Memoria de Calculo para "Desarenadores de Flujo Horizontal" basado en cálculos hidráulicos y balance de energía en canales. Esta metodología puede aplicarse en el diseño del pre-tratamiento para plantas potabilizadoras y de aguas residuales domesticas.

1. Expositor : Ing. Yuri Diaz Trigoso
MEMORIA DE CALCULO
DISEÑO DE UN DESARENADOR

2. Diseñar una unidad desarenadora, con tres canales de
desarenado de flujo horizontal, ancho máximo de canal 1,8 m
para una velocidad de flujo de 30 cm/s, caudal máximo 1,32
m3/s, caudal promedio de 0.66 m3/s y caudal mínimo de 0,27
m3/s.
CRITERIOS DE DISEÑO
2. Los “Desarenadores de Flujo Horizontal” para aguas
residuales se diseñan para una velocidad horizontal de flujo de
0,30 m/s aprox.
3. Para el diseño se recomienda conocer los caudales
extremos de operación, con el fin de garantizar la remoción del
material inorgánico para todas las condiciones de flujo.
1. Los “Desarenadores” en tratamiento de aguas residuales se
usan para remover arena, grava, partículas u otro material
solido pesado que tenga velocidad de asentamiento o peso
especifico bastante mayor que el de los solidos orgánicos
degradables de las aguas residuales.

3. 5. En la practica para facilidad de construcción, se usan
desarenadores de sección trapezoidal aproximado a la
sección de diseño parabólico.
... Viene de criterios de diseño
4. Los “Desarenadores” para aguas residuales se diseñan
para remover todas las partículas de diámetro mayor de 0,20
mm.
6. Se recomienda una longitud mínima adicional del
desarenador igual a dos veces la profundidad máxima de flujo
y una longitud máxima adicional del desarenador de flujo del
50% de la longitud teórica.
7. El tiempo de diseño típico de retención para un desarenador
es aproximadamente de un minuto.
8. Se debe proveer una longitud adicional a la teórica para
compensar los efectos de turbulencia a la entrada y a la salida.

4. PARAMETROS DE DISEÑO
El diseño de un “Desarenador” se basa por lo general en la remoción
de partículas con gravedad especifica de 2.65 y una temperatura del
agua residual de 15,5 °C.
Fuente : Tratamiento de Aguas Residuales. Crites Tchobanoglous. McGraw-Hill. 1era
Edición 2000.
Ing. Yuri Diaz Trigoso

5. ... Viene de parametros de diseño
Fuente : Tratamiento de Aguas Residuales. Crites Tchobanoglous.
McGraw-Hill. 1era Edición 2000.
Secciones Comunes de Control Usadas en
desarenadores de canal con flujo Horizontal
Ing. Yuri Diaz Trigoso

6. MEMORIA DE CALCULO
I. Sección de Control
Para la “Sección de Control” seleccionada se requiere para
velocidad constante una cámara desarenadora de sección
parabólica.
El área de la sección de la parábola será: A = 2HT/3
Donde : A = Área de la sección
H = Altura de la sección
T = Ancho superior de la sección
Ing. Yuri Diaz Trigoso

7. II. Cálculos para Q max = 1,32 m3/s
Como se tienen 03 canales de desarenado, entonces el
caudal máximo por cada canal será igual a 0,44 m3/s.
... Viene de Memoria de Calculo
Profundidad de Flujo (H)
Q = vA … Ecuación de la continuidad
Q = 2HTv/3
H = 3Q/2Tv
= 3x0,44/2x1,8x0,3
= 1,22 m = 1220 mm

8. ... Viene de Memoria de Calculo
Altura de Velocidad Sección de Control (Vc2/2g)
Vc2/2g = (H + v2/2g)/3,1 … Balance de Energía
Vc2/2g = (1,22 + (0,30)2/2x9,8)/3,1= 0,40 m
Profundidad Sección de Control
dc = 2Vc2/2g
dc = 2x0,4 = 0,8 m
Velocidad Sección de Control
Vc = SQR (2gx0,4)= 2,8 m/s
Área Sección de Control
a = Q/Vc = 0,44/2,8 = 0,16 m2
Ancho Sección de Control
w = a/dc = 0,16/0,8 = 0,20 m

9. III. Cálculos para Q medio = 0,66 m3/s
Como se tienen 03 canales de desarenado, entonces el
caudal máximo por cada canal será igual a 0,22 m3/s.
... Viene de Memoria de Calculo
q = Q/w … Canales Rectangulares
Profundidad Critica en el Canal
La profundidad critica en el canal, Yc:
Yc = (q2/g) 1/3 = (Q2/W2g)1/3
Yc W (Q2W/g)1/3
El área de flujo “a” en la sección de control:
a = (Q2W/g)1/3
Ing. Yuri Diaz Trigoso

10. a = ((0,22)2 x 0,20/9,8)1/3 = 0,10 m2
... Viene de Memoria de Calculo
La profundidad de flujo en la sección de control, dc:
dc = a/w = 0,10/0,20 = 0,5 m
La profundidad en la cámara desarenadora, H
H = 3,1(dc)/2 – v2/2g … Balance de Energía en el canal
H = 3,1(0,5)/2 – 0,32/2x9,8
H = 0,77 m
El ancho del espejo de agua
en el canal , T
T = 3Q/2Hv
T = 3x0,22/2x0,77x0,3 = 1,43 m

11. IV. Cálculos para Q minimo = 0, 27 m3/s
Como se tienen 03 canales de desarenado, entonces el
caudal máximo por cada canal será igual a 0,09 m3/s.
... Viene de Memoria de Calculo
q = Q/w … Canales Rectangulares
Profundidad Critica en el Canal
La profundidad critica en el canal, Yc:
Yc = (q2/g) 1/3 = (Q2/W2g)1/3
Yc W (Q2W/g)1/3
El área de flujo “a” en la sección de control:
a = (Q2W/g)1/3
Ing. Yuri Diaz Trigoso

12. a = ((0,09)2 x 0,20/9,8)1/3 = 0,05 m2
... Viene de Memoria de Calculo
La profundidad de flujo en la sección de control, dc:
dc = a/w = 0,05/0,20 = 0,25 m
La profundidad en la cámara desarenadora, H
H = 3,1(dc)/2 – v2/2g … Balance de Energía en el canal
H = 3,1(0,25)/2 – 0,32/2x9,8
H = 0,38 m
El ancho del espejo de agua
en el canal , T
T = 3Q/2Hv
T = 3x0,09/2x0,38x0,3 = 1,18 m