PretratamientoCribadoLa norma que rige este diseo es la RAS 2000 ttulo E y B.Unidades: Se disear 1 rejilla.Localizacin: Al final del canal de entrada, aguas arriba del desarenador con el fin de evitar obstrucciones en este y de remover material grueso antes de iniciar el tratamiento primario.Tipo de Rejilla: Teniendo en cuenta que la norma RAS 2000 estipula limpieza semestral para rejillas en nivel alto de complejidad, se usarn rejillas de limpieza manual debido a que 2 veces al ao los gastos necesarios en limpieza manual no justifican el uso de limpieza mecnica, adems se quiere concentrar los recursos en secciones ms cruciales del tratamiento como la desinfeccin.Espaciamiento: Se usar un espaciamiento entre barras de rejilla de 20mm, que es cerca del mnimo recomendado por la norma. Esto con el fin de lograr la mayor eficiencia posible para una sola rejilla. Consecuente con esto, es probable que se necesite mayor limpieza que 2 veces al ao, por lo que se decide realizar esto 6 veces al ao; 1 vez cada dos meses, o ms si el operador decide que es necesario observando lo que ocurre durante el funcionamiento de las rejillas.Platinas: Se usarn platinas de ancho 0,0127m y espesor 0,00635m, correspondientes a y segn la disponibilidad de rejillas en el mercado.Inclinacin: Las rejillas tendrn una inclinacin de 75 con respecto a la horizontal.Velocidad mnima de aproximacin: Esta velocidad debe estar entre 0,3 y 0,6 m/s, esto corresponde aproximadamente de 1 a 2 km/h y es necesario verificar para tener un rea de acumulacin adecuada. La velocidad escogida para los clculos es 0,4 m/s.Velocidad mnima entre barras: Esta velocidad debe estar en el rango de 0,3 y 0,6 m/s. Para medir tanto la velocidad de aproximacin como entre barras se ocupar de medidores de caudal aguas arriba y aguas abajo de la rejilla. Una buena opcin para caudalmetro es el uso de medidores ultrasnicos ya que tratndose de aguas residuales representa un desafo teniendo en cuenta los daos que puede sufrir el aparato de medicin sobretodo aguas arriba cuando el agua llegue con alto contenido de residuos slidos.Caudal de diseo: Este corresponde al caudal mximo horario calculado, QMH = 336 L/sCoeficiente de prdidas menoresComo en todo sistema hidrulico necesitamos conocer las prdidas de energa causada por el paso del agua a travs de las rejillas. Para calcularlo usaremos la siguiente ecuacin.

Siendo K

DondeS = ancho mximo de la seccin transversal de las barras en direccin al flujo.b = espaciamiento mnimo entre barras. = ngulo de la rejilla con la horizontal.V = Velocidad de aproximacin.Donde depende de la forma de la rejilla, para nuestro sistema escogeremos el tipo C representado a continuacin, el cual, a pesar de no tener el menor coeficiente de prdidas, por su forma requerir de menor limpieza que otras opciones.

Para C, el coeficiente corresponde a 1,67.

Nmero de barras requeridas:

Donde: B = Ancho del canal de entrada, m. b = Espaciamiento entre barras, m. w = Ancho de las platinas, m. Nmero de espacios:

Donde: Nb= Nmero de barras en la rejilla.

Porcentaje de espacios libres:

Donde: Ne = Nmero de espacios. b = Espaciamiento entre barras, m. w = Ancho de las platinas, m. Nb= Nmero de barras en la rejilla.

Longitud de la rejilla:

Donde: HTCA= Altura total del canal de entrada, m. = ngulo de inclinacin.

Velocidad en la rejilla:

Donde: Va = Velocidad de aproximacin, m/s. EL = Espacios libres.

Prdida en la rejilla colmatada al 50%: La altura total del canal de entrada deber ser mayor que la altura de la lmina de agua del canal ms la prdida en la rejilla colmatada al 50%.

Donde: Vr = Velocidad en la rejilla, m/s. Colmatacin = 0.50. Va = Velocidad de aproximacin, m/s.

Tabla de clculosA continuacin se resumen los resultados obtenidos de los clculos realizados para los parmetros y ecuaciones mencionados anteriormente.

ParmetroSmboloValorUnidades

# Unidades de cribadoN1global

Velocidad mnima de aproximacinVa0,4m/s

Tipo de RejillaDe limpieza Manual

AnchoB4m

Ancho seccin transversal Barras de Rejillaw0,0127m

Espesor platina Rejillae0,0064m

Espaciamiento entre Barrasb0,02m

ngulo de inclinacin Rejilla75

Factor de Forma1,67

Nmero de BarrasNb122global

Nmero de EspaciosNe121global

Porcentaje de Espacios Libres%EL60,97%

Prdida en la Rejilla Limpiahlim0,0072m

LongitudLr1,67m

Velocidad en Rejillavr0,66m/s

Prdida en la Rehilla colmatada al 50%hcol0,11m

Las rejillas deben estar formadas por secciones removibles para garantizar su limpieza. No es posible colocar mallas debido a que dificulta el proceso de limpiado.Para el nivel medio alto de complejidad, el lavado y la limpieza de los canales debe hacerse semestralmente.Para el nivel alto de complejidad, deben instrumentarse las rejillas con el fin de conocer en tiempo real las prdidas menores que ocurran en stas y programar las labores de limpieza.

Desarenadores

Empleamos este proceso para lograr lo siguiente: Proteccin de equipos mecnicos contra la abrasin. Reduccin de la formacin de depsitos pesados en tuberas, conductos y canales. Reduccin la frecuencia de limpieza de la arena acumulada en tanques de sedimentacin primaria y digestores de lodos. Minimizacin de prdida de volumen en tanques de tratamiento biolgico.

DimensionamientoCon respecto a las dimensiones de los tanques, la norma provee rangos recomendados para la profundidad, longitud, ancho, as como la relacin entre estas medidas. Esto dependiendo del tipo de desarenador usado, el cual ser Desarenador aireado en nuestro caso.

Nmero de unidades: Acatando las recomendaciones de la norma, se dispondr de dos desarenadores con capacidad de alternar operacin, es decir que pueda operar uno mientras el otro est en limpieza o mantenimiento.Localizacin: Se ubicar despus de las rejillas y antes del filtro percolador.Caudal de Diseo: 336 L/s, 0,336 m3/s.Velocidad mnima del agua: Se usar un caudalmetro de hlice en el desarenador para medir caudal y velocidad, la cual debe estar entre 0,2 y 0,4 m/s. Para clculos del diseo se escoger 0,3 m/s. Para poder controlar los rangos de velocidad se dispondrn secciones transversales al flujo que permitan reducir el caudal y que sean removibles en caso de ser necesario aumentar el caudal o limpiarlas.Tasa de desbordamiento superficial: Es recomendado controlar la tasa de desbordamiento superficial para un rango entre 700 y 1600 m3/m2 al da, es decir que depender del rea de nuestros sedimentadores. El valor escogido es 1400 m3/m2/da teniendo en cuenta que se trata de una poblacin de nivel alto de complejidad.Tiempo de retencin hidrulico: El tiempo recomendado es entre 20 segundos y 3 minutos. Este valor depender del tamao de las partculas que se deben separar, esto est directamente relacionado con la eficiencia que tengan las rejillas que anteceden este proceso.Limpieza: Debido a que el caudal manejado es superior a 150 L/s se emplear limpieza mecnica.rea transversal del desarenador:

Donde: Qd = Caudal de Diseo, m3/s. vhf = Velocidad horizontal del flujo, m/s.

Profundidad til

DondeAt = rea transversal del desarenador, m2. a = Ancho del desarenado, m.

Profundidad del desarenador:

Donde: h = Profundidad til del desarenador, m. BL = Borde libre, m (se asume 0,5m).

Tiempo de sedimentacin:

Donde: h = Profundidad til del desarenador, m. Vs = Velocidad de sedimentacin, m/s.

Tabla Velocidad de sedimentacin. Fuente: Prez, L.Teniendo en cuenta el espacio entre barra de las rejillas tomaremos como dimetro de partculas de 10mm, clasificada como Grava velocidad de sedimentacin de 1000mm/s o 1m/sTiempo de retencin hidrulico:

Dnde: # hazen = Numero de hazen (segn el porcentaje de remocin esperado y la ausencia o no de pantallas deflectoras). ts = Tiempo de sedimentacin, seg. Para el nmero de Hanzen usaremos la siguiente tabla.

Escogeremos un sedimentador de primer orden y una remocin del 75%, por lo tanto el valor para el nmero de Hazen ser 3.

Longitud del tanque desarenador:

Dnde: TRH = Tiempo de retencin hidrulico, seg. Vhf = Velocidad horizontal de flujo, m/s.

Longitud real del tanque desarenador:

Donde: L = Longitud del tanque desarenador, m. h = profundidad til del desarenador, m.

Tabla de clculosA continuacin se resumen los resultados obtenidos de los clculos realizados para los parmetros y ecuaciones mencionados anteriormente.

ParmetroSmboloValorUnidades

# DesarenadoresN2global

Velocidad mnima del aguaVhf0,3m/s

Tipo de DesarenadorDe flujo horizontal

rea Transversal RequeridaAt1m2

Tasa de desbordamiento superficialTDS1400m3/m2/da

Anchob4m

Profundidad tilh1,61m

Borde LinbreBL0,5m

Profundida RealH2,11m

Tiempo de Sedimentacints1,61s

Tiempo de Retencin HidrulicoTRH4,83s

Longitud del tanqueL1,45m

Longitud Real del tanqueLd3,42m

BibliografaDireccin de Agua Potable y Saneamiento Bsico. Reglamento Tcnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico (RAS). (2000) Ministerio de Desarrollo Econmico. Colombia.Prez, L. Teora de la Sedimentacin. (2005) Ctedra de Hidrulica aplicada a la Ingeniera Sanitaria. Argentina.Lpez, Ricardo. Elementos de Diseo para Acueductos y Alcantarillados. (2003) Editorial Escuela Colombiana de Ingeniera. 2da edicin. Colombia.