criterios de diseño en desarenador

1. • Permite el cambio de la forma y/o el área de la
sección transversal de flujo
• Reduce pérdidas de energía
• Elimina la formación de ondas cruzadas y la
generación de otras turbulencias que afecten la
distribución uniforme del flujo.
En general se
recomienda que se siga
la línea MNE
TRANSICIÓN
La curva de variación de la
energía específica con la
profundidad del flujo
constituye la herramienta útil
para determinar la superficie
libre del agua.
Δz0

2. La imposibilidad de evaluar teóricamente el flujo desacelerado (expansión
gradual) a través de la estructura con igual facilidad/ajuste que el caso del
flujo acelerado (contracción gradual), se debe obviamente al
comportamiento diferente del agua cerca
De las paredes de la transición

3. • En los ensanchamientos, aún para
el caso de una curvatura moderada,
la zona cercana al contorno con
líquido retardado, crece
violentamente a lo largo de la pared,
la distribución de velocidades se
deforma y el flujo se separa
considerablemente del contorno
sólido.

4. Pequeñas singularidades, cantos o ángulos en las paredes aceleran esta
tendencia hasta generar zonas locales de separación. Este tipo de
problemas aparecen con mucha frecuencia en estructuras cuyas paredes
son de material erosionable. Más grave aún, ocasionan la presencia de los
denominados “corto circuitos” hidráulicos.

5. Las expansiones diseñadas para flujo
subcrítico deben tener una longitud tal, que
la línea que une las superficies libres de las
secciones de entrada y de salida forme un
ángulo siempre menor a 12.5º con el eje de
la estructura.
Las transiciones circulares
del tipo a) producen una
recuperación de hasta el
67% de la energía cinética,
Las transiciones del tipo
(b) y (c) producen hasta el
80% - 90% de recuperación
de la energía cinética.

6. Cámaras desarenadoras: simple y doble
OBJETIVO:
Garantizar la clarificación del agua, con un abastecimiento
ininterrumpido, y con la expulsión sistemática de sedimentos, bajo una
mínima pérdida de agua.
Fuente: T. Hozaki, Sobre la base de eficiencias de desarenadores en Perú.
Diferencia de nivel
∆z (m)
Tamaño máximo de
partícula (mm)
100 – 200 0,6
200 – 300 0,5
300 – 500 0,3
>500 0,1
Tamaño del material que debe
ser retenido:
Función del tipo de aprovechamiento
hídrico:
Agua Potable: 0.1 mm a 0.2 mm
Riego: Métodos tradicionales 0.3 a 0.6 mm
Métodos presurizados: 0.2 mm
Hidroelectricidad: Depende del tipo
turbina y de la carga de la central

7. Cámaras desarenadoras: simple y doble
Tamaño del material que debe ser retenido en función del tipo de
turbina
Fuente: T. Hozaki, Sobre la base de eficiencias de desarenadores en Perú.
Tamaño máximo de partícula (mm)
según tipo de turbinas
Kaplan Francis Pelton
1,0 a 3,0 0,4 a 1,0 0,2 a 0,4

8. Número de
cámaras
Condiciones de lavado
del desarenador
Caudal disponible para
lavado del desarenador
Se recomienda al menos dos
cámaras para evitar al mínimo
interrupciones en la generación
hidroeléctrica
La velocidad de flujo en la cámara varía entre
0.2 m/s – 0.4 m/s. Se debe cumplir la
condición de umbral del movimiento según
Shields, en función del tamaño máximo de los
sólidos decantados. (Eficiencia)
Carga de sólidos que
llega desde la captación

9. La velocidad ω de caída de la partícula en un medio
líquido estático se estima con expresiones
experimentales (suponen forma esférica de
partículas).
{0,2 mm 2,3 cm/s}

10. TOLVA Y CANALETA
DE LIMPIEZA
Evita zonas flujos secundarios o “cortocircuitos” que reducen
notablemente la eficiencia
Relación Ancho/profundidad ≤ 1,5
B
h

11. En el fondo de cada cámara se ubica la tolva y canaleta
para la recolección y evacuación de los sedimentos.
3%

12. Canaleta de Limpieza
La pendiente longitudinal > 2%
Garantiza una velocidad del orden de los 3 m/s o más, para
garantizar la evacuación de los sólidos.
Pendientes > 6% no son recomendables.
CANAL DE LAVADO
CANALETA
LIMPIEZA I0= 3%

13.  La velocidad de vertido debe ser pequeña (1 m/s) para
que no altere el proceso de decantación en el tramo final
de la cámara con la presencia de gradientes de velocidad
pronunciados que muevan las partículas sedimentadas.
 La carga recomendable sobre el vertedero debe ser
inferior a los 0,30 m.
Vertedero de salida
Se recomienda que
el vertedero de
salida de un
desarenador opere
siempre con
DESCARGA LIBRE (no
como en la foto)

14.  Debe operar con descarga libre.
 Dado que el ancho de la cámara desarenadora es
normalmente inferior al ancho requerido para el
vertedero de salida, se dispone de las siguientes
variantes para la configuración en planta de este
vertedero: (i) parabólica, (ii) elíptica) y (iii) en laberinto.
VERTEDERO
PARABÓLICO

15. Es dimensionado
como un canal
recolector, con flujo
permanente y no
uniforme, con aporte
lateral de caudal
unitario constante.
Canal de recolección
El flujo a lo largo de todo el canal es subcrítico, y está
controlado por la profundidad yu en el extremo inferior
del canal.

16. CANAL DE DESVÍO
Hacia la
conducción
Canal de Desvío
• Permite el servicio a la central durante la operación de limpieza de la única
cámara del desarenador.
• Tiene operación intermitente (durante operaciones lavado)
• Opera con velocidades altas (arrastre de material sólido que viene de la
captación)
Su alineación en planta y la geometría de la sección
transversal deben ser cuidadosamente revisadas para
evitar que los chorros de alta velocidad puedan ser
deflectados.
Transición
Cámara desarenadora Vertedero Salida

17. El agua que sale del desarenador, sea la de excesos o aquella de la
limpieza de las cámaras, tiene que ser llevada rápidamente hacia el
curso natural más cercano, donde no cause daño por erosión.
Canal de Lavado
CÁMARAS
DES
ARENADORAS
CANAL DE
LAVADO
TRANS
ICIÓN DE
S
ALIDA