CONFERENCIA N-2DISEO DE LAS CMARAS DESARENADORAS.2.1.- Definicin.

2.2.- Caractersticas Generales.

2.3.- Dispositivos de entrada y de salida.

2.4.- Esquema de una cmara desarenadota de limpieza manual.

2.5.- Criterios para el diseo.

2.6.- Metodologa de diseo.

2.1.- Definicin.-

Una cmara desarenadota es un conducto ensanchado en el que se regula la velocidad del escurrimiento a su paso por el, de tal modo que slo se deposita los materiales de mayor peso, como las arenillas y las arenas, mientras que los materiales orgnicos ms ligeros continan su curso en suspensin.

2.2.- Caractersticas Generales de las Cmaras Desarenadotas.-

Estas son estructuras que se colocan en la lnea colectora donde se hacen presentes los materiales arenosos y arcillosos. Este fenmeno resulta una constante en los colectores unitarios, donde concurren aguas residuales y pluviales, no obstante en muchas ocasiones, ocurre que el mal uso dado a las conductoras separativa, donde las aguas albaales y pluviales circulan por conductos diferentes, puede generar la aparicin de arena en las lneas y consigo la necesidad de colocar una cmara desarenadora.

El material depositado en una cmara desarenadora suele contener suficiente materia capaz de podrirse por lo que se recomienda para su eliminacin final esparcirlo sobre un terreno al aire libre o se use como relleno en un sitio seco. Despus de un adecuado lavado y secado se ha usado como relleno para carreteras, para lechos de secado de fangos, etc.

Las cmaras desarenadoras pueden ser de dos tipos de limpieza manual y de limpieza mecnica, ambas cmaras son rectangulares y de flujo horizontal.

Para eliminar el material arenoso por sedimentacin la velocidad horizontal del escurrimiento a travs de un tanque desarenador horizontal debe estar comprendida entre los 15 y 30 cm./seg., siendo preferible el uso de la velocidad mayor.

2.3.- Dispositivos de Entrada y de Salida.-

La eficacia de una cmara desarenadora depende mucho de la localizacin del conducto de entrada y de la direccin de la velocidad de llegada. Para lograr los mayores resultados el conducto de entrada debe localizarse en la lnea central del canal y la velocidad de entrada debe actuar a lo largo del eje de la cmara. Aun que esto es lo ms conveniente a veces es difcil de lograr especialmente cuando hay dos o ms tanques en paralelo.

La profundidad o el tirante del agua en la cmara esta regulada por el dispositivo de salida. El tipo de dispositivo regulador de la descarga ms conveniente es aquel que permite una velocidad uniforme del escurrimiento a travs de la cmara para cualquiera que sea el caudal de dicho escurrimiento. Entre los tipos de dispositivos ms usados, se encuentran el vertedor proporcional y el aforador Parchall, siendo el primero el ms usado por sus excelentes resultados. Vertedor de escurrimiento proporcional.

Este vertedor consiste en una combinacin de vertedor y orificio con una forma parecida a la que se muestra a continuacin:

En los vertedores de escurrimiento proporcional el orificio tiene un borde recto horizontal llamado cresta real vertedora, los lados del orificio estn curvados de tal modo que el rea de la seccin transversal de dicho orificio disminuye de aqu que el Q de escurrimiento a travs del orificio vara directamente con la carga sobre el vertedor. Al ubicar estos vertedores se debe tener en cuenta que la cresta del mismo se coloca usualmente a unos 30 cm. sobre el fondo de la cmara desarenadora. Cuanto menor sea sta distancia ms cerca estar la velocidad media de ser constante pero mayor ser la velocidad que se registre en el fondo de la cmara y por ende podr ser removido el material depositado.

Es importante conocer que estos vertedores proporcionales no pueden funcionar sumergidos.2.4.- Esquema de una cmara desarenadora de limpieza manual.

En la figura 1., se presenta el esquema de una cmara desarenadota de limpieza manual note como la misma se construye de dos canales con el propsito de que en caso de limpiar la arena en uno de los canales, tener el otro para su funcionamiento y no parar el proceso.Las tuberas ubicadas en el centro de los canales tienen como funcin drenar el agua del mismo para la posterior extraccin de la arena, la cual se realiza a pala o mecnicamente y se vierte en las plataformas laterales para su secado y traslado definitivo.

Note como en la entrada de cada canal se colocan unas compuertas para el cierre de la circulacin del residual durantes la extraccin de la arena del mismo.

2.5.- Criterios para el diseo de una cmara desarenadora.

1. El ancho de los canales del desarenador puede estar entre 0.6 y 1.5 m., se deber seleccionar teniendo en cuenta que si la limpieza es manual este ancho debe permitir que un hombre pueda palear la arena desde adentro, siendo generalmente el valor asumido en estos casos de 1m.

2. A la altura que alcance el agua en la cmara, se le deber adicionar unos 30 cm. para obtener la altura de los muros.

3. El fondo del desarenador deber tener una pendiente transversal suave hacia el centro para que el agua escurra hacia la tubera de drenaje del canal, se recomienda So = 0.001 (1).4. La plataforma de secado de la arena extrada deber tener una pendiente transversal suave hacia adentro para escurrir el agua que posee dicha arena So = 0.001.

5. La cresta del vertedor proporcional, deber estar a una altura del fondo del canal de salida 30 cm., para que la descarga sea libre, mientras que con relacin al fondo del canal del desarenador la altura deber ser de 30 cm., para evitar que el material sedimentado sea removido.

6. En el dimensionamiento del desarenador se deber tener los siguientes aspectos.

= 20o, es recomendable.

B1 = 2 * ancho de cada canal + espesor de muro (0.20 ~ 0.25 m.).

B2 = d = b.

2.6.- Metodologa de Diseo:Desarenador de flujo horizontal con vertedor proporcional:

Datos: Qmax, d , b.

1st En dependencia del dimetro de la partcula que se desea eliminar se obtiene la carga superficial requerida para la sedimentacin. (m3/m2*da.).Es comn en los desarenadores sedimentar las partculas de arena de dimetros 0.2 mm. Para lograr esto es necesario una carga superficial de:

Dimetro de la Partcula (mm) 0.2

Carga Superficial (m3/m2*da.).CS0.023

Como la cmara desarenadora a disear es de dos canales, esta AS, se divide en dos para optar el rea superficial Acanal, de cada canal.

(m2).

2nd Fijar el ancho de canal del desarenador.En este caso se recomienda que el ancho debe estar entre 0.6 y 1.5 m., siendo aconsejable asumir un valor de 1m.

Ancho canal = 1m.

3rd Clculo de la longitud del desarenador (L).

(m.)

Acanal obtenido en 1ro.Ancho canal obtenido en 2do.4th Clculo del rea transversal y el tirante de circulacin. (Atransv) y (Ymax).Para realizar este clculo el mismo se ejecuta a partir de la condicin mas crtica, es decir cuando el desarenador est lleno de arena. (Cubierto los 30cm. del fondo hasta la cresta vertedora). Adems se deber recordar que la velocidad de circulacin aconsejada en el desarenador es de 0.3 m/s.

Q = A*V (m2)Donde:

5th Clculo del vertedor proporcional.

La frmula en que se basa es la siguiente:

(I).

(II).

Donde:

(m3/s).

El q (gasto), se obtiene de dividir entre dos el Qcanal, por que el clculo del vertedor proporcional se realiza para la mitad del caudal que circula por el ya que la otra porcin se obtiene por simetra. En la siguiente figura se aclaran los restantes trminos de las ecuaciones anteriores.

Para el clculo de las coordenadas que conforman el vertedor se deben seguir los siguientes pasos.

a) Clculo del ancho b.

De (II)

Donde:

a = 2.5cm.

h = Ymax a ; Ymax, es obtenida en el cuarto paso.

b) Clculo de las coordenadas X y Y del perfil del vertedor proporcional.

Para ello se dan valores de Y y se obtienen los correspondientes de X de frmula siguiente.

Para este clculo se recomienda construir la siguiente tabla.

1234567

Ym

(radianes)

1- Col 5X = b*Col 6

6th Clculo de las dimensiones del desarenador.

Se recomienda = 20o

B1 = 2 * ancho de cada canal + espesor de muro (0.20 ~ 0.25 m.).

B2 = d = b.

7th Una vez concluido los clculos se deber realizar el esquema definitivo del desarenador tal y como se presenta en la figura-1.

CLASE PRCTICA N-2CLCULO DE UNA CMARA DESARENADORA.

2.1.- Ejemplo de clculo de una cmara desarenadora.

Se desea disear una cmara desarenadora, a partir de la siguiente informacin.

Q = 600 lps.

Ancho Canal = 1.00m.

conducto tributario = 1.100mm.

1.

2. Ancho Canal = 1mt.

3.

4.

5.

YX

00.224

0.050.088

0.100.066

0.300.040

0.500.031

0.700.027

0.900.024

1.000.022

6. Dimensin del desarenador.

B1 = 2*1 + 0.2 = 2.20

B2 = 1.10.

L2 = 0.5*L1

L2 = 0.76.

L = 13.044.

FIGURA 1.- Esquema de un desarenador de limpieza manual.

NOTACIN.(1). Conducto tributario.

(2). Compuerta plana para la limpieza del canal

(3). Tubera perforada para la extraccin del agua del canal.

(4). Plataforma para el secado de la arena que se extrae del canal.

(5). Vertedor proporcional.

(6). Vlvulas para la extraccin del agua en el canal.

(7). Filtro de grava.

(8). Conducto de salida del residual.

(9). Ranura para el deslizamiento de las compuertas planas utilizadas durantes la limpieza del canal. _1151089982.unknown

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