar diversas materias son:

Materia

Velocidad

Arcilla

0.081 m/s

Arena Fina

0.160 m/s

Arena Gruesa

0.216 m/s


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La segunda es hidráulicamente más eficiente y más económica pues las paredes trabajan como simples revestimientos. Con el objeto de facilitar el lavado, concentrando las partículas hacia el centro conviene que el fondo no sea horizontal, sino que tenga una caída hacia el centro. La pendiente transversal usualmente escogida es de 1:5 a 1:8. 

Vertedero Al final de la cámara se construye un vertedero sobre el cual pasa el agua limpia hacia el canal. Las capas superiores son las que primero se limpian es por esto que la salida del agua desde el desarenador se hace por medio de un vertedero, que hasta donde sea posible debe trabajar con descarga libre. También mientras más pequeña es la velocidad de paso por el vertedero, menos turbulencia causa en el desarenador y menos materiales en suspensión arrastra. Como máximo se admite que esta velocidad pueda llegar a: v = 1 m/s. De la ecuación de un vertedero rectangular sin contracciones:


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Si el área hidráulica sobre el vertedor es:

A = Lh La velocidad será: 

v = Ch De donde para los valores indicados de v y C, se puede concluir que el máximo valor de h no debería pasar de 25 cm. Casi siempre el ancho de la cámara del desarenador no es suficiente para construir el vertedero recto y perpendicularmente a la dirección del agua. Por esto se le ubica en curva que comienza en uno de los muros laterales y continúa hasta cerca de la compuerta de desfogue. Esta forma facilita el lavado permitiendo que las arenas sigan trayectorias curvas y al mismo tiempo el flujo espiral que se origina la aleja del vertedero.


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Para lavar una cámara del desarenador se cierran las compuertas a gran velocidad arrastrando la mayor parte de sedimentos. Entre tanto el caudal normal que sigue pasando al canal sea a través del canal directo o a través de otra cámara del desarenador. Una vez que está vacía la cámara, se abre parcialmente las compuertas de admisión y el agua que entra circula con gran velocidad sobre los sedimentos que han quedado, erosionándolos y completando el lavado. Generalmente, al lavar un desarenador se cierran las compuertas de admisión. Sin embargo, para casos de emergencia el desarenador debe poder vaciarse inclusive con estas compuertas abiertas. Por este motivo las compuertas de lavado deben diseñarse para un caudal igual al traído por el canal más el lavado que se obtiene dividiendo el volumen del desarenador para el tiempo de lavado. Hay que asegurarse que el fondo de la o las compuertas este más alto que el punto del río al cual se conducen las aguas del lavado y que la gradiente sea suficiente para obtener una velocidad capaz de


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Canal directo: Por este lugar se da servicio mientras se está lavando el desarenador. El lavado se efectúa generalmente en un tiempo corto, pero si por cualquier motivo, reparación o inspección, es necesario secar la cámara del desarenador, el canal directo que va por su contorno, permite que el servicio no se suspenda. Con este fin a la entrada se colocan dos compuertas, una de entrada al desarenador y otra al canal directo. En el caso de ser el desarenador de dos o más cámaras, el canal directo ya no es necesario pues una de las cámaras trabaja con el caudal total mientras la otra se lava.


CAPITULO IV: DISEÑO DE UN DESARENADOR

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IRRIGACIÓN Y DRENAJE 4.1. Componentes Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas.

Figura 5. Desarenador (Planta y corte longitudinal) a) Zona de entrada

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Consideraciones Para El Diseño Hidráulico 4.2.1. Cálculo del diámetro de las partículas a sedimentar Los desarenadores se diseñan para un determinado diámetro de partícula, es decir, que se supone que todas las partículas de diámetro superior al escogido deben depositarse. Por ejemplo, el valor del diámetro máximo de partícula normalmente admitido para plantas hidroeléctricas es de 0.25 mm. En los sistemas de riego generalmente se acepta hasta d = 0.5 ms. En sistemas hidroeléctricos el diámetro puede calcularse en función de la altura de caída como se muestra en la tabla 1, o en función del tipo de turbina como se muestra en la tabla 2.

Tabla 1. Diámetro de partículas en función de la altura de caída. Diámetros de partículas (d) que son retenidas en el

Altura de caída (H) (m)


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Tabla 2. Diámetro de partículas en función con el tipo de turbina. Diámetro

de

partículas

(d)

a Tipo de turbina

eliminar en el desarenador (mm) 1 – 3

Kaplan

0.4 – 1

Francis

0.2 – 0.4

Pelton

4.2.2. Calculo de la velocidad del flujo v en el tanque La velocidad en un desarenador se considera lenta, cuando está comprendida entre 0.20 m/s a 0.60 m/s. La elección puede ser arbitraria o puede realizarse utilizando la fórmula de Camp:

v = a√ d (cm⁄s) Dónde: 

d = Diámetro (mm).


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4.2.3. Cálculo de la velocidad de caída w (en aguas tranquilas) Para este aspecto, existen varias fórmulas empíricas, tablas y

nomogramas, algunas de las cuales consideran: Peso específico del material a sedimentarse:

ρ gr/cm (medible). Peso específico del agua turbia:

ρw gr/cm (medible). 4.2.4. Fórmula de Owen

W = k d(ρ  1) Dónde: 

w = velocidad de sedimentación (m/s).



d = diámetro de partículas (m).



ρ = peso específico del material (g/cm3).


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Diseño del Desarenador El diseño del desarenador se realiza en base al análisis de los fenómenos de sedimentación de partículas granuladas no floculantes las cuales sedimentan independientemente unas de otras, no existiendo interacción significativa entre las más próximas. El estudio de las velocidades de sedimentación se puede realizar utilizando las fórmulas de Stokes (en régimen laminar), de Newton (en régimen turbulento) de Allen (en régimen transitorio). Deben aplicarse algunas correcciones para tener en cuenta: 

La forma de las partículas (factor esfericidad)



La concentración de sólidos en suspensión



La velocidad de flujo horizontal



La temperatura del agua residual

En la práctica se pueden tomar como base los datos válidos en sedimentación libre para, partículas de arena de densidad 2,65, temperatura del agua de 15,5ºC y eliminación del 90%.


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Si el peso de la arena es sustancialmente menor de 2,65 deben usarse velocidades de sedimentación inferiores a las expuestas en el cuadro anterior. El diseño del desarenador será efectivo si además de lograr la extracción de las arenas descritas con suficiente rendimiento, consigue que éstas sean realmente elementos minerales, cuyo contenido en materia orgánica sea ínfimo. Para evitar que la materia orgánica de granulometría similar a la de las arenas sedimente con ellas se diseñan los desarenadores de forma que se asegure en ellos un” barrido o limpieza de fondo". Este fenómeno, se explica por el hecho de que existe una velocidad crítica del flujo a través de la sección, por encima de la cual las partículas de un tamaño y una densidad determinadas, una vez sedimentadas, pueden de nuevo ser puestas en movimiento y reintroducidas en la corriente. Para partículas de 0,200 mm de diámetro y peso específico de 2,65 la velocidad crítica de barrido es 0,25 m/s, adoptándose en la práctica a efectos de diseño una velocidad de 0,30 m/s. Manteniendo esta velocidad, se consigue que las arenas extraídas tengan un contenido en materia orgánica menor del 5%.


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El diseño más complejo corresponde al canal aireado:

Figura 6. Canal aireado. El aire que se inyecta provoca una rotación al líquido (trayectoria horizontal) y crea una velocidad constante de barrido de fondo, perpendicular a la velocidad de paso, la cual puede entonces variar sin inconvenientes. El aire inyectado, además de su papel motor, favorece, por su efecto de agitación, la separación de la materia orgánica que puede quedar adherida a las partículas de arena.


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La sección transversal del canal es semejante a la de los tanques de aireación de los fangos activos de circulación espiral con la excepción de que se incluye un canal de recogida de arenas de unos 0,9 m de profundidad, con paredes laterales muy inclinadas que se ubica a lo largo de un lateral del depósito, bajo los difusores de aire. La sección transversal de un desarenador aireado será:


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Los parámetros más importantes son: Parámetro

Valor Intervalo

Valor

No aireados < 70 m /m/hora (a

Carga hidráulica

Qx))

Velocidad horizontal 0.24 – 0.40

0.3 m/s

Tiempo de retención

45 - 90 s

60s

Longitud

20 - 25 veces la altura de la lámina de agua.

Circulares Carga hidráulica

<70 m /m /hora (a Q x ))

IRRIGACIÓN Y DRENAJE Relación longitud anchura

3:1 a 5:1

Profundidad

2-5m

Relación anchura-profundidad

1:1 a 5:1

Longitud

7.5 a 20 m

Anchura

2.5 a 7 m 0.20

Suministro de aire

-

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4:1

1,5:1

0.60 0,5

m /min

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.

V=

Q n° ∗ 60 Tr


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A continuación, 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.

Q S= n° ∗ Cs Siendo: 

S = Superficie de la lámina de agua ( m )



Q = Caudal (m /h).



Cs = Carga superficial (m /m/hora).

Cs =

 °

upf  u

Después se determina la longitud del tanque definiendo una relación entre la anchura y la longitud y en función de la superficie calculada anteriormente.

L =  S ∗ a


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Siendo: 

 = Altura recta (m).



 = Superficie transversal ( m).



A = Ancho desarenado-desengrasado (m).



 = Altura trapezoidal (m).

H =

A ∗ cos 45° 2 ∗ sin 45°

También es necesario calcular las necesidades de aire, que vendrán dadas por una expresión sobre la base del suministro necesario por unidad de superficie, dato que oscila entre 8 y 10 Nm3/h/m2. El caudal de aire necesario se calculará simplemente multiplicando el valor anterior por el número de unidades y la superficie transversal de cada una de ellas.

Q = S ∗ n° ∗ Q Conocidos el número de canales a instalar, la geometría de los mismos, en concreto su longitud y el caudal de aire necesario, será preciso para completar


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Dimensiones de un desarenador en forma general El propósito del desarenador consiste en eliminar partículas de material solido suspendidas en el agua de la conducción, debido a la velocidad del agua; para que ellas se decanten se disminuye su velocidad; en consecuencia, para cumplir con su propósito el desarenador dispone de una mayor área (sección). De forma que debe cumplir con la siguiente expresión: Q =AC x Vc = Ad x Vd Dónde:     

Q AC Vc Ad Vd

es el caudal de diseño. es el área del canal. es la velocidad del agua en el canal. es el área del desarenador. es la velocidad del desarenador.

El proceso de decantación se ilustra en la figura siguiente y consiente en disminuir la velocidad de la partícula para que en ella se sedimente en la longitud del desarenador.


     

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Vd es la velocidad horizontal de la corriente en la cámara de sedimentación. Vs es la velocidad vertical de sedimentación. W es el empuje ascensional dinámico, debido a la turbulencia. H es la altura de la cámara. L es la longitud de la cámara. ts es el tiempo de sedimentación. td es el tiempo de desplazamiento.

Según Dubuat, las velocidades límites por debajo de las cuales el agua cesa de arrastrar diversas

Materia

Velocidad

Arcilla

0.081 m/s

Arena Fina

0.160 m/s

Arena Gruesa

0.216 m/s

VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN DE LAS PARTÍCULA SOLIDAS EN SUSPENCIÓN DE ACUERDO CON SU TAMAÑO


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Observación La velocidad horizontal de la corriente en la cámara de sedimentación no debe ser superior a 0.5m/s En el fondo de la cámara se cubre de sedimento, generando una superficie rugosa la cual origina turbulencia, es decir, corrientes trasversales, que causan un empuje ascensional dinámico. El empuje ascensional dinámico W, según Sokolov, equivale a:

W=0.152Vs Un buen funcionamiento del desarenador se relaciona con los tiempos de sedimentación ts y el tiempo de decantación td de la partícula, donde se requiere como mínimo se cumpla que: ts ≥ td

El tiempo de decantación es el tiempo que demora la partícula en recorrer la longitud de la cámara L hasta llegar al fondo, equivale a:

 =

 

Dónde: 

L

es la longitud efectiva de la cámara de sedimentación


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Es fundamental asegurar una distribución uniforme de velocidades en las distintas secciones trasversales y longitudinales dentro de la cámara de de sedimentación como se ilustra en la figura:

IRRIGACIÓN Y DRENAJE   , 1 = ≤  2tan 3 Dónde: 



B es el ancho del desarenador , es el ancho del canal  es el ángulo de divergencia (12⁰ - 30⁰)



L es la longitud de la cámara de transición

 

4.5.

 es la longitud de la transición

Ancho y longitud del desarenador La longitud total del desarenador se divide en tres partes: 

Longitud de entrada (Le)



Longitud decantación (Ld)



Longitud salida (Ls)

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La parte central es el área de decantación. el ancho de decantación (Wa) La profundidad del desarenador se divide en dos partes: Decantación (dd) y de recolección (dr). Es importante que el ingeniero proyectista sepa distinguir entre las dos profundidades, ya que el desarenador funcionara correctamente sólo si no se permite que la sedimentación que se va formando exceda del borde del área de recolección que se encuentra en el límite superior de la zona de recolección (dr).

Figura 11. Profundidades del Desarenador


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Distancia entre las Rejillas En el caso de una turbina Pelton, el espacio entre las rejillas ” S” no debe ser mayor que la mitad del diámetro del inyector .si se usa una válvula de aguja debe ser un cuarto de éste. Para una turbina Francis,” s” no debe exceder la distancia entre los álabes del rodete.

Figura 12. Rejilla en la cámara de carga


Dimensiones de un Desarenador de Lavado Intermitente

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Determinar los tiempos de decantación y sedimentación de la partícula y observar que cumpla la siguiente expresión: ts ≥ td

Si no cumple se varia la profundidad del desarenador. Determina el ancho del desarenador Determina la longitud de la transición y fijar que cumpla con la siguiente expresión

 <   Si no cumple se varia la profundidad h Dimensionar el vertedero El vertedero cumple con la siguiente ecuación del caudal: 

 =  ×  ×  Dónde: 

m es un coeficiente de cresta del vertedero



b es el ancho del vertedero H es la altura del vertedero


Dimensiones de un desarenador de lavado continuo

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Dónde:   

 es el caudal de lavado continuo, sedimentación  es la longitud de la cámara  . es el ancho medio del desarenador

Por esta razón, la sedimentación de las partículas es mas rápida, siendo la longitud del desarenador:

=

ℎ 1 + 2 ×  +  2


CAPÍTULO V: EJERCICIOS DE APLICACIÓN

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EJERCICIOS 5.1. Ejercicio N°1: 1. DATOS: 

Población actual: 25000 habitantes.



Población futura: 75000 habitantes.



Dotación: 250 l/hab·día.



Coeficiente punta: 2.



Número mínimo de líneas: 2.



ᶲ (arenas) = 0.15 mm.



Peso específico arenas = 2.65

2. SOLUCIÓN: 2.1. Cálculo del caudal máximo por línea:

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2.3. Dimensiones de la sección transversal: 

Por Continuidad:

S = Q⁄V = 0.217m ⁄s ⁄0.2m⁄s = 1.1m .



Por condiciones de pared, se considera la formación de líneas de corriente, debiendo verificarse la relación:

(0.8 < (a⁄h) < 1.0) Dónde: 

a: Ancho de la sección.



h: Altura útil.

De donde puede considerarse como posible solución:

h = 1.1m , a = 1m . Por cumplirse para dichos valores que:

IRRIGACIÓN Y DRENAJE De igual forma, es necesario establecer la tasa de tratamiento (

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t/t ) a partir

de las curvas de Hazen, teniendo en cuenta los valores de: 

Porcentaje de eliminación de arenas: 85 % en este caso.



Tipo de rendimiento: bueno en este caso (n= 3).

Resulta, por tanto, que, al consultar las tablas:

t/t  = 2.5.

De forma que así un tiempo de retención:

t = 2.5 ∗ 80 = 202.5s . Así, finalmente se obtendría la longitud del desarenador como resultado del producto:

L = t ∗ V .


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5.2. Ejercicio N°2: Se desea diseñar un desarenador para régimen de flujo lento, el diámetro de las partículas a eliminar es de 0,30 mm. Y el caudal igual a 30,0 m3/seg.

Datos: Q = 4,4 m3/seg. f = 3,00 mm. 1° Hallamos la velocidad del flujo ( Vo )

2° Hallamos la velocidad de caída ( W )

3° Hallamos la Longitud del Desarenador ( L )


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5° Hallamos el tiempo que tarda la partícula para recorrer L con velocidad Vo. ( t’ )

6° Hallamos el Volumen que ingresa en el tiempo t. ( V )

7° Hallamos el ancho del desarenador. ( B )


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Datos: Q = 1,777 m3/seg. f = 0,30 mm.

1° Hallamos la velocidad del flujo ( Vo )

2° Hallamos la velocidad de caida ( W )



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Datos: Q = 1,348 m3/seg. f = 0,30 mm.

1° Hallamos la velocidad del flujo ( Vo )

2° Hallamos la velocidad de caida ( W )



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CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES

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CONCLUSIONES 1. El desarenador es una obra hidráulica que sirve para sedimentar partículas de material solido suspendidas en el agua, en el interior de la conducción. 2. Es necesario que las partículas en suspensión que lleva el agua sean decantadas, por ello al final de una obra de conducción se construye un tanque de mayores dimensiones que el canal, para que las partículas pierdan velocidad y caigan al fondo del desarenador. 3. Las partículas se mantienen en suspensión debido a que la velocidad de entrada en la bocatoma es elevada y suficiente para arrastrar partículas sólidas; en especial durante las crecidas puede llegar a entrar gran cantidad de sedimentos. 4. El propósito del desarenador consiste en eliminar partículas de material solido suspendidas en el agua de la conducción, debido a la velocidad del agua; para


CAPÍTULO VII: FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

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FUENTES BIBLIOGRAFICAS

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Federico Coz, Teodoro Sánchez / Manual de Mini y Microcentrales Hidráulicas.

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Ramiro Ortiz Flores. / Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Desarenador

http://fluidos.eia.edu.co/obrashidraulicas/articulos/desarenadores/desare



nadores.html http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/pretratam/d



esarenado.htm 

http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/publicacionez/trabajo


CAPÍTULO VIII: ANEXOS

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IRRIGACIÓN Y DRENAJE ANEXOS 1. MODELO HIDRÁULICO DE UN DESARENADOR:

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IRRIGACIÓN Y DRENAJE 2. DESARENADOR:

N° Descripcion

N° Descripción

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Trabajo Irrigación Drenaje

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