Este documento trata sobre la sedimentación en el tratamiento de aguas. Explica que la sedimentación es el proceso por el cual las partículas en suspensión en el agua se depositan debido a la gravedad. Describe tres tipos de sedimentación: de partículas discretas, floculentas y por caída libre e interferida. También presenta fórmulas para calcular la velocidad de sedimentación basada en las propiedades de las partículas y el fluido.
Este documento describe los diferentes tipos de sedimentación que ocurren en el tratamiento de agua, incluyendo la sedimentación de partículas discretas, partículas floculentas, caída libre e interferida. Explica los componentes de las unidades de sedimentación como sedimentadores estáticos, decantadores dinámicos y laminares. Resalta que la sedimentación es un paso clave para la clarificación del agua antes de la filtración.
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
El documento describe las características típicas de las aguas residuales municipales. Se clasifican en dos tipos: industriales y municipales. Las aguas residuales municipales contienen sólidos suspendidos, compuestos orgánicos biodegradables y microorganismos patógenos procedentes de usos domésticos. La cantidad y composición de estos componentes varía según factores como la presencia de desechos industriales y la dilución por agua subterránea, y puede fluctuar a lo largo del día y entre estaciones.
Este documento describe los sedimentadores de tubo como una opción para mejorar la sedimentación de sólidos en el tratamiento de aguas. Explica que los sedimentadores de tubo aumentan la capacidad de sedimentación al reducir la distancia vertical que deben recorrer las partículas antes de aglomerarse. También destaca ventajas como menores costos, mejor rendimiento y menor carga de sólidos en los filtros en comparación con otros métodos. Finalmente, resume los principales criterios de diseño como el flujo laminar, tiempo de residencia y velocidad máxima dentro
El documento describe el proceso de cribado en una planta de tratamiento de aguas residuales. El cribado es la primera operación y usa rejillas para interceptar sólidos gruesos antes de que dañen otros procesos. Las rejillas retienen estos sólidos mediante tamices de 4-6 cm para cribado grueso y 0.2-0.5 cm para cribado fino. El mantenimiento incluye la limpieza manual o mecánica de las rejillas para remover los sólidos atrapados.
Informes de laboratorio resuelto
-Perdidas de energía en tuberías y accesorios.
-Calibración de un codo de 〖90〗^° (medición de un caudal)
-resalto hidráulico y descarga a través de vertederos
El documento describe los diferentes tipos de sedimentación que ocurren en la sedimentación primaria. Describe la sedimentación de partículas discretas (Tipo I), la sedimentación floculenta (Tipo II), la sedimentación zonal o retardada (Tipo III), y la sedimentación por compresión (Tipo IV). También discute los decantadores tubulares y de placas lamelares como alternativas a la sedimentación tradicional.
Este documento presenta un resumen de tres oraciones del tema de la flotación de aguas residuales. Describe los principios generales de la flotación, incluidos los métodos de separación por adsorción de burbujas. Luego explica brevemente el proceso de flotación y sus funciones para separar partículas de una fase líquida. Finalmente, resume las variables clave del proceso de flotación como los sólidos a tratar, el agua, el acondicionamiento y la maquinaria utilizada.
Este documento describe los diferentes tipos de sedimentación que ocurren en el tratamiento de agua, incluyendo la sedimentación de partículas discretas, partículas floculentas, caída libre e interferida. Explica los componentes de las unidades de sedimentación como sedimentadores estáticos, decantadores dinámicos y laminares. Resalta que la sedimentación es un paso clave para la clarificación del agua antes de la filtración.
Laboratorio N°1. Cátedra de Mecánica de Fluidos,
Determinación de tipos de flujo según Reynolds.
Eduardo Silva Escalante
Universidad Tecnológica metropolitana
El documento describe las características típicas de las aguas residuales municipales. Se clasifican en dos tipos: industriales y municipales. Las aguas residuales municipales contienen sólidos suspendidos, compuestos orgánicos biodegradables y microorganismos patógenos procedentes de usos domésticos. La cantidad y composición de estos componentes varía según factores como la presencia de desechos industriales y la dilución por agua subterránea, y puede fluctuar a lo largo del día y entre estaciones.
Este documento describe los sedimentadores de tubo como una opción para mejorar la sedimentación de sólidos en el tratamiento de aguas. Explica que los sedimentadores de tubo aumentan la capacidad de sedimentación al reducir la distancia vertical que deben recorrer las partículas antes de aglomerarse. También destaca ventajas como menores costos, mejor rendimiento y menor carga de sólidos en los filtros en comparación con otros métodos. Finalmente, resume los principales criterios de diseño como el flujo laminar, tiempo de residencia y velocidad máxima dentro
El documento describe el proceso de cribado en una planta de tratamiento de aguas residuales. El cribado es la primera operación y usa rejillas para interceptar sólidos gruesos antes de que dañen otros procesos. Las rejillas retienen estos sólidos mediante tamices de 4-6 cm para cribado grueso y 0.2-0.5 cm para cribado fino. El mantenimiento incluye la limpieza manual o mecánica de las rejillas para remover los sólidos atrapados.
Informes de laboratorio resuelto
-Perdidas de energía en tuberías y accesorios.
-Calibración de un codo de 〖90〗^° (medición de un caudal)
-resalto hidráulico y descarga a través de vertederos
El documento describe los diferentes tipos de sedimentación que ocurren en la sedimentación primaria. Describe la sedimentación de partículas discretas (Tipo I), la sedimentación floculenta (Tipo II), la sedimentación zonal o retardada (Tipo III), y la sedimentación por compresión (Tipo IV). También discute los decantadores tubulares y de placas lamelares como alternativas a la sedimentación tradicional.
Este documento presenta un resumen de tres oraciones del tema de la flotación de aguas residuales. Describe los principios generales de la flotación, incluidos los métodos de separación por adsorción de burbujas. Luego explica brevemente el proceso de flotación y sus funciones para separar partículas de una fase líquida. Finalmente, resume las variables clave del proceso de flotación como los sólidos a tratar, el agua, el acondicionamiento y la maquinaria utilizada.
Este documento describe las características de las aguas residuales, incluyendo sus fuentes principales (domésticas, municipales e industriales), parámetros importantes para su caracterización (caudal, DBO, acidez, alcalinidad, etc.), y efectos de la contaminación por aguas residuales en los cuerpos de agua receptores. Explica que la cantidad y concentración de las aguas residuales depende de su origen y componentes, y que cada agua residual tiene características únicas.
El documento trata sobre la sedimentación en el tratamiento de aguas. Describe los procesos de sedimentación, los tipos de sedimentadores como de flujo horizontal, vertical y de alta tasa. Explica los parámetros de diseño como tiempo de detención, carga superficial, velocidad de flujo y dimensiones de las unidades. También cubre los procesos y operación de los sedimentadores.
Este documento describe diferentes procesos para ablandar el agua, incluyendo el método de cal-soda y el intercambio iónico. El ablandamiento de agua es importante para la potabilización del agua y para evitar problemas como la obstrucción de tuberías. Los procesos quitan iones como calcio y magnesio que causan la dureza del agua.
Este documento presenta información sobre hidráulica, incluyendo bibliografía sobre riego localizado y bombas, materiales comunes para tuberías agrícolas como plástico y aluminio, diámetros hidráulicos de tuberías, el teorema de Bernoulli, régimen laminar y turbulento del agua en tuberías, pérdidas de carga, fórmulas de Hazen-Williams y Darcy-Weisbach para calcular pérdidas de carga, y coeficientes de fricción.
El documento describe varios métodos para diseñar espesadores, incluyendo los métodos de Mishler, Coe-Clevenger y Talmage-Fitch. Estos métodos utilizan balances de masa y la teoría de sedimentación de Kynch para calcular el área necesaria de un espesador dado un flujo de alimentación y concentraciones de entrada y salida deseadas. El documento también presenta ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos involucrados en cada método.
Existen distintos tipos de tratamiento disponibles para limpiar el agua contaminada proveniente de las minas. Estas tecnologías pueden describirse como activas o pasivas. Las tecnologías de tratamiento activo requieren la entrada de energía y productos químicos, mientras que las de tratamiento pasivo solo utilizan procesos naturales como la gravedad, microorganismos y/o plantas en un sistema. Cualquiera de estos tratamientos requiere de un mantenimiento poco frecuente pero regular.
La sedimentación utiliza la gravedad para que las partículas en el agua se depositen en el fondo de un sedimentador. Existen diferentes tipos de sedimentación como la de flujo horizontal, inclinado y vertical. La sedimentación es eficiente para remover turbiedad, color, metales y bacterias del agua.
Este documento establece el procedimiento para determinar la dosis óptima de reactivos químicos para reducir material disuelto y en suspensión en el agua mediante ensayos de coagulación, floculación y sedimentación. El procedimiento evalúa variables como reactivos químicos, pH, temperatura, tiempos de agitación y orden de adición utilizando un agitador múltiple. El ensayo permite determinar parámetros de diseño para procesos de tratamiento de agua.
Mostrar las generalidades, principios físicos y los equipos utilizados para la sedimentación, con sus respectivas ventajas, desventajas, industrias en las que se utilizan y costos actuales de los mismos.
Este documento describe el proceso de sedimentación floculenta. La sedimentación floculenta ocurre cuando la velocidad de sedimentación de las partículas aumenta a medida que descienden hacia el fondo del tanque debido a la aglomeración de las partículas. El documento explica que la sedimentación floculenta es un proceso complejo que no se puede modelar matemáticamente, por lo que se debe recurrir a métodos experimentales. También presenta un ejemplo numérico de cómo dimensionar un tanque de sedimentación para tratar aguas residuales basado en
Este documento describe el método para calcular el área de un sedimentador continuo. Primero se determinan los parámetros "a" y "b" de la ecuación de sedimentación mediante pruebas experimentales. Luego, usando "a", "b" y las concentraciones de entrada y salida, se calculan la concentración máxima de sólidos "XL", la densidad de flujo de sólidos debido a la sedimentación "(Fi)L" y la densidad de flujo total de sólidos "(FT)L". Finalmente, usando estos valores y el caudal de entrada
Este informe presenta los resultados del análisis de turbidez y color de 6 muestras de agua utilizando un espectrofotómetro. La turbidez y el color de las muestras variaron, con valores de turbidez entre 5 y 39 NTU y valores de color entre 27 y 476 UPC. Solo la muestra 4 cumplió con los límites de turbidez de la OMS para agua potable. Las muestras del pozo Donato (5 y 6) mostraron los valores más altos de turbidez y color, indicando que no son aptas
El documento describe los diferentes tipos de sedimentación, incluyendo la sedimentación discreta, floculante, obstaculizada y de compresión. También explica los factores que afectan la sedimentación como la densidad, tamaño y forma de las partículas, y provee ejemplos como el tratamiento de agua potable y aguas residuales.
Este informe describe la prueba de jarra, un método que permite realizar ajustes en la dosis de coagulante y el pH a pequeña escala para predecir el tratamiento a gran escala. Se presenta el marco teórico sobre coagulación, floculación y la prueba de jarra, así como la metodología para medir parámetros como turbiedad, pH, conductividad y sólidos totales disueltos en muestras de agua cruda y tratada usando diferentes dosis de coagulante.
El documento describe los filtros lentos, un sistema de tratamiento de agua que utiliza un lecho filtrante de arena para purificar el agua de manera natural. Explica los principios, componentes, operación y mantenimiento de los filtros lentos, así como los factores que afectan su rendimiento. Finalmente, proporciona ejemplos de cómo se han aplicado con éxito los filtros lentos en Nicaragua para proveer agua potable a comunidades rurales de manera sencilla y económica.
El documento presenta los conceptos y metodología de diseño para unidades de pretratamiento como cribado, desarenado y remoción de arena. En la sección de cribado se describen los tipos de rejas y rejillas, así como su cálculo considerando parámetros como el tamaño, espaciado y ángulo de las barras. La sección de desarenado explica diferentes tipos de desarenadores y el uso del canal Parshall para controlar la velocidad. Finalmente, se incluye un ejemplo de cálculo para el diseño de un sedimentador primario
Este documento describe diferentes métodos de tratamiento y disposición de lodos, incluyendo operaciones preliminares, espesamiento, estabilización, tratamiento térmico, digestión y deshidratación. También describe el tratamiento preliminar de aguas residuales, incluyendo tamizado grueso, homogeneización de caudales y remoción de grasas y aceites. Por último, explica conceptos como potencia disipada en la mezcla y parámetros de diseño para mezcladores mecánicos y sistemas de mezcla rápida.
Este documento presenta información sobre los procesos de espesamiento y filtración utilizados en la industria minera para separar sólidos de líquidos. Explica que el espesamiento tiene lugar en espesadores, donde las partículas sedimentan y el líquido clarificado se rebosa. Luego, la filtración elimina el contenido restante de sólidos en suspensión. También describe los componentes principales de un espesador y cómo funciona, incluidas las zonas que se forman, y los factores que deben controlarse para una operación exitosa.
Fluidos 6. perdidas de carga en conduccionesDiego Lokhito
El documento trata sobre la resistencia de superficie en conducciones y las pérdidas de carga. Explica conceptos como la estabilización de la capa límite en flujos internos, el coeficiente de fricción en tuberías, y las ecuaciones para calcular las pérdidas de carga en conducciones forzadas y abiertas. También incluye ejemplos numéricos para ilustrar el cálculo del coeficiente de fricción usando la ecuación de Colebrook.
Este documento presenta una descripción teórica del proceso de remoción de materia orgánica en aguas residuales mediante coagulación-floculación. Explica los conceptos clave como coloides, coagulantes, factores que influyen en el proceso y etapas de la coagulación. También propone dos líneas de investigación aplicables al contexto colombiano: la remoción de patógenos mediante coagulación-floculación y el efecto de la alcalinidad en la remoción de materia orgánica. El objetivo general
Este documento describe tres métodos para separar contaminantes del agua: filtración, decantación y evaporación. La filtración usa un medio filtrante como la arena para retener partículas sólidas en el agua. La decantación se basa en las diferencias de densidad para separar mezclas heterogéneas dejándolas en reposo. La evaporación es el paso gradual de un líquido a un estado gaseoso a cualquier temperatura para separar contaminantes.
El documento describe los diferentes tipos de sedimentación, incluyendo la sedimentación discreta, floculante, obstaculizada y de compresión. Explica que la sedimentación es el proceso por el cual las partículas más pesadas que el agua se separan debido a la gravedad. Los factores que afectan la sedimentación incluyen la densidad, tamaño y forma de las partículas. La sedimentación se utiliza comúnmente en el tratamiento de agua y aguas residuales.
Este documento describe las características de las aguas residuales, incluyendo sus fuentes principales (domésticas, municipales e industriales), parámetros importantes para su caracterización (caudal, DBO, acidez, alcalinidad, etc.), y efectos de la contaminación por aguas residuales en los cuerpos de agua receptores. Explica que la cantidad y concentración de las aguas residuales depende de su origen y componentes, y que cada agua residual tiene características únicas.
El documento trata sobre la sedimentación en el tratamiento de aguas. Describe los procesos de sedimentación, los tipos de sedimentadores como de flujo horizontal, vertical y de alta tasa. Explica los parámetros de diseño como tiempo de detención, carga superficial, velocidad de flujo y dimensiones de las unidades. También cubre los procesos y operación de los sedimentadores.
Este documento describe diferentes procesos para ablandar el agua, incluyendo el método de cal-soda y el intercambio iónico. El ablandamiento de agua es importante para la potabilización del agua y para evitar problemas como la obstrucción de tuberías. Los procesos quitan iones como calcio y magnesio que causan la dureza del agua.
Este documento presenta información sobre hidráulica, incluyendo bibliografía sobre riego localizado y bombas, materiales comunes para tuberías agrícolas como plástico y aluminio, diámetros hidráulicos de tuberías, el teorema de Bernoulli, régimen laminar y turbulento del agua en tuberías, pérdidas de carga, fórmulas de Hazen-Williams y Darcy-Weisbach para calcular pérdidas de carga, y coeficientes de fricción.
El documento describe varios métodos para diseñar espesadores, incluyendo los métodos de Mishler, Coe-Clevenger y Talmage-Fitch. Estos métodos utilizan balances de masa y la teoría de sedimentación de Kynch para calcular el área necesaria de un espesador dado un flujo de alimentación y concentraciones de entrada y salida deseadas. El documento también presenta ejemplos numéricos para ilustrar los cálculos involucrados en cada método.
Existen distintos tipos de tratamiento disponibles para limpiar el agua contaminada proveniente de las minas. Estas tecnologías pueden describirse como activas o pasivas. Las tecnologías de tratamiento activo requieren la entrada de energía y productos químicos, mientras que las de tratamiento pasivo solo utilizan procesos naturales como la gravedad, microorganismos y/o plantas en un sistema. Cualquiera de estos tratamientos requiere de un mantenimiento poco frecuente pero regular.
La sedimentación utiliza la gravedad para que las partículas en el agua se depositen en el fondo de un sedimentador. Existen diferentes tipos de sedimentación como la de flujo horizontal, inclinado y vertical. La sedimentación es eficiente para remover turbiedad, color, metales y bacterias del agua.
Este documento establece el procedimiento para determinar la dosis óptima de reactivos químicos para reducir material disuelto y en suspensión en el agua mediante ensayos de coagulación, floculación y sedimentación. El procedimiento evalúa variables como reactivos químicos, pH, temperatura, tiempos de agitación y orden de adición utilizando un agitador múltiple. El ensayo permite determinar parámetros de diseño para procesos de tratamiento de agua.
Mostrar las generalidades, principios físicos y los equipos utilizados para la sedimentación, con sus respectivas ventajas, desventajas, industrias en las que se utilizan y costos actuales de los mismos.
Este documento describe el proceso de sedimentación floculenta. La sedimentación floculenta ocurre cuando la velocidad de sedimentación de las partículas aumenta a medida que descienden hacia el fondo del tanque debido a la aglomeración de las partículas. El documento explica que la sedimentación floculenta es un proceso complejo que no se puede modelar matemáticamente, por lo que se debe recurrir a métodos experimentales. También presenta un ejemplo numérico de cómo dimensionar un tanque de sedimentación para tratar aguas residuales basado en
Este documento describe el método para calcular el área de un sedimentador continuo. Primero se determinan los parámetros "a" y "b" de la ecuación de sedimentación mediante pruebas experimentales. Luego, usando "a", "b" y las concentraciones de entrada y salida, se calculan la concentración máxima de sólidos "XL", la densidad de flujo de sólidos debido a la sedimentación "(Fi)L" y la densidad de flujo total de sólidos "(FT)L". Finalmente, usando estos valores y el caudal de entrada
Este informe presenta los resultados del análisis de turbidez y color de 6 muestras de agua utilizando un espectrofotómetro. La turbidez y el color de las muestras variaron, con valores de turbidez entre 5 y 39 NTU y valores de color entre 27 y 476 UPC. Solo la muestra 4 cumplió con los límites de turbidez de la OMS para agua potable. Las muestras del pozo Donato (5 y 6) mostraron los valores más altos de turbidez y color, indicando que no son aptas
El documento describe los diferentes tipos de sedimentación, incluyendo la sedimentación discreta, floculante, obstaculizada y de compresión. También explica los factores que afectan la sedimentación como la densidad, tamaño y forma de las partículas, y provee ejemplos como el tratamiento de agua potable y aguas residuales.
Este informe describe la prueba de jarra, un método que permite realizar ajustes en la dosis de coagulante y el pH a pequeña escala para predecir el tratamiento a gran escala. Se presenta el marco teórico sobre coagulación, floculación y la prueba de jarra, así como la metodología para medir parámetros como turbiedad, pH, conductividad y sólidos totales disueltos en muestras de agua cruda y tratada usando diferentes dosis de coagulante.
El documento describe los filtros lentos, un sistema de tratamiento de agua que utiliza un lecho filtrante de arena para purificar el agua de manera natural. Explica los principios, componentes, operación y mantenimiento de los filtros lentos, así como los factores que afectan su rendimiento. Finalmente, proporciona ejemplos de cómo se han aplicado con éxito los filtros lentos en Nicaragua para proveer agua potable a comunidades rurales de manera sencilla y económica.
El documento presenta los conceptos y metodología de diseño para unidades de pretratamiento como cribado, desarenado y remoción de arena. En la sección de cribado se describen los tipos de rejas y rejillas, así como su cálculo considerando parámetros como el tamaño, espaciado y ángulo de las barras. La sección de desarenado explica diferentes tipos de desarenadores y el uso del canal Parshall para controlar la velocidad. Finalmente, se incluye un ejemplo de cálculo para el diseño de un sedimentador primario
Este documento describe diferentes métodos de tratamiento y disposición de lodos, incluyendo operaciones preliminares, espesamiento, estabilización, tratamiento térmico, digestión y deshidratación. También describe el tratamiento preliminar de aguas residuales, incluyendo tamizado grueso, homogeneización de caudales y remoción de grasas y aceites. Por último, explica conceptos como potencia disipada en la mezcla y parámetros de diseño para mezcladores mecánicos y sistemas de mezcla rápida.
Este documento presenta información sobre los procesos de espesamiento y filtración utilizados en la industria minera para separar sólidos de líquidos. Explica que el espesamiento tiene lugar en espesadores, donde las partículas sedimentan y el líquido clarificado se rebosa. Luego, la filtración elimina el contenido restante de sólidos en suspensión. También describe los componentes principales de un espesador y cómo funciona, incluidas las zonas que se forman, y los factores que deben controlarse para una operación exitosa.
Fluidos 6. perdidas de carga en conduccionesDiego Lokhito
El documento trata sobre la resistencia de superficie en conducciones y las pérdidas de carga. Explica conceptos como la estabilización de la capa límite en flujos internos, el coeficiente de fricción en tuberías, y las ecuaciones para calcular las pérdidas de carga en conducciones forzadas y abiertas. También incluye ejemplos numéricos para ilustrar el cálculo del coeficiente de fricción usando la ecuación de Colebrook.
Este documento presenta una descripción teórica del proceso de remoción de materia orgánica en aguas residuales mediante coagulación-floculación. Explica los conceptos clave como coloides, coagulantes, factores que influyen en el proceso y etapas de la coagulación. También propone dos líneas de investigación aplicables al contexto colombiano: la remoción de patógenos mediante coagulación-floculación y el efecto de la alcalinidad en la remoción de materia orgánica. El objetivo general
Este documento describe tres métodos para separar contaminantes del agua: filtración, decantación y evaporación. La filtración usa un medio filtrante como la arena para retener partículas sólidas en el agua. La decantación se basa en las diferencias de densidad para separar mezclas heterogéneas dejándolas en reposo. La evaporación es el paso gradual de un líquido a un estado gaseoso a cualquier temperatura para separar contaminantes.
El documento describe los diferentes tipos de sedimentación, incluyendo la sedimentación discreta, floculante, obstaculizada y de compresión. Explica que la sedimentación es el proceso por el cual las partículas más pesadas que el agua se separan debido a la gravedad. Los factores que afectan la sedimentación incluyen la densidad, tamaño y forma de las partículas. La sedimentación se utiliza comúnmente en el tratamiento de agua y aguas residuales.
El documento describe varios métodos para separar mezclas, incluyendo tamización, sedimentación, flotación, centrifugación y filtración. La tamización separa partículas por tamaño usando un tamiz con orificios de diferentes tamaños. La sedimentación separa sólidos de líquidos usando la gravedad. La flotación usa burbujas de aire para separar minerales. La centrifugación usa fuerza centrífuga para separar componentes por densidad. La filtración usa un medio poroso para separar sólidos de un líqu
Sedimentacion y decantacion - grupal (1).pptxfSdD1
El documento describe los procesos de sedimentación y decantación. La sedimentación implica la remoción de partículas en suspensión en un líquido debido a la gravedad. Existen partículas discretas y floculentas. La decantación separa mezclas heterogéneas líquido-líquido o sólido-líquido basándose en las diferencias de densidad. Ambos procesos se usan en el tratamiento de aguas y aguas residuales.
Los tratamientos primarios del agua incluyen la coagulación y mezclado para neutralizar cargas en las partículas, la floculación para unir las partículas en masas más grandes, la sedimentación para que las partículas más pesadas se asienten, y la filtración para retener las partículas a través de un medio poroso.
El documento describe los procesos de tratamiento primario y secundario de aguas residuales. El tratamiento primario incluye la remoción de sólidos mediante sedimentación primaria, la cual remueve aproximadamente la mitad de los sólidos suspendidos. El tratamiento secundario generalmente consiste en la conversión biológica de compuestos orgánicos a través de procesos como lodos activados o filtros percoladores.
Este documento trata sobre los fundamentos teóricos de la sedimentación aplicados a plantas concentradoras de sulfuros de cobre. Explica conceptos como la sedimentación de partículas aisladas y conjuntos de partículas, y los mecanismos de sedimentación, espesamiento y clarificación. También cubre temas como la coagulación, floculación y la descripción de la operación de espesamiento en plantas concentradoras.
Este documento describe las propiedades de los líquidos y del agua. Explica que los líquidos tienen moléculas en movimiento constante que les permite adoptar la forma del recipiente que los contiene. Luego describe propiedades como la compresión, difusión, forma y volumen, viscosidad, fluidez, presión de vapor y evaporación del agua. También explica la tensión superficial y ebullición del agua.
Este documento explica las propiedades de los líquidos y del agua. Define las propiedades de evaporación, presión, ebullición, viscosidad y tensión superficial de los líquidos. Luego describe la estructura molecular, propiedades químicas, biológicas y procesos como la electrólisis del agua. Finalmente explica conceptos como aguas duras, aguas pesadas y peróxido de hidrógeno.
Los líquidos tienen volumen constante y sus partículas pueden moverse libremente, a diferencia de los sólidos. Esto hace que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma de su contenedor. Las propiedades de los líquidos incluyen su viscosidad, fluidez y presión de vapor.
Este documento describe cinco métodos de separación de mezclas: decantación, filtración, destilación, evaporación y sublimación. La decantación separa líquidos de diferentes densidades, la filtración usa un medio poroso para retener sólidos, la destilación aprovecha los diferentes puntos de ebullición, la evaporación convierte lentamente un líquido en gas, y la sublimación cambia directamente un sólido a gas sin pasar por el estado líquido.
El documento describe los procesos de evaporación y absorción. La evaporación es el paso gradual de un líquido a estado gaseoso al ganar energía para superar la tensión superficial. La absorción implica la inclusión de un solvente líquido en un gas para crear una solución, o la atracción de sustancias por parte de un sólido o tejido. También se diferencia la absorción de la adsorción, donde los elementos se retienen en la superficie en lugar de transferirse a través de un material.
Este documento presenta el procedimiento experimental para determinar la presencia de sólidos disueltos y suspendidos en una muestra de agua residual a través del método gravimétrico. Se describe la metodología utilizada, los materiales requeridos y los pasos seguidos para evaporar el agua de las muestras y pesar los sedimentos obtenidos. Los resultados muestran que la cantidad de sedimentos supera los límites máximos permitidos para agua de consumo humano según la normativa vigente.
Este documento habla sobre los líquidos y el agua. En 3 oraciones:
Describe las propiedades de los líquidos como tener un volumen definido pero no forma fija, y poder fluir y evaporarse. Explica que el agua está compuesta por moléculas de H2O y constituye el 75% de la superficie de la Tierra. Resalta algunas propiedades químicas del agua como reaccionar con óxidos, metales y no metales, y formar sales e hidratos.
Este documento habla sobre las propiedades de los líquidos como la viscosidad, tensión superficial, evaporación y ebullición. Explica que los líquidos son fluidos incompresibles cuyas partículas se mueven libremente. Describe propiedades como la fluidez, viscosidad, presión de vapor, punto de ebullición y tensión superficial. El agua es el líquido más importante para los seres humanos y el tema principal del documento.
Este documento describe diversos procesos unitarios para la remoción de contaminantes del agua, incluyendo tamizado, sedimentación, filtración, desarenado, biodigestión y desinfección. Explica cada proceso y proporciona detalles sobre sus tipos y aplicaciones principales en el tratamiento de aguas.
El documento describe las 9 fases del ciclo del agua: 1) evaporación, 2) condensación, 3) precipitación, 4) infiltración, 5) escorrentía, 6) circulación subterránea, 7) fusión, 8) solidificación, 9) el proceso se repite continuamente. Explica cómo el agua se mueve entre la atmósfera, la tierra y los océanos, cambiando entre estado sólido, líquido y gaseoso.
Este documento trata sobre instalaciones eléctricas automatizadas y control de motores eléctricos. Explica los elementos básicos de una instalación automatizada como sensores, actuadores y elementos de mando. Luego describe varios tipos de motores eléctricos, elementos de control como contactores y dispositivos de protección. Finalmente, presenta circuitos automatizados básicos y técnicas de arranque de motores.
Los motores de corriente alterna son dispositivos eléctricos que convierten energía eléctrica en energía mecánica mediante la interacción de un campo magnético giratorio con la corriente eléctrica en una armadura estacionaria. El documento también menciona un examen final y un proyecto final que se acercan.
Este documento describe las máquinas de corriente continua, incluyendo sus principales características, tipos y aplicaciones. Explica que los generadores y motores de corriente continua convierten energía mecánica en eléctrica y viceversa usando un campo magnético. También describe los diferentes tipos de conexión como serie, derivación y compuesta, y cómo esto afecta sus características como velocidad y par. Finalmente, cubre temas como pruebas, mecanismos de partida y aplicaciones de estos motores.
Una máquina eléctrica puede convertir energía mecánica en energía eléctrica o viceversa. Se clasifican en tres tipos principales: generadores, que convierten energía mecánica en energía eléctrica; motores, que hacen la conversión opuesta; y transformadores, que cambian el voltaje de la corriente eléctrica.
This document provides instructions for installing, testing, and adjusting a barrier gate. It includes the following key points:
1. The installation process involves marking positions, driving in expansion bolts, and securing the cabinet and boom. Proper cable routing and protection is also described.
2. Adjusting the spring setting involves positioning the boom and testing that it remains stable at various angles when released. This ensures the boom is properly balanced.
3. The control board functions include mode selection, automatic operation settings, input/output interfaces, and optional add-ons like license plate recognition.
4. Appendix sections provide details on learning remote control codes and adjusting gate speed parameters.
This document summarizes an introductory mechatronics course created to fulfill a freshman engineering requirement. The course uses the Parallax Boe-Bot microcontroller platform to teach basic microcontroller concepts through hands-on assignments. Over two semesters, the course assignments progressed from simple circuits and programming to more advanced topics like object detection and analog/digital device interfacing. Student evaluations found the hands-on learning and mixing of hardware and software to be most beneficial, but some felt the workload was heavy or that a programming prerequisite would have helped. The course was well-received overall based on evaluation ratings.
Este catálogo presenta especificaciones y precios de cámaras de seguridad. Incluye cámaras domo y bullet con diferentes capacidades como 1MP, 2MP, 3MP y 5MP. Algunos modelos tienen lentes fijas mientras que otros tienen lentes zoom. La mayoría son resistentes al agua e incluyen funciones como visión nocturna de hasta 40 metros. El catálogo advierte revisar la ficha técnica oficial antes de comprar.
Este documento describe los criterios y procedimientos para seleccionar las alternativas de tratamiento de agua y determinar los parámetros óptimos de diseño y operación de las unidades de tratamiento. Explica que es necesario realizar muestreos frecuentes de la fuente de abastecimiento para conocer su calidad y variaciones. Luego, utilizando esta información y criterios establecidos, se pueden seleccionar las alternativas de tratamiento adecuadas y determinar los parámetros óptimos para cada proceso mediante simulaciones en el laboratorio
Este documento describe el proceso de desinfección del agua. Explica que la desinfección elimina los microorganismos que pueden causar enfermedades en el agua para consumo humano. Detalla los factores que influyen en la desinfección como la naturaleza del agente desinfectante, la concentración, la temperatura del agua, y el tiempo de contacto. Finalmente, señala que las variables controlables en el proceso son la naturaleza y concentración del desinfectante, el grado de agitación del agua, y el
Este documento describe los mecanismos de filtración. Explica que la filtración involucra el transporte de partículas suspendidas en el agua hasta la superficie de los granos del medio filtrante, donde se adhieren. Los mecanismos de transporte incluyen cernido, sedimentación, intercepción, difusión, impacto inercial y acción hidrodinámica. Los mecanismos de adherencia son fuerzas de Van der Waals, fuerzas electroquímicas y puente químico. El documento también analiza cómo estos me
Este documento describe el proceso de flotación para tratar aguas. La flotación involucra separar partículas del agua mediante el uso de sales de aluminio o hierro y polímeros. Las partículas se adhieren a burbujas de gas y flotan a la superficie debido a que son menos densas que el agua. Factores como el tamaño de las burbujas, pH y presión afectan la efectividad del proceso.
El documento describe los procesos y teorías detrás de la floculación. Explica que la floculación busca aglomerar partículas desestabilizadas para formar flóculos más grandes que sedimenten con mayor eficiencia. Luego detalla los tres mecanismos de transporte involucrados - floculación pericinética, ortocinética y sedimentación diferencial - y las teorías de Smoluchowski, Camp y Stein, y otros para modelar matemáticamente la cinética de la floculación. Finalmente, resume algunos mode
Este documento describe los requisitos de mezcla rápida para dos mecanismos de coagulación: coagulación por barrido y neutralización de cargas. Para la coagulación por barrido, las condiciones químicas son más importantes que las condiciones de mezcla, mientras que para la neutralización de cargas se requiere una mezcla rápida y turbulenta para facilitar las colisiones entre los coloides y los productos hidrolíticos cargados. El documento también presenta una teoría sobre cómo la turbulencia a microes
Este documento describe los procesos de coagulación y floculación en el tratamiento de agua. Explica que la coagulación involucra la adición de sales de aluminio y hierro para remover partículas coloidales a través de reacciones químicas e interacciones físicas. Luego describe las propiedades de las partículas coloidales como las arcillas y sustancias húmicas, incluidas sus características cinéticas, ópticas, de superficie y electrocinéticas.
Este documento describe los principales procesos unitarios y operaciones empleados en el tratamiento del agua, incluyendo la transferencia de sólidos, iones, gases y nutrientes. Explica procesos como la sedimentación, filtración, coagulación, precipitación química e intercambio iónico para remover contaminantes del agua. También describe el funcionamiento de plantas de tratamiento de agua como una secuencia de estos procesos unitarios para potabilizar el agua y remover contaminantes microbiológicos.
Este documento describe los aspectos biológicos de la calidad del agua. Explica que las aguas superficiales contienen una amplia gama de organismos que pueden verse afectados por factores naturales o antropogénicos. Entre los principales problemas se encuentra la contaminación fecal que puede transmitir enfermedades. Identifica varios agentes patógenos como bacterias, virus, protozoos y helmintos. También describe los organismos propios de las aguas como algas, y cómo su crecimiento excesivo puede afectar el tratamiento del
El documento describe aspectos físico-químicos de la calidad del agua. Explica que el agua es un solvente universal capaz de disolver la mayoría de sustancias y transportar contaminantes. También describe las principales características físicas que definen la calidad del agua como la turbiedad, sólidos, color, olor y sabor; y señala que la presencia de sustancias químicas determina la composición física y química del agua.
Este documento presenta conceptos fundamentales sobre presión y densidad en física. Explica la definición y unidades de presión y densidad. Describe la relación entre fuerza y presión en sólidos y fluidos, y cómo la presión hidrostática aumenta con la profundidad debido al peso de las capas superiores de fluido. También cubre experiencias para ilustrar estos principios como la de los vasos comunicantes. El objetivo es que los estudiantes comprendan conceptos clave sobre presión, densidad y su papel en fluidos.
La energía radiante es una forma de energía que
se transmite en forma de ondas
electromagnéticas esta energía se propaga a
través del vacío y de ciertos medios materiales y
es fundamental en una variedad naturales y
tecnológicos
Equipo 4. Mezclado de Polímeros quimica de polimeros.pptxangiepalacios6170
Presentacion de mezclado de polimeros, de la materia de Quimica de Polímeros ultima unidad. Se describe la definición y los tipos de mezclado asi como los aditivos usados para mejorar las propiedades de las mezclas de polimeros
3. 4 Manual I: Teoría
tadores como paso previo a la coagulación en las plantas de filtración rápida y
también en sedimentadores como paso previo a la filtración lenta.
1.2 Sedimentación de partículas floculentas
Partículas floculentas son aquellas producidas por la aglomeración de par
tículas coloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicación de agentes quí
micos. A diferencia de las partículas discretas, las características de este tipo de
partículas —forma, tamaño, densidad— sí cambian durante la caída.
Se denomina sedimentación floculenta o decantación al proceso de depó
sito de partículas floculentas. Este tipo de sedimentación se presenta en la clarifi
cación de aguas, como proceso intermedio entre la coagulaciónfloculación y la
filtración rápida.
1.3 Sedimentación por caída libre e interferida
Cuando existe una baja concentración de partículas en el agua, éstas se
depositan sin interferir. Se denomina a este fenómeno caída libre. En cambio,
cuando hay altas concentraciones de partículas, se producen colisiones que las
mantienen en una posición fija y ocurre un depósito masivo en lugar de indivi
dual. A este proceso de sedimentación se le denomina depósito o caída interfe
rida o sedimentación zonal.
Cuando las partículas ya en contacto forman una masa compacta que inhibe
una mayor consolidación, se produce una compresión o zona de compresión. Este
tipo de sedimentación se presenta en los concentradores de lodos de las unidades
de decantación con manto de lodos.
1.4 Expresiones de velocidad de sedimentación
1.4.1 Partículas discretas con caída libre
El fenómeno de sedimentación de partículas discretas por caída libre, tam
bién denominado en soluciones diluidas, puede describirse por medio de la me
cánica clásica.
5. 6 Manual I: Teoría
donde:
F
R
= fuerza de rozamiento
= energía cinética
A = área transversal al escurrimiento
V
s
= velocidad de sedimentación
C
D
= coeficiente de arrastre
Después de un corto periodo, la aceleración pasa a ser nula y el valor de la
fuerza de fricción (F
R
) iguala a la de impulsión (F
i
), momento en el cual la partícu
la adquiere una velocidad constante, conocida como velocidad de asentamiento
o sedimentación. En ese momento se cumple que (3) y (4) son iguales; por lo
tanto:
(5)
Despejando el valor de V
S
se obtiene:
(6)
Para el caso particular de partículas esféricas:
y
Siendo d = diámetro de la partícula:
(7)
2
2
S
V
ρ
2
V
.
A
.
C
=
ρ)
(ρ
V
.
g
2
S
D
S
A
V
.
ρ
ρ)
(ρ
.
C
g
2
=
V S
D
S
4
d
π
=
A
2
6
d
π
=
V
3
d
3
2
=
d
4
π
d
6
π
=
A
V
2
3
d
.
ρ
ρ)
(ρ
.
C
g
.
3
4
=
V S
D
S
6. Sedimentación 7
En la cual:
V
S
= velocidad de sedimentación
d = diámetro de la partícula
g = aceleración de la gravedad
= densidad de la partícula
= densidad del fluido
El coeficiente de arrastre de Newton es una función del Número de Reynolds
y de la forma de las partículas:
(8)
Siendo: (9)
a = constante específica
Re = número de Reynolds
= viscosidad cinemática (Stokes)
Si d < 0,085 mm, Re < 1, entonces prevalece flujo laminar, siendo:
y
al reemplazar en la ecuación (7), se origina la ecuación de Stokes:
(10)
Cuando d > 1,0 mm, Re > 1.000, presenta flujo turbulento, para lo cual:
C
D
= 0,4
Reemplazando los valores anteriores en la ecuación (7), se obtiene una
velocidad terminal de:
(11)
conocida como la ecuación de Newton.
n
D
Re
.
a
=
C
υ
d
.
V
=
Re S
Re
24
=
C
D S
S
S
=
ρ
ρ
υ
d
1)
(S
18
g
=
V
2
S
S
d
1)
(S
g
.
(3,3
=
V S
S
s
ρ
ρ
υ
11. 12 Manual I: Teoría
1.4.3 Sedimentación de partículas floculentas
Las partículas que se remueven en una planta de tratamiento de agua son
sólidos inorgánicos y orgánicos. Los factores primordiales que influyen en la ve
locidad de sedimentación son su tamaño, forma y densidad.
La materia en suspensión que origina la turbiedad consiste principalmente
en sílice finamente dividida, arcilla y limo. La densidad original de las partículas es
cercana a 2,60. El color, en cambio, es producido principalmente por ácidos orgá
nicos (fúlvicos, húmicos, etc.) de origen vegetal con densidades variables de 1 a
1,5 dependiendo de su concentración. Las partículas se presentan principalmente
en estado coloidal y es necesario añadirles coagulantes químicos y someterlas a
procesos de coagulación y floculación para incrementar su tamaño o densidad
antes del proceso de sedimentación.
Las partículas en suspensión de aguas tratadas con coagulantes, consisten
en flóculos formados por óxidos metálicos (Al
2
O
3
o Fe
2
O
3
), agua en 85 a 95% y
turbiedad y/o color con densidades variables entre 1,002 cuando predomina el
color y 1,03 cuando predomina la turbiedad. En procesos de ablandamiento los
flóculos tienen densidades cercanas a 1,20.
El diámetro de los flóculos es variable desde menos de 0,001 mm hasta más
de 5 mm, dependiendo de las condiciones de mezcla y floculación (gradientes de
velocidad y tiempo de retención). Willcomb clasifica los flóculos por su tamaño,
tal como se indica en la figura 74.
Figura 74. Índices de Willcomb para determinar el tamaño del flóculo (1)
0,3 0,5 mm 0,5 0,75 mm 0,75 1,0 mm 1,0 1,5 mm
1,5 2,25 mm 2,25 3,0 mm 3,0 4,5 mm
A B C D
E F G
14. Sedimentación 15
Al graficar estos parámetros,
se establece la curva teórica de ve
locidad de sedimentación versus efi
ciencia (figura 76).
En la figura anterior, es impor
tante observar lo siguiente:
La curva no pasa por el ori
gen. Esto implica que siempre se ten
drá una fracción Cf de partículas que
no serán removidas por el sedimen
tador aun cuando se apliquen veloci
dades muy bajas de sedimentación.
Esto implica, en la práctica, la nece
sidad de contar con una unidad pos
terior al sedimentador que sea capaz
de remover estas partículas. En una
planta de tratamiento de agua esta unidad es el filtro.
Otra característica de esta curva es la tendencia asintótica cuando esta se
aproxima al eje de las ordenadas. Esta tendencia permite definir una velocidad de
sedimentación mínima para aplicaciones prácticas de diseño. No tendrá ningún
sentido práctico seleccionar velocidades de sedimentación menores a este valor
mínimo, ya que se incrementaría el área de la unidad y no se conseguiría mayor
eficiencia de remoción.
Entonces, si se tiene en cuenta que no todos los sólidos serán removidos en
esta unidad, la curva no pasa por el origen y el primer término de la ecuación 18 es
igual a:
El segundo término, a su vez, es igual al área sombreada de la figura 6.
( )
Cf
C
V
2
V
+
a
=
dc
.
V
V
1
0
C
0
S
S
S
0
∫
Figura 76. Curva de variación de
eficiencia en función de la velocidad
de sedimentación (1)
Co
1Co
V
s
Cf
V
s
}.dc
a
C = Fracción remanente
T
T
de turbiedad
T
o
(1 C) = [1 (C
o
Cf)]
15. 16 Manual I: Teoría
Por lo tanto, la remoción total será:
(19)
Conocido el porcentaje de remoción total alcanzado para cierta velocidad
de sedimentación, es posible encontrar una velocidad de sedimentación que per
mita conseguir una remoción total para lograr una determinada calidad de agua
efluente del decantador.
Sedimentación de partículas floculentas con caída interferida. En ba
jas concentraciones de partículas, estas sedimentan o decantan libremente; en
cambio, con alta concentración de partículas floculentas (superiores a 500 mg/L),
las partículas se encuentran a distancias tan reducidas que se adhieren entre sí y
sedimentan masivamente. Así, se crea una clara superficie de separación entre
los flóculos y el líquido que sobrenada y esto da origen al fenómeno de sedimenta
ción conocido con los nombres de decantación interferida o zonal.
Klinch establece las hipótesis fundamentales para la decantación interferi
da, en la cual la velocidad de caída de una partícula depende principalmente de la
concentración de las partí
culas.
Al llenar una columna
de sedimentación de altura
y diámetro adecuados con
una suspensión floculenta
de elevada concentración,
se tiene inicialmente una
concentración uniforme en
toda la altura de la colum
na (h
o
). En diferentes tiem
pos se mide la altura de la
capa superior de los lodos
y se obtiene una curva tal como la que aparece en la figura 77, que tiene los
siguientes rasgos:
Zona AB. La superficie de separación es muy definida. Esta es una fase
de coalescencia de los flóculos seguida de una zona muy pequeña de decantación
libre (en la mayoría de casos, esta primera zona no se produce).
Figura 77. Decantación por caída interferida (1)
Tiempo
Altura
A
Zona clasificada
Decantación
frenada
C,V = C
Zona de transición
o desaceleración
Compresión
B
C
D
E
Decantación por
partícula discreta
( )
[ ] ( )
Cf
C
V
2
V
a
Cf
C
1
R 0
S
S
0
T
+
+
=
16. Sedimentación 17
Zona BC. Tiene una pendiente rectilínea. Corresponde a una velocidad de
caída constante definida únicamente por el tipo de floculación y la concentración
de las partículas. Al
incrementarse la con
centración inicial de las
partículas disminuye la
velocidad. A esta zona
se la denomina decan
tación frenada.
Zona CD. En
esta zona se produce la
disminución progresiva
de la velocidad de caí
da. Se denomina zona
de desaceleración o
transición.
Zona DE. En
esta zona los flóculos se
tocan y ejercen presión
sobre las capas inferiores, puesto que están soportados por estas. Se le llama
zona de compresión.
Si consideramos, por simplicidad, que al decantarse una suspensión con
centrada no se produce la primera zona, se obtienen las alturas de separación de
interfase como se indica en la figura 78.
En el triángulo BOC, la concentración y la velocidad de caída son constan
tes e iguales, respectivamente, a los valores iniciales en B.
En el triángulo COD, las curvas de equiconcentración son rectas que pasan
por el origen, lo que significa que, desde los primeros momentos de la sedimenta
ción, las capas más próximas al fondo se tocan y pasan por todas las concentra
ciones comprendidas entre la concentración inicial y la concentración al punto D,
principio de la compresión.
Para calcular la concentración en un punto M de la parte CD, se traza la
tangente en M, que corta al eje de ordenadas en h
i
.
O t
1
t
2
t
3
t
4
t
Tiempo
b
B
C
M
D
d
c
h
hi
h
hj
hd
Figura 78. Análisis de la curva de
decantación interferida (1)
17. 18 Manual I: Teoría
La altura h
i
permite calcular la concentración C
i
, correspondiente al punto M:
(20)
A la cual corresponde una velocidad de caída V
1
= dh/dt (pendiente de Mh
i
).
La concentración media del fango en toda la altura h será:
(21)
1.5 Factores que influyen en el proceso
Los siguientes factores influyen en el proceso de sedimentación o decanta
ción:
1.5.1 Calidad de agua
Las variaciones de concentración de materias en suspensión modifican, en
primer lugar, la forma de sedimentación de las partículas (con caída libre o inter
ferida), así como las propiedades de las partículas modifican la forma de depósito
(sedimentación para partículas discretas y decantación para partículas floculentas).
Adicionalmente, variaciones de concentración de partículas o de tempera
tura producen variaciones de densidad del agua y originan corrientes cinéticas o
térmicas que, a su vez, generan cortocircuitos hidráulicos en las unidades.
Al entrar agua más fría al sedimentador, la masa de agua se desplaza por el
fondo de este y produce el tipo de corriente indicada en la figura 79(a).
En cambio, con agua más caliente, se produce el fenómeno inverso, que
aparece indicado en la figura 79(b).
En el caso de variar la concentración, se producen corrientes de densidad
por diferencias en las distintas masas de agua, que suelen crear fuerzas más
importantes que las térmicas. En la figura 710 se indican las densidades del flóculo
producido con distintas concentraciones de suspensión de caolín. Haciendo la misma
consideración anterior, un volumen de agua de 100.000 m
3
con 20 mg/L de caolín
pesaría 100.560 t y con 80 mg/L, 102.250 t, lo que da una diferencia de 960 t ó
6,9 kg/m
3
.
i
0
0
i h
h
C
=
C
h
h
C
=
C 0
0
19. 20 Manual I: Teoría
Adicionalmente, la presencia de flujo de pistón mejora el proceso y el flujo
mezclado no lo favorece.
b) En la zona de entrada
La zona de entrada en un sedimentador es un conjunto de estructuras que
debe permitir una distribución uniforme del flujo de agua hacia la zona de sedi
mentación. En una unidad de sedimentación convencional de flujo horizontal,
esta distribución uniforme debe darse a todo lo ancho de la unidad y en profun
didad.
Las alteraciones del flujo en la zona de entrada deben evitarse y su presen
cia puede deberse a una velocidad excesiva del flujo en la entrada del sedimentador,
o a que los orificios de ingreso sean muy grandes y el movimiento de las paletas
del floculador sea tal que comunica demasiada energía al flujo. Al no haber disi
pación de esta energía en el tabique divisorio (caso de unidades convencionales
de flujo horizontal), las masas de agua entran con diferente gradiente de veloci
dad, creando turbulencias que pueden extenderse dentro de la zona de sedimenta
ción.
Similarmente, puede mencionarse como causa de corrientes cinéticas la
distribución desigual del flujo en la entrada del sedimentador (orificios de distin
tos diámetros o algunos parcialmente obstruidos), la existencia de tabiques que
dejan pasar el agua solamente por el fondo, vertederos, etcétera, lo que produce
corrientes como las indicadas en la figura 711 y que adicionalmente modifican
el tiempo de retención.
c) En la zona de salida
Esta zona se caracteriza por permitir una recolección uniforme de agua
sedimentada a una velocidad tal que evite arrastrar flóculos en el efluente. Canaletas
de pequeña longitud, mal ubicadas, mal niveladas o impropiamente diseñadas pro
ducen cortocircuitos hidráulicos y zonas muertas que pueden inutilizar grandes
áreas de los sedimentadores.
En la figura 712 se esquematizan las modificaciones normales de las líneas
de flujo debido a las estructuras de la zona de salida.
20. Sedimentación 21
Figura 712. Efecto de la zona de salida en las líneas de flujo (1)
Figura 711. Corrientes cinéticas (1)
Dirección
actual
Dirección
original
Entrada
de
agua
Vertedero
de
salida
Flujo
remanente
a) Planta Cortocircuito
b) Corte longitudinal Cortocircuito y espacios muertos
Red de líneas de flujo
Salida
Entrada
H
L
V
V
V
o
V
o
v
o
L
L
V
A
B
V
21. 22 Manual I: Teoría
1.5.3 Factores externos
Paradójicamente, los factores externos al proceso de sedimentación —acon
dicionamiento previo (procesos previos a la sedimentación), prácticas opera
cionales y factores ambientales— son los que tienen más influencia en la eficien
cia de un sedimentador o decantador.
Buena o inadecuada coagulación y floculación ocasionan, respectivamen
te, altas o bajas eficiencias en los decantadores. Idéntico comentario cabe realizar
acerca de la operación y el estado de la unidad, así como sobre los programas de
mantenimiento existentes. A la vez, el viento, al soplar sobre la superficie de los
sedimentadores, puede producir corrientes de suficiente intensidad como para in
ducir cambios en la dirección del flujo y alterar el precario equilibrio de las masas
de agua.
En unidades
grandes el viento
puede crear oleajes
de cierta magnitud,
lo que interfiere el
proceso o desequi
libra la distribución
del flujo en las
canaletas de salida.
En la figura
713 se indica la in
fluencia de la velo
cidad del viento en
la eficiencia de un
sedimentador.
2. CLASIFICACIÓN DE UNIDADES
La sedimentación o la decantación se realizan en reactores denominados
sedimentadores o decantadores, de acuerdo con el tipo de partícula que se re
mueva en cada unidad. La clasificación más recomendable es la siguiente:
1,0
0,9
0,8
Figura 713. Influencia del viento en la eficiencia
de los sedimentadores (1)
Eficiencia
Carga superficial m
3
/m
2
/d
Velocidad del viento m/seg
45
40
35
30
8 4 2 2 4 6 8
0,7
22. Sedimentación 23
· Sedimentadores o decantadores estáticos
· Decantadores dinámicos
· Decantadores laminares.
A continuación se analizarán las diversas unidades.
2.1 Sedimentadores y decantadores estáticos
2.1.1 Criterios generales
En este tipo de unidades puede producirse sedimentación o decantación,
normalmente con caída libre, en régimen laminar turbulento o de transición.
En estas unidades la masa líquida se traslada de un punto a otro con movi
miento uniforme y velocidad V
H
constante. Cualquier partícula que se encuentre
en suspensión en el líquido
en movimiento, se moverá
según la resultante de dos
velocidades componentes:
la velocidad horizontal del
líquido (V
H
) y su propia
velocidad de sedimenta
ción (V
S
). Véase la figura
714.
En un sedimentador
ideal de forma rectangular
y con flujo horizontal, la re
sultante será una línea rec
ta. Asimismo, otras partícu
las discretas se moverán
en lugares geométricos
paralelos. Estableciendo
semejanzas entre los trián
gulos formados por las ve
locidades y las dimensio
nes del decantador, donde
(L) es la longitud y (H) la
altura, se obtiene:
Figura 714. Trayectoria ideal de partículas
discretas (1)
Velocidades
L
H
a
b
c
d
e
f
V
v
v s
vh
Corte longitudinal
de un
sedimentador
B
Planta de un
sedimentador
L
H
a
b
c
d
e
f
h
V
V
v s
v = 0
v = h vs
H
24. Sedimentación 25
En la figura 715 se esquematizan las diferentes zonas de un sedimentador
o decantador.
2.1.3 Tipos de unidades
Desarenadores. Los
desarenadores tienen por
objeto remover del agua cru
da la arena y las partículas
minerales más o menos finas,
con el fin de evitar que se
produzcan sedimentos en los
canales y conducciones, para
proteger las bombas y otros
aparatos contra la abrasión y
para evitar sobrecargas en
las fases de tratamiento si
guiente y la interferencia en
los procesos de coagulación
floculación.
El desarenado se re
fiere normalmente a la remo
ción de las partículas supe
riores a 0,2 milímetros. Una
granulometría inferior corres
ponde a los procesos de
presedimentación o sedimen
tación.
El estudio teórico del desarenado está relacionado con el de los fenómenos
de sedimentación en caída libre.
Al estudiar la ubicación de una captación, debe evitarse al máximo el arras
tre de arena, diseñando este tipo de unidades cuando la calidad de agua así lo
exige.
En el caso particular de que se incluya en la instalación un presedimentador,
se podrán eliminar en el desarenador solamente partículas de dimensiones supe
Figura 715. Zonificación de un sedimentador (1)
Zona de sedimentación
Zona de sedimentación
Planta
Corte longitudinal
Zona
de
salida
Zona
de
entrada
Zona
de
salida
Z.
de
entrada
Zona de
lodos
D
E S
25. 26 Manual I: Teoría
riores a 0,3 milímetros
de diámetro. Si la insta
lación incluye tamizado
o microcernido (con
mallas de 1 a 2 milíme
tros, por ejemplo), debe
rá efectuarse un desare
nado previo para evitar
problemas en los tami
ces.
Generalmente,
los desarenadores tie
nen forma rectangular,
como se muestra en la
figura 716.
Unidades de
flujo horizontal.Estos
sedimentadores se cla
sifican, de acuerdo con
la forma de su planta, en
rectangulares, circula
res y cuadrados.
Los decantadores o sedimentadores rectangulares tienen la forma y carac
terísticas detalladas en la figura 717, con la ventaja de que permiten una implan
tación más compacta, aunque su costo es más elevado. Normalmente, tienen una
relación longitud/ancho comprendida entre 3 y 6 y una profundidad de 2,50 a 4,00
metros.
Los sedimentadores o decantadores de forma circular o cuadrada (figura
718) disponen normalmente de una zona de entrada ubicada en el centro de la
unidad. Están provistos generalmente de una pantalla deflectora que desvía el
agua hacia el fondo de la unidad. El flujo en la zona de sedimentación es horizon
tal. Están provistos de canaletas (periféricas y/o radiales) para la recolección de
agua sedimentada. El fondo es inclinado hacia el centro de la unidad, donde se
ubica un sumidero para la recolección de lodos. La profundidad normal de estas
unidades está comprendida entre 2,00 y 3,50 metros.
Figura 716. Desarenador rectangular (1)
Rebose
Entrada
Desagüe
Salida
Desarenador
N.° 1
Desarenador
N.° 2
Canal de
entrada
Deflector
Canal de
salida
Vertedero
de salida
Cortes rectangulares
Planta
27. 28 Manual I: Teoría
Figura 717. Sedimentadores o decantadores estáticos rectangulares (1)
a) Sedimentadores horizontales de forma rectangular
Zona de lodos
Ancho del
tanque
Zona de
entrada
Entrada
de agua
Salida de
agua
Vertederos de
salida
Vertederos de
salida A
A
Longitud del tanque
Recolección
de lodos
Nivel del agua
Corte longitudinal
Profundidad
del tanque
Motor
Canal de agua
sedimentada
Extracción
de lodos
Concentrador
de lodos
Cadena Sección
Ruedas
Motor
Sedimentador
Tracción Puente
Canal de agua
sedimentada Puente
Sección
Zapatas
Zapatas
Concentrador
de lodos
Extracción
de lodos Puente barrelodos
A = Llegada de agua
B = Salida de agua
Planta
Sedimentador
Cadena barrelodos sin desnatador
B
Decantador rectangular de rasquetas
b) Sistemas de remoción de lodos en sedimentadores rectangulares
B
B
30. Sedimentación 31
Figura 720. Sedimentador estático de flujo helicoidal (1)
2.2 Decantadores dinámicos
2.2.1 Criterios generales
La teoría de la decantación interferida se aplica a este tipo de unidades. Se
requiere una alta concentración de partículas para incrementar las posibilidades
de contacto en un manto de lodos que tiene una concentración de partículas de 10
a 20% en volumen.
En el proceso, el flóculo no conserva su peso específico, su tamaño ni su
forma constante. Las partículas pequeñas que entran por el fondo son arrastradas
c) Corte típico
b) Corte típico
a) Planta típica
Entrada de
agua
Salida
de agua
Canal distribuidor
Entrada de agua
Salida de agua
Canal de
recolec
ción de agua
sedimentada
Entrada de
agua
Salida
de agua
32. Sedimentación 33
Cuadro 72. Características de decantadores de manto de lodos (1)
Tipo de Control de la
suspensión Mezcla de lodos altura del manto Tipo de flujo
de lodos
Hidráulica Sin recirculación Con vertedero Constante
Sin vertedero Pulsante
Sin recirculación Con vertedero Constante con
Mecánica separación dinámica
Con recirculación Sin vertedero Constante con agitación
A continuación se descri
ben algunos de los tipos princi
pales de unidades.
Unidades de manto de
lodos con suspensión hi
dráulica. Estas unidades fue
ron las primeras que se cons
truyeron. Consisten esencial
mente en un tanque de fondo
cónico o tronco piramidal, en
cuya parte inferior se inyecta
el agua cruda que asciende dis
minuyendo la velocidad a me
dida que el área aumenta y
manteniendo así un manto de
lodos hidráulicamente suspen
dido. Figura 722.
Los lodos se extraen pe
riódicamente por un tubo que
baja hasta el fondo. Esta ex
tracción puede ser hecha en
forma manual o automática.
La entrada del agua pue
de hacerse inyectando el flujo
Figura 722. Decantadores de manto de lodos
con suspensión hidráulica (1)
Cono difusor
Canaleta de recolección
de agua sedimentada
Canal de agua
sedimentada
Entrada de
agua cruda
Purga de
lodos
Clarificador con fondo cónico
Sedimentador de Bacchus Marsh
Manto de lodos
D
S
A
A
B
C
D
C
33. 34 Manual I: Teoría
directamente en el fondo para que se produzca turbulencia al chocar contra las
paredes del fondo.
Para obtener un buen rendimiento, debe prestarse especial atención a la
forma de entrada del agua. Excesiva turbulencia puede producir perturbaciones
que afectan todo el manto de lodos.
La ventaja de estas unidades es que no son patentadas; no tienen, por lo
general, ninguna pieza movible dentro del tanque ni requieren energía eléctrica
para su funcionamiento.
Algunos proyectistas prefieren utilizar vertederos en la parte superior para
el control de la altura del manto de lodos, de modo que se viertan en un
concentrador lateral.
Unidades de manto de lodos con suspensión mecánica. Las unidades
que usan sistemas mecánicos para mantener el manto de lodos en suspensión
pueden ser, en general, de tres clases:
a) De agitación
b) De separación
c) Pulsante o de vacío.
· Unidades de manto de lodos con agitación simple
Las unidades de agitación simple consisten en tanques por lo general cir
culares, en los cuales al agua es inyectada por abajo, de tal forma que se distribu
ya en el fondo.
Un agitador mecánico que gira lentamente en el fondo, movido por un mo
tor o por agua a presión, mantiene las partículas en suspensión y recolecta los
lodos en un concentrador, de donde son removidos periódicamente (figura 723).
El agua tiene que ascender hasta las canaletas periféricas superiores y se filtra a
través del manto de lodos. En estas unidades no existe recirculación de lodos.
· Unidades de manto de lodos con separación dinámica
Las unidades que emplean separación dinámica utilizan una turbina que
gira a alta velocidad, colocada en el centro del tanque, la cual impulsa el flujo
35. 36 Manual I: Teoría
Los lodos son recogidos en el concentrador en un sector del tanque y ex
traídos automáticamente cada cierto tiempo según la turbiedad del agua cruda
(figuras 724 a 726).
En el decantador de Brno (Checoslovaquia) el manto de lodos queda sus
pendido hidráulicamente en las secciones troncopiramidales laterales, si bien
dicho decantador tiene un sistema de floculación separado del de sedimentación;
además, tiene una serie de vertederos sumergidos para controlar la altura del
manto. El lodo que cae es recogido en los concentradores inferiores y extraído
periódicamente.
Similar solución se utiliza en el decantador con circulación de lodos Aquazur
B de Degremont, que dispone de una zona central de floculación rodeada por una
zona de decantación. Ambas zonas se comunican por arriba y por abajo. El agua
cruda llega por un canal circular situado alrededor de la columna central de mezcla.
Una turbina situada en la parte superior de la zona de floculación hace que
el agua floculada pase a la zona de decantación.
Figura 725. Unidades de separación dinámica
Decantador de Brno (Checoslovaquia) (1)
Agua clarificada
Canaletas
Ranura
Efluente
Manto de lodos
Mezclador Vaciado y lavado
Concentrador
de lodos
Tubo perforado
Vertedero sumergido
para control de mando
Agua cruda con
coagulantes
37. 38 Manual I: Teoría
Campana
Primer tiempo
Campana
Segundo tiempo
D
S
I
B
E
F
C
A
D
S
I
E
F
C
A
V
El sistema requiere,
por lo tanto, dos tiempos (fi
gura 727). En el primero,
la válvula de aire V se en
cuentra cerrada. El flujo as
ciende por la campana A,
mientras que el agua en el
decantador D permanece
en reposo, de manera que
puede decantar.
En el segundo tiem
po, al alcanzar el agua el
nivel Sen la campana, la vál
vula de aire V se abre y el
agua de la campana pene
tra en el decantador D. En
tonces, los lodos se elevan
con el flujo y el exceso pe
netra en el concentrador C.
El agua decantada se reco
ge en E. Cuando el flujo al
canza el nivel I en la cam
pana A, se cierra la válvula
V
. Los fangos depositados
en el concentrador se ex
traen automáticamente por
medio de válvulas F.
2.3 Decantadores laminares
2.3.1 Teoría de la sedimentación laminar
Como se analizó anteriormente, la eficiencia de los decantadores clásicos
de flujo horizontal depende, principalmente, del área. De este modo, si se introdu
ce un piso intermedio a una altura (h) a partir de la superficie, las partículas con
una velocidad de sedimentación V
Sb
< V
SC
serían removidas, como lo demuestra la
figura 728, cosa que antes no ocurría.
Figura 727. Decantadores de manto de lodos
del tipo pulsante (1)
38. Sedimentación 39
Se podría admitir que
la capacidad de clarificación
del decantador aumentaría
con la duplicación del área
horizontal (figura 729). Hace
más de 45 años se propuso
inclusive un decantador con
varios pisos horizontales, con
un espaciamiento de 15 cen
tímetros entre ellos y con re
moción mecanizada de lodo.
Se considera que tres
son los efectos que favorecen la remoción de las partículas en este tipo de unida
des: (i) aumento del área de sedimentación, (ii) disminución de la altura de caída
de la partícula y (iii) régimen de flujo laminar.
Debido a las dificultades de mantenimiento, este tipo de unidades perma
neció olvidado por mucho tiempo hasta que, a mediados de la década de 1960, se
empezó a investigar la sedimentación en tubos inclinados, donde el lodo deposi
tado escurre hacia la parte inferior, sin interferir con las características de la ins
talación.
Figura 728. Efecto de introducción de
superficies intermedias de sedimentación en los
decantadores convencionales (1)
D
B
1
A
B
A
H
V
sc
V
sb
h
40. Sedimentación 41
2.3.2 Trayectoria de una partícula en placas paralelas
Cuando una par
tícula asciende con una
velocidad media V 0
,
arrastrada por el flujo
entre dos placas parale
las que forman un ángu
lo q con la horizontal, la
velocidad resultante que
determina la trayectoria
de la partícula puede
descomponerse en dos
componentes: V
x
y V
y
.
Consideremos los triángulos FBC y HIG:
(27)
De donde:
(28)
Considerando la longitud relativa:
(29)
y sustituyendo en (28), se obtiene:
(30)
Las velocidades componentes de Vs
C
según los ejes X e Y son:
(31)
Figura 730. Trayectoria de una partícula
en placas paralelas inclinadas (2)
Y
X
V
e
l
=
V
e
l
=
L
X
Y
V
l
=
V
e
X
Y
V
=
V
L
θ
Cos
Vs
=
V C
Y
q
F
l e
B
C
V
y
G
V Sen
sc
V sc
V o
V x
V y
V cos
sc
V o
V Sen
sc
H
I
q
q
q
41. 42 Manual I: Teoría
(32)
Reemplazando los valores V
X
y V
Y
en la ecuación (30), se obtiene:
(33)
Despejando (Vs
C
), se obtiene:
(34)
Yao (4) establece:
(35)
(36)
Cuadro 73. Valores de S según el tipo de módulo(2)
Tipo de módulo S
Placas planas paralelas 1
Tubos circulares 4/3
Tubos cuadrados 11/8
Placas onduladas paralelas 1,30
Otras formas tubulares 1,33 –1,42
El parámetro S caracteriza la eficiencia del sedimentador y su valor crítico
Sc para el caso de placas planas paralelas es 1. Cualquier partícula suspendida
con S > 1 será teóricamente removida.
El valor de Vs
c
en las expresiones anteriores representa la velocidad de
caída de la partícula crítica, equivalente a la que habría en un sedimentador con
vencional de flujo horizontal teóricamente de igual eficiencia.
θ
Sen
Vs
V
=
V C
0
X
θ
Sen
Vs
V
=
θ)
Cos
(Vs
L C
0
C
θ
Cos
L
+
θ
Sen
V
=
Vs 0
C
θ)
LCos
+
θ
(Sen
V
Vs
=
S
0
C
θ
LCos
+
Sen θ
SV
=
Vs 0
C
42. Sedimentación 43
Esto significa que si en un decantador convencional la carga superficial es
Vs
c
= Q/A, en uno de flujo inclinado, para obtener la misma eficiencia teórica, la
relación sería igual a:
(37)
donde:
f = Sen q + L Cosq, factor de área
A
o
= Área superficial perpendicular a las placas
A = Área superficial horizontal del decantador convencional.
2.3.3 Factores que influyen en el proceso
Influencia de L y q en la eficiencia del decantador. La ecuación (35),
reescrita para la trayectoria crítica, es:
(38)
La figura 731 muestra la variación de (Vs
C
/ V
o) en función de (L), con (q = 0)
y un valor fijo de(V
o), para ductos
de sección circular y placas pa
ralelas. Para los dos tipos de
sedimentadores, el valor de (Vs
C
)
disminuye rápidamente con el au
mento de (L), con lo que se ob
tiene un aumento significativo de
la eficiencia hasta (L = 20). A
partir de este valor, el valor de
Vs
C
tiene poca variación.
El comportamiento es si
milar en el decantador de placas
paralelas y se cumple también
para otros ángulos, como lo
muestra la figura 732.
A
Q
=
f
A
Q
=
Vs
0
C
θ
Cos
L
+
θ
Sen
Sc
=
V
Vs
0
C
Figura 731. Variación de Vsc en
función de (L) (2)
Vs
C
Vo
Ducto de sección circular
Placas paralelas
1,0
,8
,6
,4
,2
0
0 20 40 60 80 100
q = 0°
43. 44 Manual I: Teoría
Para facilitar el desliza
miento del lodo depositado so
bre las placas, el valor deq que
se adopta para diseños es de
60°.
Establecimiento del ré
gimen laminar. El desarrollo
de las ecuaciones anteriores
fue hecho para régimen lami
nar. Sin embargo, en la prácti
ca existe una región de transi
ción hasta que todo el escurri
miento se vuelva laminar, con
forme lo muestra la figura
733. De este modo, a la lon
gitud de sedimentación debe
ría agregarse una longitud L’,
correspondiente a la región de
transición.
Figura 733. Desarrollo de la capa límite caracterizando
la zona de transición (2)
La longitud relativa L’ para la región de transición en un ducto circular
puede ser estimada mediante la expresión:
(39)
Flujo
Velocidad
uniforme
Capa límite
Velocidad
promedio
Zona de transición
Flujo
laminar
U
Figura 732. Eficiencia del decantador de placas
en función de la longitud relativa (2)
q = 40°
q = 20°
Vs
C
V
o
,8
,6
,4
,2
0
0 20 40 60 80 100
L
Re
0,058
,
L =
44. Sedimentación 45
donde:
Re = Número de Reynolds
Aunque la ecuación anterior haya sido desarrollada para ductos circulares,
también es aplicada para el caso de placas paralelas. En la figura 733 la región
de transición se caracteriza por una combinación de régimen uniforme con el
laminar. Se demuestra que el rendimiento del sedimentador con escurrimiento
uniforme es semejante al del sedimentador con régimen laminar y, por lo tanto, la
región de transición no debe afectar significativamente la eficiencia de remoción.
Sin embargo, para efectos de diseño, ha sido común adoptar una longitud relativa
L
T
, igual a la suma de (L + L
T
), con lo cual resulta un coeficiente de seguridad.
V
elocidad del flujo o velocidad de escurrimiento. El análisis de la ecua
ción (35) revela que cuanto mayor es V
o
, mayor deberá ser Vs
c
para que resulte el
mismo valor de S, siendo L y q fijos.
Por otro lado, la velocidad V
o
debe ser tal que no acarree el arrastre de los
flóculos depositados. La velocidad V
o
no debe superar la velocidad de escurrimiento
máxima (V’o) definida por la ecuación:
(40)
Número de Reynolds. De acuerdo con la literatura y las evaluaciones de
plantas, se han conseguido mejores resultados con los decantadores de ductos o
placas con números de Reynolds inferiores a 500.
El número de Reynolds es calculado por la siguiente expresión:
(41)
donde:
Rh = Radio hidráulico, cm
V
0
= Velocidad media del flujo de agua, cm/s
= Viscosidad, cm
2
/s
8
Re
Vs
=
V c
0
'
μ
V
.
Rh
.
4
=
Re 0
μ
45. 46 Manual I: Teoría
(42)
donde:
b = Ancho del módulo de sedimentación, cm
d = Espaciamiento entre placas, cm
Otros factores que in
fluyen en el proceso. Los re
sultados obtenidos en la eva
luación de plantas de trata
miento de América Latina, di
señadas con nueva tecnología,
realizada por el CEPIS/OPS
con el auspicio de la Universi
dad de Oklahoma, la Agencia
para el Desarrollo Internacio
nal de Estados Unidos
(USAID) y el Centro Interna
cional de Investigaciones para
el Desarrollo (CIID), demues
tran la elevada eficiencia de
los decantadores laminares.
En la figura 734 se
presentan las eficiencias de di
versos proyectos de sedimen
tación. Se puede apreciar
comparativamente la elevada
eficiencia de los sedimentadores laminares estudiados. Asimismo, en la figura
735 se indica la eficiencia comparativa del sedimentador laminar de Prudentópolis,
Brasil, eficiencia que supera ampliamente los resultados obtenidos en prueba de
jarras de laboratorio.
La eficiencia de la sedimentación laminar depende de factores intrínsecos
a la carga superficial adoptada, de las características propias del agua tratada y
del diseño del sedimentador. A continuación se analizarán estos factores.
d)
+
(b
2
d
.
b
=
Rh
Figura 734. Eficiencia comparativa
entre decantadores convencionales y
unidades de placas paralelas (2)
Turbiedad de agua sedimentada U. T.
Sedimentador
de placas
La S
erena (1981)
C
a
li
C
o
lo
m
b
ia
Uníco da Victoria (1976)
M
a
n
i
z
a
l
e
s
C
o
l
o
m
b
i
a
R
i
o
d
e
J
a
n
e
i
r
o
B
r
a
s
i
l
C
hicago
W
ashington
N
e
w
S
p
r
in
g
w
e
ll
s
(
1
9
5
9
)
Alto da Boavista
São Paulo
Brasil (1970)
P
l
a
n
t
a
C
o
c
h
a
b
a
m
b
a
(
1
9
7
4
)
P
l
a
n
t
a
S
A
N
E
P
A
R
C
E
P
I
S
(
P
r
u
d
e
n
t
ó
p
o
l
i
s
)
1
9
7
6
B
a
y
C
i
t
y
Water Works Parks (1924)
Northcoast (1976)
Old Springwells (1933)
Curitiba (1976)
Turbiedad de agua sedimentada U. T.
46. Sedimentación 47
Carga superficial o tasa de
sedimentación. En el diseño de
sedimentadores laminares se con
sidera como parámetro de diseño
la carga por unidad de superficie,
la cual representa la velocidad crí
tica de sedimentación (Vs
c
) de una
partícula típica.
Teóricamente, cualquier par
tícula con velocidad igual o mayor
a la crítica será automáticamente
removida.
Esta velocidad de sedimen
tación (Vs
c
) debe ser determinada
sobre la base de ensayos de labo
ratorio, teniendo en cuenta el criterio de elegir una velocidad de sedimentación
que permita conseguir un efluente de una calidad que no sobrecargue la unidad de
filtración.
En la sedimentación la
minar la eficiencia decrece a
medida que aumenta la carga
superficial en las celdas.
Usando la teoría de
Hazen, Yao (4) compara las
curvas de comportamiento ob
tenidas según dicha teoría en
sedimentadores convenciona
les de flujo horizontal y las de
los decantadores tubulares,
conforme se presenta en la fi
gura 736.
Se puede observar tam
bién que los decantadores
laminares pueden soportar
Figura 735. Correlación teórica y real de
turbiedades de agua cruda y sedimentada (4)
Figura 736. Comparación entre un decantador
convencional y un decantador tubular (2)
Turbiedad de agua sedimentada
0 1 2 3 4 5 6 7
1000
100
10
Turbiedad de agua cruda (U. J)
R
e
s
u
l
t
a
d
o
s
d
e
p
l
a
n
t
a
d
e
t
r
a
t
a
m
i
e
n
t
o
Resultados de pruebas de jarras
Equivalencia
Porcentaje
Carga superficial equivalente m
3
/m
2
/día
0 20 40 60 80 100
100
90
80
70
60
50
40
Decantador
tubular
Decantador
convencional
n = 1
n = 1
3
n = a
47. 48 Manual I: Teoría
mejor las sobrecargas, con
menos pérdida de eficien
cia que los convencionales.
Las cargas normales fluc
túan entre 60 y 240
m
3
/m
2
∙d, con valores me
dios de 120 a 180 m
3
/m
2
∙d.
Se sugiere el uso de sedi
mentadores piloto o por lo
menos de ensayos de ve
locidad de sedimentación
de partículas a nivel de la
boratorio, para fijar las car
gas superficiales de diseño
de estas unidades.
La evaluación de los
sedimentadores laminares
de Cochabamba, Bolivia
(figura 737), demuestra la
variación de la eficiencia
tanto teórica (prueba de ja
rras) como real (valores
mínimos y máximos) al va
riar las cargas superficia
les.
Características de las aguas. Entre las características de las aguas que
más influencia tienen en la eficiencia de un sedimentador laminar cabe mencionar
las siguientes:
a) Calidad del agua (turbiedad y color)
Los resultados de la evaluación de la planta de tratamiento de agua de
Cuenca, Ecuador, demuestran que la eficiencia de un sedimentador laminar es
directamente proporcional a la turbiedad y el color del agua cruda. Conservando
constante la carga superficial (120 m
3
/m
2
∙d), se obtuvieron eficiencias de 88,9%
con turbiedades de agua cruda comprendidas entre 5 y 27 UNT; con turbiedades
comprendidas entre 100 y 1.000 UNT, se obtuvieron eficiencias mayores de 99%
Figura 737. Datos comparativos de eficiencias
teóricas y reales en sedimentación (2)
Carga superficial equivalente m
3
/m
2
/día
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Mínima
eficiencia
Eficiencia
teórica
Máxima
eficiencia
95
90
85
80
75
70
65
60
Eficiencia TR
48. Sedimentación 49
y, con una turbiedad máxima de 1.500 UNT, se alcanzó una eficiencia de 99,9%.
La eficiencia remocional del color es menor. Se obtuvieron eficiencias de 67,7 y
78,7% para valores de color comprendidos entre 8 y 15 UC y 24 y 52 UC.
b) Temperatura del agua
La influencia de la temperatura del agua de acuerdo con la evaluación de la
planta de agua de Cochabamba, Bolivia, parece ser mayor que la usualmente
considerada (figura 738). Con cargas constantes (120 m
3
/m
2
∙d) y calidad de agua
relativamente constante (turbiedad media de agua cruda de 9 UNT), se obtuvie
ron eficiencias de 91% para una temperatura de 4 ºC, que disminuyeron a 80%
para una temperatura de 11 ºC.
Influencia de la coagu
lación. Sin lugar a dudas, el
proceso de coagulaciónflocu
lación es el factor que mayor
influencia tiene en el rendi
miento y operación de los
sedimentadores laminares, tan
to en lo referente a la remo
ción de turbiedad como en la
calidad misma del agua, pues
to que puede regularse la con
centración y el volumen del
flóculo, variando los criterios
de diseño y las prácticas de
mezcla y coagulación, espe
cialmente el valor de GT, para
obtener diferentes tamaños de
flóculos con diferentes con
centraciones.
En general, se compro
bó en la evaluación de la plan
ta de tratamiento de agua de
Cuenca, Ecuador, que un
flóculo grande y esponjoso se
dimenta con dificultad, lo que
Figura 738. Influencia de la
temperatura del agua en la eficiencia
del decantador laminar (4)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12
100
90
80
70
Temperatura °C
Eficiencia
49. 50 Manual I: Teoría
disminuye el rendimiento del sedimentador en forma apreciable; en cambio, el
flóculo pequeño y compacto, producto de altos valores de G en la floculación,
sedimenta con mayor facilidad. Se logra un rendimiento mayor de los sedi
mentadores al usar polímeros, puesto que permiten incrementar el peso del flóculo.
En la figura 739 se representan los ensayos de remoción de turbiedad en
función de la calidad del flóculo en decantadores de placas planas. Como se pue
de apreciar comparativamente con la influencia de los otros parámetros, ninguno
tiene la importancia que revisten la coagulación y el proceso previo de acondicio
namiento del agua.
Características del sedimentador. Cabe mencionar como las más impor
tantes las siguientes:
a) Tiempo de operación
del sedimentador
Contrariamente a lo
que se esperaría, la eficiencia
de un decantador laminar
mejora con el periodo de fun
cionamiento. Los ensayos
realizados en Prudentópolis,
Brasil, demuestran que los
decantadores presentaron
eficiencias iniciales de 60%
(turbiedades de 6 UNT), que
se incrementaron en el lapso
de tres meses hasta alcanzar
valores de 95% (turbiedades
de una UNT), en los que per
manecían con un valor
asintótico (figura 740).
Figura 739. Eficiencia del decantador de placas en
función de la calidad del flóculo (5)
Carga superficial L/s/m
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
120 240 360 480 600
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Curva Flóculo
Deficiente
Normal
Óptimo
Sin floculación
Datos promedio de 3 ensayos
Turbiedad media = 76 ppm
3
1
4
2
Turbiedad remanente (%)
d = 5 cm
L = l = 20
d
50. Sedimentación 51
b) Características de los módulos
b.1) Tipo de módulo
Como se ha indicado anteriormente, cada tipo de sedimentador presenta
una velocidad crítica de sedimentación definida por el parámetro:
(43)
según los valores que se han indicado
anteriormente.
Ensayos realizados en Cuenca,
Ecuador, en plantas piloto, produjeron los
resultados que se indican en la figura
741, datos que pueden ser considera
dos como relativos y pueden ser usados
exclusivamente para fines comparativos,
pero que demuestran la validez de la teo
ría expuesta.
Experiencias realizadas por
Hazen y Culp demuestran la in
fluencia de la longitud relativa en
la remoción de la turbiedad (figu
ra 742). La investigación realiza
da en Cuenca, Ecuador, sobre este
aspecto se representa en la figura
743.
En los módulos patentados
se utilizan valores de L entre 10 y
12, pero para placas planas para
Figura 740. Variación de la eficiencia
de decantación en placas con el tiempo
de operación (4)
Figura 741. Estudio comparativo de
módulos de decantación laminar (4)
0
C
S
V
θ)
Cos
L
+
θ
(Sen
V
=
S
20
15
10
5
Nov. Dic. Ene. Feb. Mar. Abr.
1975 1976
Turbiedad de agua sedimentada (U.J.)
100 200 300 400 500
Carga m
3
/ m 2
/ día
Placas planas
L = 1/d = 20
Módulos tubulares
L = 1/d = 20
Radio de la onda = 5 cm
Placas corrugadas
L = 1/d =20
40
50
60
70
80
90
Turbiedad afluente = 67 ppm
Flóculo regular
Rendición de turbiedad (%)
51. 52 Manual I: Teoría
Figura 742. Eficiencia de los sedimentadores
tubulares (2)
1,00
0,98
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0,86
0,84
0,82
0,80
0,78
0,76
0,74
Relación L/e
98
96
94
92
90
88
86
84
82
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Longitud tubopies
Turbiedad renovada (%)
Turbiedad renovada (%)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sin polielectrolitos
Con polielectrolitos
1
Pg. diám. tubo
2
1 Pg. diám. tubo
2 Pg. diám. tubo
4 Pg. diam. tubo
lelas se recomienda utilizar
un valor de L = 20, valor
que comprende tanto la lon
gitud de transición como la
longitud de sedimentación.
b.2) Inclinación del
módulo
La figura 744 de
muestra los resultados de
experiencias de rendimien
to de sedimentadores de
placas planas cuando se
varía la inclinación. Se pue
de observar que se presen
ta una disminución lenta y
paulatina del rendimiento,
que decrece muy rápida
mente sobre los 40°. Los
sistemas con altos valores
de L se muestran más sen
sitivos a las variaciones de
la inclinación.
En un sedimentador
laminar se debe seleccio
nar una inclinación tal que
asegure una continua y efi
ciente remoción de lodos.
Las evaluaciones han demostrado que la inclinación de 60° favorece mucho este
efecto.
53. 54 Manual I: Teoría
2.3.4 Tipos de decantadores laminares
De acuerdo con la di
rección del flujo, los de
cantadores laminares pue
den clasificarse así:
a) De flujo horizontal
En estos el flujo del
agua es o tiende a ser ho
rizontal. La figura 745(a)
representa un sedimen
tador laminar con láminas
ligeramente inclinadas
con un ángulo de 5° (án
gulo de máxima eficiencia
remocional). En esta so
lución, se requiere inver
tir el flujo para realizar la
limpieza del sedimentador.
Esta solución es muy uti
lizada en plantas comer
ciales o plantas de peque
ña capacidad (inferior a
50 litros por segundo). Su
uso se limita únicamente
por razones económicas.
Para evitar el lavado y obtener al mismo tiempo máxima eficiencia y
escurrimiento de lodos depositados en las láminas, se puede recurrir a las solucio
nes indicadas en la figura 745(b). Estos son sedimentadores laminares de flujo
horizontal (máxima eficiencia), pero con láminas planas paralelas inclinadas para
obtener la pendiente necesaria de escurrimiento de flóculos.
Figura 745. Decantadores laminares de
flujo horizontal (6)
a) De láminas horizontales
Agua
cruda
Floculador
Filtros
Decantador
Coagulantes
b) De láminas inclinadas
Evacuación del
agua de lavado
5°
54. Sedimentación 55
b) De flujo inclinado
Este tipo de decantadores es el más usado. Generalmente, en la parte infe
rior del decantador se presenta una zona de distribución de agua. En la parte
media existen módulos inclinados con un ángulo de 60°. El agua decantada se
recolecta lateralmente en la parte superior (figuras 746 y 747).
Se puede aplicar con éxito decantación laminar con ciertas condiciones de
calidad de agua y material transportado, en nuevos diseños o en modificación de
desarenadores o sedimentadores convencionales de flujo horizontal, ya sea para
incrementar su eficiencia o su capacidad, o ambas cosas simultáneamente.
Figura 746. Decantador de placas con canaletas laterales de recolección
de agua decantada, tolvas continuas para lodos y extracción mediante
sifones (5)
Drenaje de lodos
Canal colector de
agua decantada
Tubería recolectora de
agua decantada
Canal distribuidor
de agua floculada
Orificio de
entrada
Placas de
asbestocemento
57. 58 Manual I: Teoría
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