desarenadores
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B.1.1 DESARENADORES En el caso que, dependiendo del tipo de captación, se requiera el uso de un desarenador, este debe instalarse en el primer tramo de la aducción, lo más cerca posible a la captación de agua, de acuerdo con las condiciones topográficas y geológicas de la zona. Los desarenadores deben contener canales o pasos directos para su operación mientras se efectúa el mantenimiento. Para el caso de los Niveles de Complejidad del Sistema Bajo y Medio, cuando se haga uso de estructuras de desarenación, estas pueden estar compuestas por un solo desarenador, acompañado de un canal o estructura para el paso directo del agua mientras se hacen labores de operación y mantenimiento en la estructura de desarenación. En el caso de desarenadores diseñados con tolas para efectos de autolimpieza, este canal podr!a eitarse ya que no es necesario parar su operación" sin embargo, se debe construir para cuando sucedan problemas estructurales en el desarenador lo cual impedir!a el funcionamiento del mismo. B.1.1.1 Ubicación Para la selección del sitio donde se ubicará el desarenador deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos# $. El área de la l ocali zació n debe ser suf icien temen te grand e para permi tir la ampl iaci ón de las unidades durante el per!odo de diseño del sistema, siguiendo lo recomendado por el estudio de costo m!nimo. %. El sit io escogi do debe prop orcio nar sufi cient e seguri dad a la estruc tura y no debe pres entar riesgo de inundaciones en los per!odos de inierno. &. La ubica ción del d esare nador de be garan tizar q ue el sist ema de limpieza pue da hacer se por graedad y que la longitud de desag'e de la tuber!a no sea e(cesia. ). Los des arenad ores deb en ubic arse lo más cerc a posibl e del sit io de la c aptaci ón. *. El fon do de la estructu ra debe est ar pre fer iblement e por encima del ni el fr eát ico . En caso contrario deben tomarse las medidas estructurales correspondientes considerando flotación y subpresión. B.1.1. Cap acidad !id"#$lica +ada desarenador debe tener una capacidad hidráulica igual al caudal má(imo diario -/0. B.1.1. % &elocidades en el desa"en ado" La elocidad de asentamiento ertical de una part!cula sedimentable se calcula como función de la temper at ur a del agua y el peso espec! fi co de di cha part !cul a. Para el caso part icul ar de desare nadores, el peso espec! fic o de las par t! cul as de arenas que ser án remoi das por el desarenador se puede suponer igual que %.1* gr2cm & . 3na ez establecidas las temperaturas del agua, el peso espec!fico de la part!cula y su diámetro, la eloci dad de asentami ento se calcul a de acuerdo con ecuac ión de 4t o5es mostrada a continuación# v S = ( ρ s − ρ ) ×d 2 ×g 18 × υ 'B. (.1) donde# v S 6 7elocidad de sedimentación m2s0.
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B.1.1 DESARENADORES
En el caso que, dependiendo del tipo de captación, se requiera el uso de un desarenador, estedebe instalarse en el primer tramo de la aducción, lo más cerca posible a la captación de agua, deacuerdo con las condiciones topográficas y geológicas de la zona. Los desarenadores deben
contener canales o pasos directos para su operación mientras se efectúa el mantenimiento.Para el caso de los Niveles de Complejidad del Sistema Bajo y Medio, cuando se haga uso deestructuras de desarenación, estas pueden estar compuestas por un solo desarenador,acompañado de un canal o estructura para el paso directo del agua mientras se hacen labores deoperación y mantenimiento en la estructura de desarenación.
En el caso de desarenadores diseñados con tolas para efectos de autolimpieza, este canal podr!aeitarse ya que no es necesario parar su operación" sin embargo, se debe construir para cuandosucedan problemas estructurales en el desarenador lo cual impedir!a el funcionamiento del mismo.
B.1.1.1 Ubicación
Para la selección del sitio donde se ubicará el desarenador deben tenerse en cuenta los siguientesaspectos#
$. El área de la localización debe ser suficientemente grande para permitir la ampliación de lasunidades durante el per!odo de diseño del sistema, siguiendo lo recomendado por el estudio decosto m!nimo.
%. El sitio escogido debe proporcionar suficiente seguridad a la estructura y no debe presentar riesgo de inundaciones en los per!odos de inierno.
&. La ubicación del desarenador debe garantizar que el sistema de limpieza pueda hacerse por graedad y que la longitud de desag'e de la tuber!a no sea e(cesia.
). Los desarenadores deben ubicarse lo más cerca posible del sitio de la captación.
*. El fondo de la estructura debe estar preferiblemente por encima del niel freático. En casocontrario deben tomarse las medidas estructurales correspondientes considerando flotación ysubpresión.
B.1.1. Capacidad !id"#$lica
+ada desarenador debe tener una capacidad hidráulica igual al caudal má(imo diario -/0.
B.1.1.% &elocidades en el desa"enado"
La elocidad de asentamiento ertical de una part!cula sedimentable se calcula como función de latemperatura del agua y el peso espec!fico de dicha part!cula. Para el caso particular dedesarenadores, el peso espec!fico de las part!culas de arenas que serán remoidas por eldesarenador se puede suponer igual que %.1* gr2cm&.
3na ez establecidas las temperaturas del agua, el peso espec!fico de la part!cula y su diámetro, laelocidad de asentamiento se calcula de acuerdo con ecuación de 4to5es mostrada acontinuación#
vS=( ρ s− ρ )×d2×g
18×υ'B. (.1)
donde#
vS 6 7elocidad de sedimentación m2s0.
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ρs 6 /ensidad de la part!cula de arena 5g2m&0.
ρ 6 /ensidad del agua 5g2m&0.
d 6 /iámetro de la part!cula de arena m0.
g 6 8celeración de la graedad m2s%0.
υ 6 7iscosidad cinemática del agua m%2s0.
La ecuación de 4to5es es álida siempre y cuando el número de 9eynolds de la part!cula seainferior a lo sumo igual que $.:.
El número de 9eynolds de la part!cula se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación#
ℜ=v s×d
υ'B. (.)
donde#
ℜ 6 ;úmero de 9eynolds de la part!cula adimensional0.
vS 6 7elocidad de sedimentación m2s0.
d 6 /iámetro de la part!cula m0.
υ 6 7iscosidad cinemática del agua m%2s0.
En caso que el número de 9eynolds no cumpla la condición para la aplicación de la Ley de 4to5es9e<$0, se debe realizar un rea=uste al alor de la elocidad de asentamiento considerando lasedimentación de la part!cula en r>gimen de transición $<9e<$:)0.
Para este fin, se determina el coeficiente de arrastre +/ de acuerdo con Ecuación ?. ).&0, la cualsólo puede ser resuelta por iteración para la elocidad de asentamiento calculada según laEcuación ?. ).)0 hasta que la elocidad de asentamiento coner=a#
C D=24
ℜ+ 3
√ ℜ+0.34
'B. (.%)
La elocidad de sedimentación de la part!cula en la zona de transición se calcula mediante laEcuación ?. ).)0.
vs=√ 4
3× g
C D× ( ρS−1)×d 'B. (.()
3na ez establecida la elocidad de asentamiento ertical de la part!cula, la relación entre laelocidad horizontal de flu=o en el desarenador y dicha elocidad de asentamiento debe ser inferior a %:. 8dicionalmente la elocidad má(ima horizontal debe ser de :.%* m2s. El diseño debeasegurar que todas las part!culas sedimentables con diámetros superiores o iguales que :.$* mmsean remoidas por el desarenador. La eficiencia de >ste no puede ser inferior al @:A.
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B.1.1.( Dimensionamiento
La profundidad efectia para el almacenamiento de arena en el desarenador debe estar comprendida entre :.B* m y $.*: m. La altura má(ima, para efectos del almacenamiento de laarena, puede ser hasta el $:: A de la profundidad efectia.
El diseñador debe determinar y =ustificar la ubicación y las caracter!sticas de los desag'es,teniendo en cuenta la profundidad efectia del desarenador. 8dicionalmente, se deben seguir lassiguientes recomendaciones#
$. El largo debe ser como m!nimo ) eces el ancho.
%. El tiempo de retención de las part!culas muy finas no debe ser menor de %: minutos.
&. La elocidad del flu=o debe ser menor que $2& la elocidad cr!tica.
). La carga superficial má(ima será de $::: mC2mD2d!a del area horizontal.
*. 4e recomienda que la relación entre la longitud útil del desarenador y la profundidad efectiapara almacenamiento de arena sea $: a $.
B.1.1.* Acceso"ios y dispositivos
Para el diseño de desarenadores deben tenerse en cuenta los siguientes requerimientos#
$. /eben proyectarse los dispositios de entrada y salida de modo que aseguren una buenadistribución transersal del flu=o y se reduzca a un m!nimo la posibilidad de corto circuito dentrodel desarenador. La elocidad de paso en los orificios de la pantalla de entrada será inferior a:.$: m2s.
%. La tuber!a o canal de llegada debe colocarse en el e=e longitudinal del desarenador. gualsucede en el caso de un canal situado aguas arriba del desarenador.
&. En la entrada debe instalarse un dispositio para distribuir uniformemente el flu=o a lo ancho dela sección transersal del desarenador.
). El dispositio de salida debe tener un canal recolector proisto de un ertedero que asegureuna distribución uniforme del flu=o en toda la sección transersal del desarenador.
*. El dispositio de rebose debe tener un ertedero lateral ubicado cerca de la entrada deldesarenador.
1. El dispositio de limpieza debe ubicarse en el área de almacenamiento.
B. El desarenador siempre debe ser del tipo autolimpiante. Para esto, la estructura deberá tener tolas en el fondo con pendiente superior a la inercia del material sil!ceo para permitir laeacuación hidráulica del material depositado en dichas estructuras.
@. Las tuber!as o canales de rebose y2o limpieza se unirán a una tuber!a o canal de descarga, loscuales deben tener un diámetro o ancho no menor de :.%* m y2o una pendiente no menor del%A.
F. /ebe ubicarse una ca=a de inspección en la tuber!a de limpieza adyacente o lo más cercaposible de la descarga de arenas.
B.1.1.+ Desa"enado"es con niveles va"iables
4i el proyecto incluye un desarenador con nieles ariables, que dependen de los nieles de estia=ey de creciente en las fuentes, deben considerarse las condiciones de operación para los nielesmá(imo y m!nimo.
B.1.1., Desa"enado"es con "emoción man$al
En aquellos casos en que no sea posible el diseño de un desarenador autolimpiante y con la preiaaprobación de la persona prestadora del sericio se podrán diseñar desarenadores con remoción
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manual. En este tipo de desarenadores, el depósito de arena debe ser capaz de acumular unm!nimo equialente al $:A del olumen total del desarenador. El desarenador debe tener un anchom!nimo que permita el acceso y el libre moimiento de los operadores y del equipo au(iliar delimpieza. La pendiente de la placa de fondo estará comprendida entre el * y el @A con el fin deobtener una limpieza eficiente y permitir que los obreros caminen sin resbalar.
B.1. AS-ECOS DE /A -UESA EN MARC0A
B.1..1 Desa"enado"es
Para todos los Niveles de Complejidad del Sistema, una ez que los desarenadores entren enoperación, debe probarse su capacidad durante por lo menos %) horas con el caudal má(imo diarioy su sistema de autolimpieza.
8demás, deben probarse todas las estructuras encargadas de la eacuación de las arenasretenidas en el desarenador. En el caso de desarenadores operados manualmente, debeerificarse la iabilidad de la operación manual del desarenador.
B.1.% AS-ECOS DE /A O-ERAC2N
B.1.%.1 Desa"enado"es
3na ez que los desarenadores que forman parte de las obras de captación entren en operacióndeben tenerse en cuenta los siguientes requisitos#
$. Para el Nivel de Complejidad del Sistema Bajo no se requiere erificar la eficiencia deremoción y la capacidad de remoción de sedimento. 4olamente en el caso de desarenadoresoperados manualmente, la persona prestadora del sericio debe erificar mensualmente laeficiencia del proceso de remoción y disposición de los sedimentos retenidos por eldesarenador.
%. Para el Nivel de Complejidad del Sistema Medio se recomienda erificar la eficiencia deremoción de los desarenadores y la capacidad de remoción de sedimento durante la limpiezade >stos.
&. Para el Nivel de Complejidad del Sistema Medio Alto, debe erificarse la eficiencia deremoción de los desarenadores y la capacidad de remoción de sedimento arenoso retenido por >stos, al menos una ez por mes.
). Para el Nivel de Complejidad del Sistema Alto, debe erificarse la eficiencia de remoción delos desarenadores y su capacidad de remoción de sedimentos retenidos al menos una ez por semana.
B.1.( AS-ECOS DE/ MANENMENO
?.$.).$.$ /esarenadores
En el caso de los desarenadores debe hacerse mantenimiento estructural y mecánico de todos loselementos que lo conforman, como difusores de flu=o, uniformizadores de flu=o, compuertas,álulas, ertederos, etc., teniendo en cuenta los siguientes requisitos#
$. Para el Nivel de Complejidad del Sistema Bajo se recomienda un mantenimiento al menosuna ez al año.
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%. Para el Nivel de Complejidad del Sistema Medio será obligatorio hacer un mantenimientouna ez al año.
&. Para el Nivel de Complejidad del Sistema Medio Alto será obligatorio hacer unmantenimiento al menos una ez cada seis meses.
). Para el Nivel de Complejidad del Sistema Alto será responsabilidad del operador elmantener en perfecto estado de funcionamiento todas las estructuras que forman parte integralde los desarenadores. 4e recomienda un mantenimiento al menos una ez cada seis meses.
