Este documento presenta lineamientos para el diseño de desarenadores y sedimentadores en sistemas de abastecimiento de agua rural. Explica consideraciones generales como el pretratamiento, variables que afectan la sedimentación, información necesaria para el diseño e incluye alternativas de pretratamiento. También cubre el diseño de desarenadores y sedimentadores convencionales y laminares, incluyendo sus componentes y criterios de diseño. Finalmente, presenta ejemplos aplicativos para el diseño de ambas unidades.
Este documento presenta un manual para el uso del programa RIVER, desarrollado para proyectar obras de protección de cauces y defensas ribereñas. Explica los pasos para la instalación del programa y describe sus funciones principales, incluyendo el cálculo del caudal de diseño mediante métodos estadísticos, empíricos e instantáneos, y el cálculo y dimensionamiento de defensas enrocadas laterales y espigones.
El documento trata sobre el análisis de máximas avenidas. Explica que una avenida ocurre cuando el caudal de un curso de agua aumenta significativamente sobre el flujo medio, causando daños por erosión e inundación. Luego describe varios métodos para estimar las características de las máximas avenidas, como el método racional, empíricos, estadísticos-probabilísticos y el uso de hidrogramas unitarios. Finalmente, explica conceptos como período de retorno y distribuciones de probabilidad usadas en el an
Este documento presenta 13 problemas de ingeniería civil relacionados con la construcción y el transporte de materiales. Los problemas cubren temas como la capacidad y estibamiento de remolques, resistencia al rodamiento de vehículos, fuerza de tracción requerida para subir pendientes, y cálculo de la producción de maquinaria de construcción. Cada problema proporciona datos específicos y presenta la solución paso a paso.
Este documento describe varios métodos para calcular el tiempo de concentración y el número de curva en el análisis hidrológico de cuencas. Explica las definiciones de tiempo de concentración y número de curva, y presenta fórmulas como Témez, Williams, Kirpich y SCS para calcular el tiempo de concentración. También describe cómo se utiliza el número de curva para estimar la infiltración y escorrentía en una cuenca en función de las propiedades del suelo, uso del suelo y humedad.
Este documento presenta un manual técnico sobre válvulas ventosa. Explica las causas de la presencia de aire en las redes hidráulicas, como la liberación de aire disuelto en el agua o la entrada de aire desde el exterior. También describe el comportamiento del aire acumulado en las tuberías y los problemas que puede causar su presencia descontrolada, como roturas de tuberías. Finalmente, detalla sistemas para controlar el aire, como válvulas ventosa de efecto automático, cinético o doble efect
1) La socavación se produce por el aumento de la velocidad de la corriente durante las crecidas, lo que causa la erosión y levantamiento de sedimentos en el lecho del río. La construcción de puentes también puede inducir socavación al reducir el ancho del cauce.
2) La socavación pone en peligro la estabilidad de los cimientos de los puentes y ha causado fallas catastróficas en el pasado.
3) Es importante monitorear y cuantificar la socavación mediante el uso de instrumentos como var
Este documento presenta una introducción al diseño de bocatomas. Explica brevemente la historia del desarrollo de bocatomas en el Perú desde las épocas pre-inca e inca hasta la actualidad, destacando el uso progresivo de materiales como madera, piedra, acero y concreto. Además, enumera los elementos fundamentales que deben considerarse antes del diseño de una bocatoma, como la ubicación, topografía, condiciones geotécnicas e hidrológicas. Finalmente, adelanta que el document
La Ley de Darcy describe el flujo de agua a través de un medio poroso como el suelo. La permeabilidad del suelo depende del tamaño de grano y puede variar desde muy permeable en gravas y arenas hasta impermeable en arcillas. Las líneas de flujo y equipotenciales muestran la dirección y presión del agua que fluye a través de una presa y su fundación. El análisis de filtraciones permite estimar las pérdidas de agua y la distribución de presiones en una presa.
Este documento presenta un manual para el uso del programa RIVER, desarrollado para proyectar obras de protección de cauces y defensas ribereñas. Explica los pasos para la instalación del programa y describe sus funciones principales, incluyendo el cálculo del caudal de diseño mediante métodos estadísticos, empíricos e instantáneos, y el cálculo y dimensionamiento de defensas enrocadas laterales y espigones.
El documento trata sobre el análisis de máximas avenidas. Explica que una avenida ocurre cuando el caudal de un curso de agua aumenta significativamente sobre el flujo medio, causando daños por erosión e inundación. Luego describe varios métodos para estimar las características de las máximas avenidas, como el método racional, empíricos, estadísticos-probabilísticos y el uso de hidrogramas unitarios. Finalmente, explica conceptos como período de retorno y distribuciones de probabilidad usadas en el an
Este documento presenta 13 problemas de ingeniería civil relacionados con la construcción y el transporte de materiales. Los problemas cubren temas como la capacidad y estibamiento de remolques, resistencia al rodamiento de vehículos, fuerza de tracción requerida para subir pendientes, y cálculo de la producción de maquinaria de construcción. Cada problema proporciona datos específicos y presenta la solución paso a paso.
Este documento describe varios métodos para calcular el tiempo de concentración y el número de curva en el análisis hidrológico de cuencas. Explica las definiciones de tiempo de concentración y número de curva, y presenta fórmulas como Témez, Williams, Kirpich y SCS para calcular el tiempo de concentración. También describe cómo se utiliza el número de curva para estimar la infiltración y escorrentía en una cuenca en función de las propiedades del suelo, uso del suelo y humedad.
Este documento presenta un manual técnico sobre válvulas ventosa. Explica las causas de la presencia de aire en las redes hidráulicas, como la liberación de aire disuelto en el agua o la entrada de aire desde el exterior. También describe el comportamiento del aire acumulado en las tuberías y los problemas que puede causar su presencia descontrolada, como roturas de tuberías. Finalmente, detalla sistemas para controlar el aire, como válvulas ventosa de efecto automático, cinético o doble efect
1) La socavación se produce por el aumento de la velocidad de la corriente durante las crecidas, lo que causa la erosión y levantamiento de sedimentos en el lecho del río. La construcción de puentes también puede inducir socavación al reducir el ancho del cauce.
2) La socavación pone en peligro la estabilidad de los cimientos de los puentes y ha causado fallas catastróficas en el pasado.
3) Es importante monitorear y cuantificar la socavación mediante el uso de instrumentos como var
Este documento presenta una introducción al diseño de bocatomas. Explica brevemente la historia del desarrollo de bocatomas en el Perú desde las épocas pre-inca e inca hasta la actualidad, destacando el uso progresivo de materiales como madera, piedra, acero y concreto. Además, enumera los elementos fundamentales que deben considerarse antes del diseño de una bocatoma, como la ubicación, topografía, condiciones geotécnicas e hidrológicas. Finalmente, adelanta que el document
La Ley de Darcy describe el flujo de agua a través de un medio poroso como el suelo. La permeabilidad del suelo depende del tamaño de grano y puede variar desde muy permeable en gravas y arenas hasta impermeable en arcillas. Las líneas de flujo y equipotenciales muestran la dirección y presión del agua que fluye a través de una presa y su fundación. El análisis de filtraciones permite estimar las pérdidas de agua y la distribución de presiones en una presa.
Diseño de estructuras hidráulicas máximo villón bAlex Garcia
El documento presenta información sobre el autor Máximo Villón Béjar y su libro sobre el diseño de estructuras hidráulicas. El autor es ingeniero agrícola y ha obtenido maestrías en ingeniería de recursos hídricos y computación. El libro contiene 10 capítulos que describen el diseño de diferentes estructuras hidráulicas como transiciones, rápidas, caídas, vertederos laterales y desarenadores. El objetivo es contribuir a la formación de profesionales en el diseño de este tipo de estruct
Este documento presenta un reglamento técnico de diseño para el entibado de zanjas. Describe los aspectos generales del entibado, incluyendo su definición y necesidad de uso. Explica el cálculo del empuje de tierras, considerando el empuje activo, pasivo y de reposo. Finalmente, detalla los diferentes tipos de entibados y materiales utilizados.
1. Se calcula la profundidad normal de un canal trapezoidal de 3m de base para transportar un caudal de 10 m3/s. La profundidad obtenida es de 1.02m.
2. Se diseña un canal trapezoidal de sección máxima eficiente para conducir 17 m3/s a 0.9 m/s. Los resultados son: profundidad de 4.47m, ancho de base de 1.74m y pendiente de 0.00017.
3. Se determina el caudal en un canal trapezoidal a la salida de un depósito, obten
Este documento presenta información sobre el Módulo VII de un curso de especialización en riego tecnificado en cultivos de agroexportación. Incluye temas como la hidráulica de tuberías simples, ecuaciones para el cálculo de tuberías, conservación de energía, tuberías en serie y paralelo, y el uso del software WATERCAD.
Este documento presenta el cálculo de la población actual y futura de una ciudad ficticia mediante cuatro métodos (aritmético, interés simple, geométrico y parábola) y determina el promedio. Luego, estima la demanda de agua de la población de diseño considerando el consumo doméstico, usos complementarios y pérdidas. Finalmente, calcula los caudales de diseño diarios y horarios para el diseño del sistema de abastecimiento de agua.
Este documento resume el diseño de la Alternativa Huayrondo para el proyecto de Afianzamiento Hídrico del Valle de Tambo. La alternativa propone la construcción de una toma de captación, obras de encauzamiento, un canal de derivación, una presa de tierra en Huayrondo con una capacidad de 15 MMC, un canal de descarga y obras de arte para captar 3 m3/s durante las avenidas y almacenar el agua para garantizar el suministro durante los periodos de estiaje en el valle de Tambo. El área
Este documento presenta el trabajo de titulación para optar el título de Ingeniero Civil con mención en Hidráulica. El trabajo consiste en el diseño hidráulico de la estructura de salida del desarenador, canal de recolección y tanque de carga para caudales entre 20 m3/s y 2 m3/s en aprovechamientos hidroeléctricos. Se realiza una revisión de conceptos hidráulicos y se presentan bases para el diseño de cada una de las estructuras. Adicionalmente, se incluye una ho
Este documento presenta metodologías para el diseño de obras hidráulicas en estudios de prefactibilidad de pequeñas centrales hidroeléctricas. Inicia con una introducción sobre la importancia de las obras hidráulicas en estos proyectos. Luego describe metodologías para la hidrología, medición del salto y caudal, evaluación de la potencia hidráulica generada y análisis de información meteorológica. Finalmente presenta el diseño de obras como bocatoma, canal de conducción, desarenador
Manual de Ensayo de Materiales - MTC -2016.pdfEdisonOrconAcua
Este documento presenta un manual de ensayos de materiales dividido en 5 secciones. La sección 1 describe 133 métodos de ensayo para suelos. La sección 2 describe 23 métodos para agregados. La sección 3 describe 21 métodos para bitumens. La sección 4 describe 14 métodos para emulsiones asfálticas. Finalmente, la sección 5 describe 19 métodos para mezclas bituminosas. El manual provee información detallada sobre la realización de cada ensayo, incluyendo objetivos, alcances, equipos requeridos y procedimientos.
Este documento discute los criterios para determinar el tamaño adecuado de la revancha (margen de seguridad adicional) en canales de hormigón. Revisa varios métodos propuestos por autores expertos y luego propone directrices propias para la revancha en régimen subcrítico y supercrítico. La revancha depende de factores como el caudal, la pendiente, la velocidad y el tirante del agua, y debe considerar incertidumbres como sedimentos, vegetación, errores en mediciones y ondas. El ingen
Este documento presenta información sobre el diseño de barrajes en ríos. Explica los tipos de barraje, incluyendo barraje fijo, barraje móvil y barraje mixto. También describe los elementos principales de un barraje como la presa, la poza de disipación de energía y el enrocamiento. Finalmente, proporciona fórmulas y recomendaciones para el cálculo de la longitud, altura, forma de la cresta y otros componentes del barraje.
Este documento presenta cinco ejemplos de cálculos relacionados con el diseño de un relleno sanitario manual. El primer ejemplo calcula la generación diaria de basura de una ciudad. El segundo ejemplo calcula el volumen necesario del relleno sanitario, el área requerida y la proyección de la población a lo largo de 10 años. El tercer ejemplo calcula el volumen de una zanja para depositar la basura. El cuarto ejemplo calcula la vida útil de un relleno sanitario construido usando zanjas.
DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS CON APLICACIONES BÁSICAS EN EXCEL Y AUTOCAD (Wilman...Emilio Castillo
Este documento presenta definiciones básicas y conceptos relacionados con el diseño geométrico de vías. Explica términos como sección transversal, calzada, carril, curvas horizontales y verticales, distancias de visibilidad, pendientes y peraltes. Además, incluye clasificaciones de carreteras según jurisdicción, características, tipo de terreno y velocidad de diseño. Por último, describe parámetros y controles de diseño como velocidad, factores de diseño y distancias de visibilidad.
La tesis presenta un estudio experimental sobre criterios de diseño de desarenadores para obras de generación eléctrica. El objetivo es revisar los criterios de diseño convencionales y proponer un nuevo diseño basado en un modelo físico. El estudio incluye una revisión de literatura sobre transporte de sedimentos, vida útil de presas y técnicas de dragado. Se describe la metodología de diseño propuesta y los resultados de las pruebas en el modelo físico, que muestran que el nuevo diseño mejora la eficiencia de remoci
Se efectúa una revisión detallada del método de Lischtvan-Lebediev para la estimación de la socavación general y se presenta los métodos mayormente empleados para efectuar estimaciones de la erosión local alrededor de pilares y estribos.
Este documento presenta un resumen del trabajo de titulación para optar al título de Ingeniero Civil en la Universidad Mayor de San Simón. El trabajo contiene 10 capítulos que cubren temas relacionados con los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial, incluyendo la historia, estudios preliminares, hidráulica, diseño y materiales de construcción. Los autores esperan que este trabajo sirva como una herramienta útil para los estudiantes de Ingeniería Sanitaria. Incluye agradecimientos a los tut
Este documento presenta los objetivos y procedimientos de un experimento de laboratorio sobre hidráulica. El experimento estudia la conservación de la energía y cantidad de movimiento en un canal rectangular, midiendo alturas de agua antes y después de una compuerta y un obstáculo triangular. Los estudiantes toman datos experimentales y los comparan con cálculos teóricos usando ecuaciones como la de Bernoulli y cantidad de movimiento. Calculan valores como la energía específica, energía crítica y fuerza sobre la compuerta.
Este documento presenta un resumen biográfico del autor Dr. Braja M. Das. Detalla su educación académica, libros publicados, premios recibidos y su posición actual como Decano del College of Engineering and Computer Science en la Universidad del Estado de California en Sacramento. También agradece a varias personas por su ayuda en la revisión y publicación del manuscrito.
Manual de agua potable y saneamiento CONAGUA 2007Roberto Morales
Este documento presenta los conceptos teóricos sobre los datos necesarios para elaborar proyectos de agua potable y alcantarillado. Explica que la población de proyecto es la cantidad de personas esperada al final del período de diseño y que su proyección debe considerar factores como tasas de fecundidad, mortalidad y migración. También define conceptos como consumo, demanda, dotación y gastos de diseño que son fundamentales para dimensionar los sistemas.
Este documento proporciona directrices para el diseño de desarenadores y sedimentadores. Incluye definiciones clave, consideraciones generales como variables que afectan la sedimentación y alternativas de pretratamiento. Explica los componentes, criterios y dimensionamiento para el diseño de desarenadores y sedimentadores. También incluye ejemplos aplicativos y referencias bibliográficas. El objetivo es establecer criterios para el diseño de estas unidades de pretratamiento y acondicionamiento previo en sistemas de abastecimiento de agua rural.
Operaciones Unitarias físicas en tratamiento de aguaTahis Vilain
El documento describe las operaciones unitarias físicas y químicas para el tratamiento de aguas residuales, incluyendo desbaste, desarenado, sedimentación, coagulación, floculación, flotación y filtración. También presenta parámetros clave a considerar para el diseño de rejillas, desarenadores, sedimentadores, floculadores y filtros.
Diseño de estructuras hidráulicas máximo villón bAlex Garcia
El documento presenta información sobre el autor Máximo Villón Béjar y su libro sobre el diseño de estructuras hidráulicas. El autor es ingeniero agrícola y ha obtenido maestrías en ingeniería de recursos hídricos y computación. El libro contiene 10 capítulos que describen el diseño de diferentes estructuras hidráulicas como transiciones, rápidas, caídas, vertederos laterales y desarenadores. El objetivo es contribuir a la formación de profesionales en el diseño de este tipo de estruct
Este documento presenta un reglamento técnico de diseño para el entibado de zanjas. Describe los aspectos generales del entibado, incluyendo su definición y necesidad de uso. Explica el cálculo del empuje de tierras, considerando el empuje activo, pasivo y de reposo. Finalmente, detalla los diferentes tipos de entibados y materiales utilizados.
1. Se calcula la profundidad normal de un canal trapezoidal de 3m de base para transportar un caudal de 10 m3/s. La profundidad obtenida es de 1.02m.
2. Se diseña un canal trapezoidal de sección máxima eficiente para conducir 17 m3/s a 0.9 m/s. Los resultados son: profundidad de 4.47m, ancho de base de 1.74m y pendiente de 0.00017.
3. Se determina el caudal en un canal trapezoidal a la salida de un depósito, obten
Este documento presenta información sobre el Módulo VII de un curso de especialización en riego tecnificado en cultivos de agroexportación. Incluye temas como la hidráulica de tuberías simples, ecuaciones para el cálculo de tuberías, conservación de energía, tuberías en serie y paralelo, y el uso del software WATERCAD.
Este documento presenta el cálculo de la población actual y futura de una ciudad ficticia mediante cuatro métodos (aritmético, interés simple, geométrico y parábola) y determina el promedio. Luego, estima la demanda de agua de la población de diseño considerando el consumo doméstico, usos complementarios y pérdidas. Finalmente, calcula los caudales de diseño diarios y horarios para el diseño del sistema de abastecimiento de agua.
Este documento resume el diseño de la Alternativa Huayrondo para el proyecto de Afianzamiento Hídrico del Valle de Tambo. La alternativa propone la construcción de una toma de captación, obras de encauzamiento, un canal de derivación, una presa de tierra en Huayrondo con una capacidad de 15 MMC, un canal de descarga y obras de arte para captar 3 m3/s durante las avenidas y almacenar el agua para garantizar el suministro durante los periodos de estiaje en el valle de Tambo. El área
Este documento presenta el trabajo de titulación para optar el título de Ingeniero Civil con mención en Hidráulica. El trabajo consiste en el diseño hidráulico de la estructura de salida del desarenador, canal de recolección y tanque de carga para caudales entre 20 m3/s y 2 m3/s en aprovechamientos hidroeléctricos. Se realiza una revisión de conceptos hidráulicos y se presentan bases para el diseño de cada una de las estructuras. Adicionalmente, se incluye una ho
Este documento presenta metodologías para el diseño de obras hidráulicas en estudios de prefactibilidad de pequeñas centrales hidroeléctricas. Inicia con una introducción sobre la importancia de las obras hidráulicas en estos proyectos. Luego describe metodologías para la hidrología, medición del salto y caudal, evaluación de la potencia hidráulica generada y análisis de información meteorológica. Finalmente presenta el diseño de obras como bocatoma, canal de conducción, desarenador
Manual de Ensayo de Materiales - MTC -2016.pdfEdisonOrconAcua
Este documento presenta un manual de ensayos de materiales dividido en 5 secciones. La sección 1 describe 133 métodos de ensayo para suelos. La sección 2 describe 23 métodos para agregados. La sección 3 describe 21 métodos para bitumens. La sección 4 describe 14 métodos para emulsiones asfálticas. Finalmente, la sección 5 describe 19 métodos para mezclas bituminosas. El manual provee información detallada sobre la realización de cada ensayo, incluyendo objetivos, alcances, equipos requeridos y procedimientos.
Este documento discute los criterios para determinar el tamaño adecuado de la revancha (margen de seguridad adicional) en canales de hormigón. Revisa varios métodos propuestos por autores expertos y luego propone directrices propias para la revancha en régimen subcrítico y supercrítico. La revancha depende de factores como el caudal, la pendiente, la velocidad y el tirante del agua, y debe considerar incertidumbres como sedimentos, vegetación, errores en mediciones y ondas. El ingen
Este documento presenta información sobre el diseño de barrajes en ríos. Explica los tipos de barraje, incluyendo barraje fijo, barraje móvil y barraje mixto. También describe los elementos principales de un barraje como la presa, la poza de disipación de energía y el enrocamiento. Finalmente, proporciona fórmulas y recomendaciones para el cálculo de la longitud, altura, forma de la cresta y otros componentes del barraje.
Este documento presenta cinco ejemplos de cálculos relacionados con el diseño de un relleno sanitario manual. El primer ejemplo calcula la generación diaria de basura de una ciudad. El segundo ejemplo calcula el volumen necesario del relleno sanitario, el área requerida y la proyección de la población a lo largo de 10 años. El tercer ejemplo calcula el volumen de una zanja para depositar la basura. El cuarto ejemplo calcula la vida útil de un relleno sanitario construido usando zanjas.
DISEÑO GEOMÉTRICO DE VÍAS CON APLICACIONES BÁSICAS EN EXCEL Y AUTOCAD (Wilman...Emilio Castillo
Este documento presenta definiciones básicas y conceptos relacionados con el diseño geométrico de vías. Explica términos como sección transversal, calzada, carril, curvas horizontales y verticales, distancias de visibilidad, pendientes y peraltes. Además, incluye clasificaciones de carreteras según jurisdicción, características, tipo de terreno y velocidad de diseño. Por último, describe parámetros y controles de diseño como velocidad, factores de diseño y distancias de visibilidad.
La tesis presenta un estudio experimental sobre criterios de diseño de desarenadores para obras de generación eléctrica. El objetivo es revisar los criterios de diseño convencionales y proponer un nuevo diseño basado en un modelo físico. El estudio incluye una revisión de literatura sobre transporte de sedimentos, vida útil de presas y técnicas de dragado. Se describe la metodología de diseño propuesta y los resultados de las pruebas en el modelo físico, que muestran que el nuevo diseño mejora la eficiencia de remoci
Se efectúa una revisión detallada del método de Lischtvan-Lebediev para la estimación de la socavación general y se presenta los métodos mayormente empleados para efectuar estimaciones de la erosión local alrededor de pilares y estribos.
Este documento presenta un resumen del trabajo de titulación para optar al título de Ingeniero Civil en la Universidad Mayor de San Simón. El trabajo contiene 10 capítulos que cubren temas relacionados con los sistemas de alcantarillado sanitario y pluvial, incluyendo la historia, estudios preliminares, hidráulica, diseño y materiales de construcción. Los autores esperan que este trabajo sirva como una herramienta útil para los estudiantes de Ingeniería Sanitaria. Incluye agradecimientos a los tut
Este documento presenta los objetivos y procedimientos de un experimento de laboratorio sobre hidráulica. El experimento estudia la conservación de la energía y cantidad de movimiento en un canal rectangular, midiendo alturas de agua antes y después de una compuerta y un obstáculo triangular. Los estudiantes toman datos experimentales y los comparan con cálculos teóricos usando ecuaciones como la de Bernoulli y cantidad de movimiento. Calculan valores como la energía específica, energía crítica y fuerza sobre la compuerta.
Este documento presenta un resumen biográfico del autor Dr. Braja M. Das. Detalla su educación académica, libros publicados, premios recibidos y su posición actual como Decano del College of Engineering and Computer Science en la Universidad del Estado de California en Sacramento. También agradece a varias personas por su ayuda en la revisión y publicación del manuscrito.
Manual de agua potable y saneamiento CONAGUA 2007Roberto Morales
Este documento presenta los conceptos teóricos sobre los datos necesarios para elaborar proyectos de agua potable y alcantarillado. Explica que la población de proyecto es la cantidad de personas esperada al final del período de diseño y que su proyección debe considerar factores como tasas de fecundidad, mortalidad y migración. También define conceptos como consumo, demanda, dotación y gastos de diseño que son fundamentales para dimensionar los sistemas.
Este documento proporciona directrices para el diseño de desarenadores y sedimentadores. Incluye definiciones clave, consideraciones generales como variables que afectan la sedimentación y alternativas de pretratamiento. Explica los componentes, criterios y dimensionamiento para el diseño de desarenadores y sedimentadores. También incluye ejemplos aplicativos y referencias bibliográficas. El objetivo es establecer criterios para el diseño de estas unidades de pretratamiento y acondicionamiento previo en sistemas de abastecimiento de agua rural.
Operaciones Unitarias físicas en tratamiento de aguaTahis Vilain
El documento describe las operaciones unitarias físicas y químicas para el tratamiento de aguas residuales, incluyendo desbaste, desarenado, sedimentación, coagulación, floculación, flotación y filtración. También presenta parámetros clave a considerar para el diseño de rejillas, desarenadores, sedimentadores, floculadores y filtros.
La sedimentación es un proceso de separación de sólidos y líquidos que incluye dos procesos: el espesamiento y la clarificación. El espesamiento se enfoca en la suspensión concentrada mientras que la clarificación se enfoca en el fluido clarificado. Los métodos más comunes de sedimentación son el espesamiento por filtración, el espesamiento por centrifugación, el clarificador circular y el clarificador de contacto con sólidos, los cuales se utilizan en plantas de tratamiento de aguas y procesos industriales.
Este documento trata sobre tratamientos preliminares de agua, en particular desarenadores y sedimentación simple. Explica que los desarenadores se usan para separar partículas grandes como arena, mientras que la sedimentación simple es para partículas más finas. Describe las zonas de un desarenador, cómo calcular la velocidad de sedimentación, y recomendaciones de diseño para velocidad de flujo. También cubre conceptos básicos de sedimentación simple como recomendaciones de diseño.
El documento describe los principales procesos involucrados en el tratamiento de aguas residuales en una estación depuradora, incluyendo pretratamiento (rejillas, tamices, desarenado), tratamiento primario (decantador primario), tratamiento secundario (reactor biológico, decantador secundario), y tratamiento de lodos. Explica cada una de las etapas y los objetivos de las mismas para lograr aguas tratadas que cumplan con los estándares de calidad antes de ser devueltas a la naturaleza.
El documento describe los principales procesos involucrados en el tratamiento de aguas residuales en una planta depuradora típica. Incluye pretratamiento (rejillas, tamices, desarenado), tratamiento primario (decantador primario), tratamiento secundario biológico (reactor de lodos activados, decantador secundario), y tratamiento de lodos. El objetivo general es depurar el agua residual mediante la eliminación progresiva de contaminantes antes de devolverla a la naturaleza.
Este documento establece las disposiciones generales y específicas para el diseño de plantas de tratamiento de agua para consumo humano. Detalla los objetivos del tratamiento, las definiciones de términos técnicos, y los requisitos para la ubicación, capacidad, acceso y área de la planta. También especifica los procesos unitarios de tratamiento como pretratamiento, floculación, sedimentación, filtración y desinfección, así como los parámetros de diseño para cada unidad.
Unidad III de la Unidad Curricular Riego y Drenaje, del Programa de Formación de Grado Ingeniería de la Producción Agropecuaria, de la UNESUR, Santa Bárbara de Zulia, Venezuela.
Este documento proporciona criterios de diseño para sistemas de tratamiento de agua por filtración en múltiples etapas. La filtración en múltiples etapas consiste en una combinación de procesos de filtración gruesa y filtros lentos de arena. Incluye etapas de pretratamiento como filtros gruesos dinámicos y ascendentes para eliminar sólidos, seguido de un filtro lento de arena como etapa principal de tratamiento. El documento describe cada componente y ofrece consideraciones de diseño como materiales, veloc
Este documento presenta una guía para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia. Describe los componentes clave de estos sistemas, incluida la captación, recolección, interceptor y almacenamiento. Explica que estos sistemas deben considerar factores técnicos, económicos y sociales para determinar su viabilidad. También cubre el tratamiento del agua almacenada antes de su consumo y ofrece pautas para el diseño adecuado de estos sistemas.
Este documento presenta una guía para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia. Describe las ventajas y desventajas de captar agua de lluvia, los factores técnicos, económicos y sociales a considerar en la factibilidad de un proyecto. Explica los componentes clave de un sistema como la captación, recolección, interceptor y almacenamiento. Además, brinda detalles sobre el tratamiento y diseño de sistemas para captar agua de lluvia de techos con fines de consumo humano
Este documento presenta una guía para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia. Describe los componentes clave de estos sistemas, incluida la captación, recolección, interceptor y almacenamiento. Explica que estos sistemas deben considerar factores técnicos, económicos y sociales para determinar su viabilidad. También brinda recomendaciones sobre el tratamiento del agua almacenada antes de su consumo. Incluye ejemplos y figuras para ilustrar los diferentes componentes de un sistema de captación de
Este documento presenta una guía para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia. Explica las ventajas y desventajas de captar agua de lluvia, los factores técnicos, económicos y sociales a considerar en la factibilidad de un proyecto. Describe los componentes clave de un sistema como la captación, recolección, interceptor y almacenamiento. Incluye ejemplos de cálculos de diseño y figuras ilustrativas. El objetivo es proveer una guía práctica para diseñar sist
Este documento presenta una guía para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia. Describe los componentes clave de estos sistemas, incluida la captación, recolección, interceptor y almacenamiento. Explica que estos sistemas deben considerar factores técnicos, económicos y sociales para determinar su viabilidad. También cubre el tratamiento del agua almacenada antes de su consumo y ofrece pautas para el diseño adecuado de estos sistemas.
El documento habla sobre los residuos generados en la perforación de pozos petroleros, especialmente los recortes de perforación con lodo base agua. La reutilización de estos recortes depende de la normativa de exploración y producción de petróleo y gas en el país. Se mencionan algunas opciones para la disposición final de los recortes como la reinyección, el relleno sanitario u otros métodos de tratamiento.
Este documento presenta una introducción a las tecnologías convencionales de tratamiento de agua y sus limitaciones. Describe procesos como la filtración convencional a través de filtros de arena, tierras diatomáceas y empacados, así como la desinfección con cloro, cloramina y ozono. Explica las ventajas y limitaciones de cada método con respecto a la remoción de partículas, microorganismos y compuestos orgánicos. Finalmente, señala que estos procesos convencionales no son capaces
Este documento presenta una guía para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia. Explica que estos sistemas consisten en cuatro componentes principales: la captación a través de un techo, el sistema de recolección, un interceptor para las primeras aguas, y un tanque de almacenamiento. Además, proporciona criterios de diseño como calcular la precipitación promedio, la demanda de agua y el tamaño necesario del tanque de almacenamiento para satisfacer las necesidades de agua de una comunidad.
Este documento describe los aspectos clave del diseño y construcción de redes de alcantarillado público. Explica los tipos de redes, materiales y tamaños de tuberías, cálculo de redes, obras complementarias, consideraciones de proyecto, parámetros de diseño, planos y documentos del proyecto, obras como excavaciones y cruces bajo otras tuberías. El objetivo principal es el diseño de redes que permitan el flujo gravitacional de aguas residuales de forma rápida y sin estancamientos hacia plantas de tratamiento.
El documento describe las principales etapas y operaciones físicas involucradas en el tratamiento de aguas residuales, incluyendo pre-tratamiento, tratamiento primario, tratamiento secundario y tratamiento avanzado. Entre las operaciones físicas se encuentran desbaste, homogenización, mezclado, sedimentación, flotación y filtración.
Este documento presenta los lineamientos y consideraciones mínimas para el diseño, construcción y operación de sistemas de tratamiento de aguas residuales y recolección de residuos sólidos. Describe los pasos a seguir en el tratamiento de aguas, incluyendo pretratamiento, tratamiento primario y secundario, desinfección, manejo de lodos y sistemas de tratamiento en el sitio de origen. También cubre la estimación de población, caracterización, recolección y transporte de residuos sólidos.
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
1. GUÍA PARA EL DISEÑO DE DESARENADORES Y
SEDIMENTADORES
Lima, 2005
2. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 2 -
Tabla de contenido
Página
1. Objetivo ............................................................................................................... 3
2. Definiciones ......................................................................................................... 3
3. Aplicación ............................................................................................................ 3
4. Consideraciones generales ................................................................................... 3
4.1. Pretratamiento y acondicionamiento previo ............................................... 3
4.2. Unidades de acondicionamiento previo y pretratamiento ........................... 4
4.3. Variables que afectan la sedimentación ...................................................... 4
4.4. Información básica para el diseño ............................................................... 5
4.5. Estudio de campo ........................................................................................ 5
4.6. Alternativas de pretratamiento y acondicionamiento previo ...................... 5
4.7. Análisis de la calidad del agua de la fuente ................................................ 7
4.8. Análisis de riesgo y vulnerabilidad de instalaciones .................................. 7
5. Diseño del desarenador ........................................................................................ 8
5.1. Componentes .............................................................................................. 8
5.2. Criterios de diseño ...................................................................................... 9
5.3. Dimensionamiento .................................................................................... 14
6. Diseño del sedimentador .................................................................................... 16
6.1. Componentes ............................................................................................ 16
6.2. Criterios de diseño .................................................................................... 18
6.3. Dimensionamiento .................................................................................... 20
7. Ejemplos aplicativos .......................................................................................... 21
7.1. Para diseño de un desarenador .................................................................. 21
7.2. Para diseño de un sedimentador ................................................................ 24
8. Bibliografía ......................................................................................................... 27
Gráficos y anexos............................................................................................................ 28
3. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 3 -
Especificaciones técnicas para el diseño de desarenadores y sedimentadores
1. Objeto
Establecer criterios para el diseño de las unidades de pretatamiento y
acondicionamiento previo, desarenadores y sedimentadores para sistemas de
abastecimiento de agua rural.
2. Definiciones
- Coloides: Partículas muy pequeñas de 10 a 1000 Angstrom, que no se sedimentan si
no son coaguladas previamente.
- Desarenador: Componente destinado a la remoción de las arenas y sólidos que
están en suspensión en el agua, mediante un proceso de sedimentación.
- Partículas: Sólidos de tamaño lo suficientemente grande para poder ser eliminados
por una filtración.
- Partícula discreta: Partícula que no cambia de características durante la caída.
- Sedimentador o Decantador: Dispositivo usado para separar, por gravedad, las
partículas en suspensión en una masa de agua.
- Sedimentación: Proceso de depósito y asentamiento por gravedad de la materia en
suspensión en el agua.
- Sedimentación simple: Proceso de depósito de partículas discretas.
- Sedimentos: Materiales procedentes de la sedimentación.
- Sólidos decantables o sedimentables: Fracción del total de sólidos en el agua que
se separan de la misma por acción de la gravedad, durante un periodo determinado.
- Turbiedad: Claridad relativa del agua que depende, en parte, de los materiales en
suspensión en el agua.
- Vertedero Sutro: Dispositivo de control de velocidad
3. Aplicación
La aplicación de la presente guía será en sistemas rurales y pequeñas localidades.
4. Consideraciones generales
4.1. Pretratamiento y acondicionamiento previos
El sistema de pretratamiento es una estructura auxiliar que debe preceder a
cualquier sistema de tratamiento. Esta estructura persigue principalmente los objetivos de
reducir los sólidos en suspensión de distintos tamaños que traen consigo las aguas
La mayoría de las fuentes superficiales de agua tienen un elevado contenido de
materia en estado de suspensión, siendo necesaria su remoción previa, especialmente en
temporada de lluvias.
4. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 4 -
Los procedimientos de separación de material muy grueso (rejillas: gruesas y finas)
se realizan o están relacionados a las captaciones. Se considera como pretratamientos y
acondicionamientos previos en la planta, a unidades como desarenadores y sedimentadores.
En estas unidades se considera que las partículas, aun siendo de diferentes tamaños,
se comportan como partículas discretas y aisladas.
La sedimentación es un proceso muy importante. Las partículas que se encuentran
en el agua pueden ser perjudiciales en los sistemas o procesos de tratamiento ya que
elevadas turbiedades inhiben los procesos biológicos y se depositan en el medio filtrante
causando elevadas pérdidas de carga y deterioro de la calidad del agua efluente de los
filtros.
4.2. Unidades de acondicionamiento previo y pretratamiento
a) Desarenador
Tiene por objeto separar del agua cruda la arena y partículas en suspensión gruesa,
con el fin de evitar se produzcan depósitos en las obras de conducción, proteger las
bombas de la abrasión y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de
tratamiento. El desarenado se refiere normalmente a la remoción de las partículas
superiores a 0,2 mm.
b) Sedimentador
Similar objeto al desarenador pero correspondiente a la remoción de partículas
inferiores a 0,2 mm y superiores a 0,05 mm.
4.3. Variables que afectan la sedimentación
a) Corrientes de densidad
Son las corrientes que se producen dentro del tanque por efecto de las diferencias de
densidad en la masa de agua y son ocasionadas por un cambio de temperatura
(térmica) y/o por diferencias en la concentración de las partículas suspendidas en las
distintas masas de agua (de concentración).
b) Corrientes debidas al viento
El viento puede producir corrientes de suficiente intensidad como para inducir
cambios en la dirección del flujo.
c) Corrientes cinéticas
Pueden ser debido al diseño impropio de la zona de entrada o de salida (velocidad
de flujo excesiva, zonas muertas, turbulencias) o por obstrucciones en la zona de
sedimentación.
5. OPS/CEPIS/05.158
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- 5 -
4.4. Información básica para el diseño
La información básica para el diseño es la siguiente:
a) Caudal de Diseño
Las unidades en una planta de tratamiento serán diseñadas para el caudal máximo
diario.
b) Calidad fisicoquímico del agua
Dependiendo del la calidad del agua cruda, se seleccionarán los procesos de
pretratamiento y acondicionamiento previo.
c) Características del clima
Variaciones de temperatura y régimen de lluvias.
4.5. Estudio de campo
Para efectuar los diseños de un sistema de tratamiento deben realizarse los siguientes
estudios a nivel de campo:
a) Estudio de fuentes: que incluya los aforos y los regímenes de caudal de por lo
menos los últimos tres años.
b) Zona de ubicación: levantamiento topográfico a detalle, análisis de riesgo y
vulnerabilidad de ella a desastres naturales.
c) Análisis de suelos y geodinámica
d) Análisis de la calidad del agua.
4.6. Alternativas de pretratamiento y acondicionamiento previo
La selección de los procesos dependerá de la calidad del agua, los riesgos sanitarios
involucrados, y la capacidad de la comunidad. Normalmente las plantas de tratamiento de
agua en el medio rural utilizan los desarenadores y sedimentadores convencionales.
Figura 1. Desarenador convencional.
6. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 6 -
Figura 2. Sedimentador convencional.
En los casos donde la calidad del agua lo requiera y las características de la
comunidad lo permitan se utilizarán sedimentadores laminares, que por su mayor
complejidad constructiva, además del cuidado de la operación y mantenimiento es más
recomendable para zonas rurales donde se pueda contar con mano de obra calificada.
Existe la posibilidad en caso de ser necesario, el acondicionamiento de placas o
láminas en sedimentadores convencionales a fin de mejorar su eficiencia, transformándolos
en sedimentadores laminares con la ventaja de contar con una mayor área de sedimentación
por metro cuadrado de superficie.
En el cuadro 1 se muestra las distintas alternativas de pretratamiento del agua en el
medio rural. (véase anexo 1).
7. OPS/CEPIS/05.158
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- 7 -
Cuadro 1. Alternativas de pretratamiento de acuerdo a la calidad del agua
cruda para plantas de Filtración lenta.
Turbiedad UNT
E. Coli NMP
< 250 < 500 < 1000
< 1000 / 100 ml Sedimentación sedimentación
desarenación
+
sedimentación
< 10000 / 100 ml sedimentación sedimentación
desarenación
+
sedimentación
Todas las alternativas tienen prefiltros y filtros lentos.
4.7. Análisis de la calidad del agua de la fuente
Los análisis requeridos para la selección de un sistema de tratamiento deben basarse,
como mínimo, en los siguientes parámetros básicos de calidad del agua.
- E. Coli, se aceptan como alternativa las bacterias coliformes fecales.
- Turbiedad.
En aquellos lugares donde se tenga evidencia de la existencia de sustancias nocivas o
metales pesados se deberán exigir los análisis respectivos.
4.8. Análisis de riesgo y vulnerabilidad de instalaciones
Las instalaciones de tratamiento tienen que ser diseñadas bajo un análisis de riesgo
y vulnerabilidad ante situaciones de desastres naturales y/o condiciones del entorno local a
fin de proteger la infraestructura y el servicio de agua a la población.
a) Análisis de riesgo
Los diseños deben contemplar los riesgos que conllevan las amenazas más
frecuentes de fenómenos naturales y otros predominantes en la zona: lluvias,
sequías, sismos, etc., principalmente en cuanto a su ubicación.
b) Vulnerabilidad
De las estructuras e instalaciones a:
- Crecidas e inundaciones.
- Períodos de sequía.
- Contaminación de la fuente.
- Intensidad y magnitud de sismos.
- Erosión.
8. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 8 -
5. Diseño del desarenador
5.1. Componentes
Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas.
Figura 3. Desarenador (Planta y corte longitudinal).
a) Zona de entrada
Tiene como función el conseguir una distribución uniforme de las líneas de flujo
dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad.
b) Zona de desarenación
Parte de la estructura en la cual se realiza el proceso de depósito de partículas por
acción de la gravedad.
c) Zona de salida
Conformada por un vertedero de rebose diseñado para mantener una velocidad que
no altere el reposo de la arena sedimentada.
d) Zona de depósito y eliminación de la arena sedimentada
Constituida por una tolva con pendiente mínima de 10% que permita el
deslizamiento de la arena hacia el canal de limpieza de los sedimentos.
9. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 9 -
5.2. Criterios de diseño
- El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos y técnicos es de 8 a
16 años.
- El número de unidades mínimas en paralelo es 2 para efectos de mantenimiento. En
caso de caudales pequeños y turbiedades bajas se podrá contar con una sola unidad
que debe contar con un canal de by-pass para efectos de mantenimiento.
Figura 4. Desarenador de 2 unidades en paralelo (planta).
Figura 5. Desarenador de 1 unidad con by pass (planta).
- El periodo de operación es de 24 horas por día.
- Debe existir una transición en la unión del canal o tubería de llegada al desarenador
para asegurar la uniformidad de la velocidad en la zona de entrada.
10. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 10 -
- La transición debe tener un ángulo de divergencia suave no mayor de 12° 30´.
- La velocidad de paso por el vertedero de salida debe ser pequeña para causar menor
turbulencia y arrastre de material (Krochin,V=1m/s).
- La llegada del flujo de agua a la zona de transición no debe proyectarse en curva
pues produce velocidades altas en los lados de la cámara.
- La relación largo/ancho debe ser entre 10 y 20.
- La sedimentación de arena fina (d<0.01 cm) se efectúa en forma más eficiente en
régimen laminar con valores de número de Reynolds menores de uno (Re<1.0).
- La sedimentación de arena gruesa se efectúa en régimen de transición con valores
de Reynolds entre 1.0 y 1 000.
- La sedimentación de grava se efectúa en régimen turbulento con valores de número
de Reynolds mayores de 1 000.
11. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 11 -
Cuadro 2. Relación entre diámetro de las partículas y velocidad de sedimentación.
Material
φ Limite de
las
partículas
(cm)
# de
Reynolds
Vs Régimen Ley Aplicable
Grava
>1.0 >10 000 100 Turbulento
Newton
Arena
Gruesa
0.100
0.080
0.050
0.050
0.040
0.030
0.020
0.015
1 000
600
180
27
17
10
4
2
10.0
8.3
6.4
5.3
4.2
3.2
2.1
1.5
Transición
Allen
Arena Fina
0.010
0.008
0.006
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0.8
0.5
0.24
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
0.8
0.6
0.4
0.3
0.2
0.13
0.06
0.015
Laminar
Stokes
- La descarga del flujo puede ser controlada a través de dispositivos como vertederos
(sutro) o canales Parshall (garganta).
a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relación:
Siendo:
a: altura mínima (m)
b: ancho de la base (m)
H: altura del agua (m)
−
=
ρ
ρρa
dgVs 82.1
( )
−
= 3/1
3/2
/
22.0
ρµρ
ρρ d
gVs a
2
18
1
dgVs a
−
=
µ
ρρ
−=
3
74.2
a
HabQ
12. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 12 -
La forma de las paredes del vertedero es dada por:
Una alternativa de cálculo para este tipo de vertedero es partiendo de la ecuación:
Q = 1.84 l h3/2
en donde:
Q: Gasto sobre el vertedero (m3
/seg.)
l : Ancho del vertedero (m)
h : Carga sobre el vertedero (m)
Agrupando la ecuación: Q = 1.84 ( l h1/2 ) h , tenemos que Q varia con la altura.
Entonces es necesario que el valor dentro del paréntesis sea una constante K.
Luego para un Qmax (m3
/seg), Atmax (m2
) y Wmax (m) obtenemos el hmax (m) y
lmax (m).
Determinamos la constante k = l * h1/2 , y hallamos los valores de lmedio, lmin,
hmedio y hmin a partir de las relaciones indicadas anteriormente y de los Qmedio y Qmin.
Vs
Q
As =
Vh
Q
At =
w
At
h =´
w
As
l =´
a
y
b
x
arctg
2
1
π
−=
13. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 13 -
Figura 6. Planta y Corte de vertedero
b) Si el flujo es controlado por un Parshall (garganta), tenemos la ecuación:
Siendo: k constante 1,85 (sistema métrico)
Q caudal (m3
/seg)
Vh velocidad horizontal (m/seg)
Determinamos la altura máxima hmax (m), altura mínima hmin (m), ancho máximo
wmax (m) y ancho mínimo wmin (m) para los caudales máximo y mínimo respectivamente
para un ancho de garganta b.
2/3
kbhQ =
=
=
hh hV
Q
V
kbh
w
2
3
2
3 2/1
14. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 14 -
El corte transversal del canal debe ser parabólico o aproximarse bastante a la
parábola.
Figura 7. Sección parabólica del Parshall
Figura 8. Parshall - Planta y Corte
5.3. Dimensionamiento
- Se determina la velocidad de sedimentación de acuerdo a los criterios indicados
anteriormente en relación a los diámetros de las partículas. Como primera
aproximación utilizamos la ley de Stokes.
Siendo: Vs : Velocidad de sedimentación (cm/seg)
D : Diámetro de la partícula (cm)
η : Viscosidad cinemática del agua (cm2
/seg)
ρσ : ∆ενσιδαδ δε λα αρενα
21
18
1
dgVs s
−
=
η
ρ
15. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 15 -
- Al disminuir la temperatura aumenta la viscosidad afectando la velocidad de
sedimentación de las partículas. (aguas frías retienen sedimentos por periodos más
largos que cursos de agua más calientes) (véase anexo 2 - Tabla de densidad y
viscosidad del agua).
- Se comprueba el número de Reynolds :
- En caso que el número de Reynolds no cumpla para la aplicación de la ley de Stokes
(Re<0.5), se realizará un reajuste al valor de Vs considerando la sedimentación de la
partícula en régimen de transición, mediante el término del diámetro y el término de
velocidad de sedimentación del gráfico 1.
- Se determina el coeficiente de arrastre (CD), con el valor del número de Reynolds a
partir del nuevo valor de Vs hallado.
- Se determina la velocidad de sedimentación de la partícula en la zona de transición
mediante la ecuación.
- Otra alternativa para la determinación de la velocidad de sedimentación es
utilizando la gráfica 2.
- Se realiza un ajuste tomando en cuenta el tiempo de retención teórico del agua
respecto al práctico (coeficiente de seguridad), mediante el gráfico 3.
Así tenemos que:
Entonces:
- Determinamos la velocidad limite que resuspende el material o velocidad de
desplazamiento:
η
dVs *
Re =
( ) d
C
g
Vs s
D
*1*
3
4
−= ρ
( )dg
f
k
Vd s 1
8
−= ρ
34.0
324
++=
RR
CD
As
Q
Vs =
=
As
segurcoeficQ
Vs
.*
´
16. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 16 -
Siendo: Κ : Factor de forma
(0.04, arenas unigranulares no adheribles)
Vd : Velocidad de desplazamiento (cm/seg)
F : Factor de rugosidad de la cámara
Estimamos el valor de f mediante el gráfico 4.
Siendo: Κ : 1*10-1
cm
Vh : Velocidad horizontal (cm/seg)
Rm : Radio medio hidráulico(cm)
- Determinamos la velocidad horizontal (Vh), mediante la ecuación.
- Luego se debe cumplir la relación Vd > Vh, lo que asegura que no se producirá la
resuspensión.
- Las dimensiones de ancho, largo y profundidad serán de tal forma que se cumpla las
relaciones determinadas en los criterios de diseño mencionadas anteriormente.
- La longitud de la transición de ingreso la determinamos mediante la ecuación:
Siendo: θ : Ángulo de divergencia (12° 30´)
B : Ancho del sedimentador (m)
b : Ancho del canal de llegada a la transición (m)
6. Diseño del sedimentador
6.1. Componentes
Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas.
t
h
A
Q
V =
θtg*2
1
bB
L
−
=
η
hm VR
R
*4
=
K
Rm4
17. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 17 -
Figura 9. Sedimentador (Planta y Corte Longitudinal).
a) Zona de entrada
Estructura hidráulica de transición, que permite una distribución uniforme del flujo
dentro del sedimentador.
b) Zona de sedimentación
Consta de un canal rectangular con volumen, longitud y condiciones de flujo
adecuados para que sedimenten las partículas. La dirección del flujo es horizontal y
la velocidad es la misma en todos los puntos, flujo pistón.
c) Zona de salida
Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la
finalidad de recolectar el efluente sin perturbar la sedimentación de las partículas
depositadas.
d) Zona de recolección de lodos
Constituida por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados, y
una tubería y válvula para su evacuación periódica.
18. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 18 -
6.2. Criterios de diseño
- El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos y técnicos es de 8 a
16 años.
- El número de unidades mínimas en paralelo es de dos (2) para efectos de mantenimiento.
- El periodo de operación es de 24 horas por día.
- El tiempo de retención será entre 2 - 6 horas.
- La carga superficial será entre los valores de 2 - 10 m3
/m2
/día.
- La profundidad del sedimentador será entre 1,5 – 2,5 m.
- La relación de las dimensiones de largo y ancho (L/B) será entre los valores de 3 - 6.
- La relación de las dimensiones de largo y profundidad (L/H) será entre los valores de 5 - 20.
- El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a 10% para facilitar el
deslizamiento del sedimento.
- La velocidad en los orificios no debe ser mayor a 0,15 m/s para no crear
perturbaciones dentro de la zona de sedimentación.
- Se debe aboquillar los orificios en un ángulo de 15° en el sentido del flujo.
- La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la unidad, pues el 80%
del volumen de los lodos se deposita en esa zona.
- Se debe efectuar experimentalmente la determinación del volumen máximo que se
va a producir.
- El caudal por metro lineal de recolección en la zona de salida debe ser igual o
inferior a 3 l/s.
- Se debe guardar la relación de las velocidades de flujo y las dimensiones de largo y
altura.
Vs
V
H
L H
=
19. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 19 -
- La sección de la compuerta de la evacuación de lodos (A2) debe mantener la
relación. Donde t es el tiempo de vaciado.
- La ubicación de la pantalla difusora debe ser entre 0,7 a 1,00 m de distancia de la
pared de entrada.
- Los orificios más altos de la pared difusora deben estar a 1/5 o 1/6 de la altura (H) a
partir de la superficie del agua y los más bajos entre 1/4 ó 1/5 de la altura (H) a
partir de la superficie del fondo.
t
HAs
A
*4850
*
2 =
20. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 20 -
6.3. Dimensionamiento
- Determinar el área superficial de la unidad (As), que es el área superficial de la zona
de sedimentación, de acuerdo a la relación:
Siendo: Vs : Velocidad de sedimentación (m/seg)
Q : Caudal de diseño (m3
/seg)
- Determinar las dimensiones de largo L (m), ancho B (m) y altura h (m) de manera
tal que se cumplan las relaciones o criterios mencionados anteriormente.
Considerando el espaciamiento entre la entrada y la cortina o pared de distribución
de flujo.
Vs
Q
As =
21. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 21 -
- Determinar la velocidad horizontal VH (m/seg) de la unidad mediante la ecuación.
El cual debe cumplir con las relaciones mencionadas anteriormente.
- Determinar el tiempo de retención To (horas), mediante la relación:
- Determinar el número de orificios, cumpliendo con los criterios de diseño.
Siendo: Vo : Velocidad en los orificios (m/seg)
Q : Caudal de diseño (m3
/seg)
Ao : Área total de orifícios (m2
)
Siendo: ao : Área de cada orificio (m2
)
n : número de orificios
7. Ejemplos aplicativos
7.1 Para el diseño de un desarenador
Se tiene como datos:
Caudal de Diseño: 20 lps
Densidad relativa de la arena: 2,65
Diámetro de la partícula: 0,02 cm
Temperatura del agua: 20 °C
Entonces:
- De la tabla del anexo 2.
Viscosidad Cinemática (η) = 1.0105x10-2
cm2
/seg.
Luego, de la fórmula:
Se tiene velocidad de sedimentación (Vs) = 3.55 cm/seg.
HB
Q
VH
*
*100
=
Q
HAs
To
*3600
*
=
Vo
Q
Ao =
ao
Ao
n =
21
18
1
dgVs s
−
=
η
ρ
22. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 22 -
- Se comprueba el número de Reynolds:
Re= 7.02 > 0,5; por lo tanto, no se encuentra en la zona de la ley de Stokes.
Se realiza un reajuste mediante el grafico 1.
Término del diámetro:
Término de la velocidad de sedimentación:
Luego Vs = 2.54 cm/seg.
Comprobamos nuevamente el Re = 5.02
Entonces se encuentra en la zona de transición (ley de Allen).
- Se determina el coeficiente de arrastre:
CD = 6.46
Entonces la Velocidad de Sedimentación será:
Vs = 2.58 cm/seg.
Si se asume una eficiencia del 75%, de acuerdo con la grafica 3 se adopta un
coeficiente de seguridad igual a 1,75.
η
dVs *
Re =
34.0
324
++=
RR
CD
( ) d
C
g
Vs s
D
*1*
3
4
−= ρ
=
As
segurcoeficQ
Vs
.*
´
( )[ ]
1
1
3/1
=
− ηρsg
Vs
( ) 02.5
1
3/1
2
=
−
d
g s
η
ρ
23. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 23 -
De tal manera que se obtiene el área superficial (As) = 1.37 m2
- Se determina las dimensiones de largo, ancho y profundidad respetando los
criterios de diseño.
Largo : l = 5 m
Ancho : B = 0,5 m
Profundidad : h = 0,4 m
Luego la velocidad horizontal:
Vh = 10 cm/seg
Se determina el valor de rugosidad de la cámara mediante:
Luego se ingresa a la grafica 4, de donde se tiene f = 0,027.
- Se determina la velocidad de desplazamiento o resuspensión:
Vd = 19.56 cm/seg
Lo que indica que no habrá resuspensión pues Vd > Vh .
- Se determina el periodo de retención:
PR = 50 seg
Se determina la longitud del tramo de transición.
t
h
A
Q
V =
η
hm VR
R
*4
=
K
Rm4
( )dg
f
k
Vd s 1
8
−= ρ
θtg*2
1
bB
L
−
=
caudal
volumen
PR =
24. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 24 -
L = 0.25 m
a) Si se tiene un control por vertedero proporcional (sutro)
Caudal máximo : 20 lps
Caudal medio : 10 lps
Caudal mínimo : 5 lps
Ancho máximo, lmax = 0.04 m
Área transversal media, Atmedia = 0.1 m2
Área transversal mínima, Atmin = 0.05 m2
Altura media, hmedia = 0,2 m
Altura mínima, hmin = 0,1 m
Valor de K = 0,027
Entonces : lmedia = 0,061 m
lmin = 0,086 m
b) Si se tiene un control por garganta o Parshall
Se asume el ancho de la garganta, b = 0,08 m
Entonces se tiene:
Altura máxima, hmax = 0,26 m
Altura mínima, hmin = 0,10 m
Ancho máximo, wmax = 1,14 m
Ancho mínimo, wmin = 0,72 m.
7.2 Para el diseño de un sedimentador
Se tiene como datos:
Caudal de diseño: Q = 0.02 m3
/seg
Velocidad de sedimentación: Vs = 0.0011 m/seg
25. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 25 -
- Se determina el área superficial de la unidad (As).
As = 18,18 m2
- Se asume un ancho del sedimentador y se determina la longitud de la zona de
sedimentación.
B = 2,4 m
- Se asume la distancia de separación entre la entrada y la pantalla difusora.
L1 = 0,7 m
Entonces se tiene como longitud de la unidad: L = L1 + L2 = 8,28 m
Se verifica si cumple la relación de L/B de los criterios de diseño: L/B = 3,45
- Se asume la profundidad
H = 1,5 m
Se verifica si cumple la relación L/H de los criterios de diseño: L/H = 5,05
Se determina la velocidad horizontal VH.
VH = 0,55 cm/seg
- Se determina el periodo de retención:
To = 0,38 horas = 22,73 min
- Con una pendiente de 10% en el fondo de la unidad se tiene como altura máxima:
H´ = H + 0,1H = 2,26 m
Vs
Q
As =
HB
Q
VH
*
*100
=
m
B
As
L 58.72 ==
caudal
volumen
To =
26. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 26 -
- Con un vertedero de salida de longitud de cresta igual al ancho de la unidad se tiene
como altura de agua sobre el vertedero.
H2 = 0,03 m
- Para el diseño de la pantalla difusora se tiene:
Se asume una velocidad de paso entre los orificios:
Vo = 0,1 m/seg
Se determina el área total de los orificios
Ao = 0,2 m2
Se adopta un diámetro de orificio:
do = 0.,75 m
Entonces se determina el área de cada orificio:
ao = 0,0044 m2
Se determina el número de orifícios:
n = 45
Se determina la porción de altura de la pantalla difusora con orificios:
h = H - 2/5 H
h = 0,9 m
Se asume un número de filas de orificios nf = 5
Entonces se tiene el número de columnas nc = 9
Se determina el espaciamiento entre filas:
a1 = 0,18 m
3/2
84.1
2
=
B
Q
H
Vo
Q
Ao =
ao
Ao
n =
nf
h
a =1
27. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 27 -
Se determina el espaciamiento entre columnas:
a2 = 0,48 m
8. Bibliografía
- CEPIS; Ing. Cánepa de Vargas Lidia; “Programa regional para la promoción del
uso de tecnologías apropiadas en saneamiento básico”; CEPIS; Lima; 2000.
- CEPIS, Ing. Lidia Cánepa de Vargas; “Programa Regional HPE/OPS/CEPIS de
mejoramiento de la calidad del agua para consumo humano”, Tratamiento -
Filtración Lenta, Manual: I, II, III; CEPIS; Lima; 1992.
- CEPIS; Ing. Lidia Cánepa de Vargas, Ing. José M. Pérez; "Guía para diseño de
plantas de filtración lenta para el medio rural"; Manual DTIAPAN C-3; Lima; 1983
- CEPIS; Ing. Lidia Cánepa de Vargas; "tratamiento de agua para consumo humano",
plantas de filtración rápida, Manual I; CEPIS; Lima; 2004
- CEPIS; “Programa Regional HPE/OPS/CEPIS de mejoramiento de la calidad del
agua para consumo humano”- Plantas modulares para tratamiento de agua; segunda
edición; Lima; 1990.
- Christopher R. Schulz, Daniel A. Okun; "Tratamiento de agua superficiales para
países en desarrollo"; Editorial Limusa S.A.; México; 1998.
- Jorge Arboleda Valencia; "Teoría y práctica de la purificación del agua"; Tomo 1;
Colombia; 2000.
- G. Fair, J. Geyer, D. Okun; "Water Purification and Wastewater Treatment and
Disposal"; Volumen 2; USA, 1968.
- G. Rivas Mijares; "Tratamiento de aguas residuales"; Segunda Edición; España; 1978.
( )
2
11
2
−−
=
ncaB
a
28. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 28 -
sí no
no sí
sí no
no sí
sí sí
no no
sí
Fuente: "Guia para Diseño de Plantas de Filtracion Lenta para el Medio Rural"
Desarenación,
sedimentación,
prefiltración, filtración lenta
y desinfección
E. Coli NMP<10000
Turbiedad < 1000 UNT
Algo de material dificil de
sedimentar (coloidal)
E. Coli NMP<10000/100 ml
E. Coli NMP<1000/100 ml
Prefiltración, Filtración lenta
y desinfección
E. Coli NMP>100000
Cambiar fuente
Sedimentación, Filtración
lenta y desinfección
ANEXO N° 1
Guia de Selección de Procesos para una Planta de Filtracion Lenta
Filtración lenta y
desinfecciónE. Coli NMP < 1000/100 ml
Turbiedad < 250 UNT
Turbiedad < 500 UNT Sedimentación,
prefiltración, filtración lenta
y desinfección
Filtración lenta y
desinfección
Turbiedad < 50 UNT Enfermedades endémicas
de origen hídrico
Pre filtración y
desinfecciónE. Coli NMP<100/100 ml
Turbiedad < 25 UNT Enfermedades endémicas
de origen hídrico
Desinfección
E. Coli NMP<10/100 ml
31. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 31 -
GRAFICO N°2
Velocidad de Sedimentacion
Fuente: Water Purification and Wastewater Treatment and Disposal
G. Fair, J. Geyer, D. Okun, 1968
34. OPS/CEPIS/05.158
UNATSABAR
- 34 -
ABREVIATURAS DE TERMINOS
H, h Altura
B, w Ancho
At Area o Sección Transversal
As Area Superficial
Q Caudal o Gasto de Diseño
CD Coeficiente de Arrastre
ρs Densidad de la Arena
ρ Densidad del agua
d Diámetro de la partícula
f Factor de Rugosidad de la Cámara
K Factor de forma
g Gravedad
L, l Longitud
Re Número de Reynolds
Vs Velocidad de Sedimentación
η Viscosidad Cinemática del agua
Vd Velocidad de desplazamiento o resuspensión
Vh Velocidad Horizontal del Flujo