Desarenadores

Desarenadores

5.1 Generalidades

Cuando se capta agua de un río, inevitablemente estaremos captando también sedimentos en suspensión y de arrastre. Los desarenadores tienen la importante misión de eliminar las partículas indeseadas que se encuentran en suspensión en el agua y posteriormente, mediante una adecuada operación, arrojarlas al río.

Siempre que sea necesario debe instalarse un desarenador en el primer tramo de la aducción, lo mas cerca posible a la captación del agua. Preferiblemente debe existir un desarenador con dos módulos que operen de forma independiente, cada uno de ellos dimensionado para el caudal medio diario (Qmd) ante la posibilidad de que uno de los dos quede fuera de servicio.

Cuando se compruebe que el transporte de sólidos sedimentables no es perjudicial para el sistema que se está diseñando, puede prescindirse del desarenador.

5.2 Definición

Es una estructura que permite eliminar ciertas partículas que se encuentran en suspensión en la masa fluida.

5.3 Ubicación

Para la selección del sitio donde se ubicará el desarenador deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

• El sitio escogido debe proporcionar suficiente seguridad a la estructura y no debe presentar riesgo de inundaciones en los periodos de lluvia.

• La ubicación del desarenador debe garantizar que el sistema de limpieza pueda hacerse por gravedad y que la longitud de desagüe de la tubería no sea excesiva.

• Los desarenadores deben ubicarse lo más cerca posible del sitio de la captación.

• El fondo de la estructura debe estar preferiblemente por encima del nivel freático. En caso contrario deben tomarse las medidas estructurales correspondientes considerando flotación y subpresión.

5.4 Fundamentos de diseño

El fundamento principal de diseño es disminuir la velocidad del agua, para que logren sedimentar las partículas en suspensión en una estructura que sea capaz a la vez, de ser limpiada en forma rápida y económica. A estas estructuras se les conoce con el nombre de Desarenadores.

5.4.1 Principios de funcionamiento

Básicamente para que un desarenador sea eficiente debe cumplir:

a) Hidráulicamente

• Distribución uniforme del caudal en las naves desarenadoras.

• Líneas de corriente paralelas, por lo tanto sin vórtices de eje vertical u horizontal.

• No causar remanso en el canal aguas arriba.

• Distribución uniforme del caudal dentro de cada nave, esto es importante en el momento de purga de la nave.

b) Sedimentológicamente

• Sedimentación de los materiales en suspensión.

• Evacuación al exterior de los depósitos.

• Limpieza uniforme de las naves desarenadoras.

• No existencia de zonas imposibles de limpiarlas en las naves.

• Transición de entrada sin sedimentación.

• Eficiencia adecuada.

La sedimentación es posible de lograr disminuyendo la velocidad de flujo hasta un cierto valor para permitir su depósito. Dicho valor está en función del diámetro de la partícula a extraer.

La evacuación o limpieza es el mayor problema en el diseño del desarenador. Esta fase obliga a tener un manual de operación bien detallado, a fin de lograr la total evacuación de los sedimentos depositados.

El canal de purga debe tener por lo menos igual o mayor pendiente que el conducto de purga de las naves.

Si el desarenador se encuentra aguas abajo de un canal es necesario tener en cuenta el posible remanso que podría generar en el canal, un vertedero o una compuerta situada al final de las naves con el objetivo de establecer una cota de operación, etc.

Es necesario que el desarenador se encuentra topográficamente más alto que el río con la finalidad de que pueda evacuar por gravedad los sedimentos depositados en las naves desarenadoras.

5.5 Elementos de un desarenador

Fig. 5.1.- Vista en planta de un desarenador

Fig. 5.2.- Perfil longitudinal del desarenador

Fig 5.3.- Sección transversal

Transición de entrada

Como ya se ha mencionado, el desarenador cumple su función al aumentar el ancho efectivo, por lo que se hace necesario una transición de entrada.

La función principal de la transición es permitir el gradual cambio de las líneas de corriente del canal a las naves desarenadoras. Normalmente esta transición tiene como ángulo central 25°.

Inevitablemente se tiene, en las naves desarenadoras, una corriente principal en el centro, debido a la inercia del agua. Para remediar esta situación se colocan unas barras verticales y horizontales en el inicio de la transición de entrada que rompen las corrientes principales.

Naves desarenadoras

Las naves desarenadoras son la parte principal de la estructura.

En ellas se presenta la sedimentación de las partículas, debido a que la velocidad ha descendido drásticamente, por ejemplo:

Tabla 5.1 Velocidades en el canal de ingreso y en las naves del desarenador Majes.

Desarenador Velocidad en el

Canal

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