DESARENADORESLos desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover las partículas de cierto tamaño que la captación de una fuente superficial permite pasar Se utilizan en tomas para acueductos, en centrales hidroeléctricas (pequeñas), plantas de tratamiento y en sistemas industriales. Tipos de desarenadores: - Tipo Detritus (son los más conocidos y utilizados) Convencional: Es de flujo horizontal, el más utilizado en nuestro medio. Las partículas se sedimentan al reducirse la velocidad con que son transportadas por el agua. Son generalmente de forma rectangular y alargada, dependiendo en gran parte de la disponibilidad de espacio y de las características geográficas. La parte esencial de estos es el volumen útil donde ocurre la sedimentación. Desarenadores de flujo vertical: El flujo se efectúa desde la parte inferior hacia arriba. Las partículas se sedimentan mientras el agua sube. Pueden ser de formas muy diferentes: circulares, cuadrados o rectangulares. Se construyen cuando existen inconvenientes de tipo locativo o de espacio. Su costo generalmente es más elevado. Son muy utilizados en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Desarenadores de alta rata: Consisten básicamente en un conjunto de tubos circulares, cuadrados o hexagonales o simplemente láminas planas paralelas, que se disponen con un ángulo de inclinación con el fín de que el agua ascienda con flujo laminar. Este tipo de desarenador permite cargas superficiales mayores que las generalmente usadas para desarenadores convencionales y por tanto éste es más funcional, ocupa menos espacio, es más económico y más eficiente. - Tipo Vórtice: Los sistemas de desarenación del tipo vórtice se basan en la formación de un vórtice (remolino) inducido mecánicamente, que captura los sólidos en la tolva central de un tanque circular. Los sistemas de desarenador por vórtice incluyen dos diseños básicos: cámaras con fondo plano con abertura pequeña para recoger la arena y cámaras con un fondo inclinado y una abertura grande que lleva a la tolva. A aumenta el régimen de velocidad en la zona de sedimentación y con ello se disminuye la eficiencia del reactor. no debe sobrepasar de 0. Zona de sedimentación Sus características de régimen de flujo permiten la remoción de los sólidos del agua. a fin de eliminar turbulencias en la zona de sedimentación. Si no se evacua el caudal excedente. unas paletas rotativas aumentan la velocidad lo suficiente para levantar el material orgánico más liviano y de ese modo retornarlo al flujo que pasa a través de la cámara de arena. siendo los primeros los más adecuados. en ella se realizan ranuras u orificios. cuadrados o rectangulares. a través de los cuales el agua pasa con un régimen de velocidades adecuado para que ocurra la sedimentación. Pantalla deflectora: Separa la zona de entrada y la zona de sedimentación. por continuidad. La teoría de funcionamiento de la zona de sedimentación se basa en las siguientes suposiciones: Asentamiento sucede como lo haría en un recipiente con fluido en reposo de la misma profundidad. . En esta zona se orientan las líneas de corriente mediante un dispositivo denominado pantalla deflectora. Vertedero de exceso: Se coloca generalmente en una de las paredes paralelas a la dirección de entrada del flujo y tiene como función evacuar el exceso de caudal que transporta la línea de aducción en épocas de aguas altas. Zonas de un desarenador Zona de entrada Cámara donde se disipa la energía del agua que llega con alguna velocidad de la captación. Los orificios pueden ser circulares.medida que el vórtice dirige los sólidos hacia el centro. En esta zona se encuentran dos estructuras: 1. 2. cuando se de la eventualidad de tener que evacuar toda el agua presente. evitar chorros que puedan provocar movimientos rotacionales de la masa líquida y distribuir el afluente de la manera más uniforme posible en el área transversal. de acuerdo con el diseño. Se debe diseñar para evacuar la totalidad del caudal que pueda transportar la línea de aducción.3m/s. las cuales podríamos clasificar en: vertederos de rebose. permanece allí. pues si esta es grande las partículas asentadas pueden ser suspendidas de nuevo en el flujo y llevadas al afluente. La velocidad horizontal del fluido está por debajo de la velocidad de arrastre de los lodos. Entre el 60% y el 90% queda almacenado en el primer tercio de su longitud. Existe una gran variedad de estructuras de salida. es decir. Zona de lodos Recibe y almacena los lodos sedimentados que se depositan en el fondo del desarenador. Zona de salida Esta zona tiene por objeto mantener uniformemente distribuido el flujo a la salida de la zona de sedimentación. una vez que la partícula llegue al fondo. En su diseño deben tenerse en cuenta dos aspectos: la forma de remoción de lodos y la velocidad horizontal del agua del fondo. En esta zona se encuentra la siguiente estructura: Cortina para sólidos flotantes: Es una vigueta que se coloca en la zona de sedimentación. orificios (circulares o cuadrados) .La concentración de las partículas a la entrada de la zona de sedimentación es homogénea. la concentración de partículas en suspensión de cada tamaño es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flujo. canaletas de rebose. El tipo de estructura de salida determina en buena parte la mayor o menor proporción de partículas que pueden ser puestas en suspensión en el flujo. cuya función es producir la precipitación al fondo del desarenador de las partículas o sólidos como hojas y palos que pueden escapar a la acción desarenadora del reactor. La velocidad de las partículas en el desarenador es una línea recta. para mantener uniforme la velocidad. Arenado El Arenado. es la operación de propulsar a alta presión un fluido. que puede ser agua o aire. El primer proceso de limpieza con chorro abrasivo fue patentado por Benjamin Chew Tilghman en 18 de octubre 18701 2 Arenado de un muro de roca Compresor a diésel utilizado como suministro de aire para un compresor de arenado . conocido en inglés como Sand Blasting. Granallado o Chorreado abrasivo. contra una superficie a alta presión para alisar la superficie o la rugosidad de la superficie o eliminar materiales contaminantes de la superficie. o una Fuerza centrífuga con fuerza abrasiva. Radiactivos. Esta es una ventaja dual disminuyendo el promedio de daño de ruptura y previniendo la impregnación de material extraño en la superficie. 3 arenado. cuando se utiliza un material equivalente. (Bead blasting). por ejemplo acero inoxidable y acero al carbono pueden ser procesados en el mismo equipo usando el mismo material de chorreado sin problemas. la habilidad de usar agua caliente y jabón para permitir simultáneamente el chorreado y el desengrasado. SodaBlasting. La velocidad de proceso puede ser tan rápido como el chorreado convencional seco. Subsecuentes operaciones de recubrimiento o fondeado son siempre mejores después del chorreado húmedo que del seco. Es . disparo o vidrio. y puede ser usado sin preocuparse de la eliminación del polvo del silicato. Chorreado con vidrio[editar] Chorreado con vidrio. como pueden ser granallado. El proceso esta disponible en todas las formas incluyendo gabinetes de manos. maquinaria robótica para producción de unidades portátiles de chorreado.Una picadura por corrosión en la pared externa de una tubería de transporte en un defecto de recubrimiento antes y después de un arenado abrasivo. es el proceso de remover los depósitos en la superficie usando partículas finas de vidrio a alta presión sin dañar la superficie. y no hay carga estática del polvo en la superficie chorreada. material peligros o desechos pueden ser removidos sin peligro. Hay varias variantes del procedimiento.4 Tipos[editar] Chorro húmedo abrasivo[editar] Las características comunes incluyen la habilidad de usar medios extremadamente finos o gruesos con densidades del rango de plásticos a acero. voladura. por ejemplo remoción de asbestos. De cualquier manera la presencia de agua entre el material y el sustrato a ser procesado crea un colchón lubricante que puede proteger tanto el medio como la superficie de daño excesivo. botas para caminar. por el nivel de limpieza alcanzado. u otros componentes venenosos y estructuras llevadas para una efectiva descontaminación. La ausencia de recontaminación de la superficie también permite usar un solo equipo para varias operaciones de chorreado. De esto se debe que las superficies que son chorreadas en húmedo son extremadamente limpias y no hay contaminación secundaria del medio o del proceso previo de chorreado. fortalecer y/o pulir el metal. El tamaño de la máquina de chorreado. En el hidrochorreado. la de fundición. Se distinguen dos tecnologías: Granallado por turbina[editar] Convierte la energía de un motor eléctrico en energía abrasiva cinética. comúnmente conocido como chorreado con agua. Chorreado de rueda[editar] En el chorreado por rueda. la naval y la del ferrocarril. químicos. y son usualmente utilizados para separar los componentes de plástico y hule. "recuperando los colores". alta eficiencia. es comúnmente utilizado porque usualmente solo requiere un operador. Típicamente está catalogado como operación de chorreado sin aire. se utiliza la fuerza centrífuga de una rueda para impulsar el medio abrasivo contra el objeto. Granallado[editar] El granallado es el método que se utiliza para limpiar. con un abrasivo reciclable (típicamente acero o inoxidable. porque no se usa un medio impulsor (gas o líquido). utilizando para ello la rotación de una turbina. Este método se utiliza en prácticamente todas las industrias de metales como: la aeronáutica. el número y la potencia de la rueda varía considerablemente dependiendo de las partes a ser chorreadas así como del resultado esperado y la eficiencia. Este método es ideal para limpieza de superficies interna y externas porque el operador generalmente es capaz de enviar el chorro de agua en lugares que son difíciles de alcanzar con otros métodos. Otro beneficio del hidrochorreado en la habilidad para recapturar y reutilizar el agua.utilizada para limpiar depósitos de calcio de las baldosas / azulejos de piscinas o cualquier otra superficie. alambre de corte. La primera rueda de chorreado fue patentada por Wheelabrator en 1932. Las ruedas de chorreado especializadas disparan plásticos abrasivos en una cámara criogénica. arena. Una máquina de chorreado a rueda es de alta potencia. o granos de tamaño similar). o depósitos sin dañar la superficie original. para remover la pintura vieja. la del automóvil. reduciendo el consumo de esta y mitigando el impacto ambiental. . la de la construcción. También es usado en los talleres de pintado de carros.5 Hidrochorreado[editar] El hidrochorreado. es un chorro de agua a alta presión que es utilizado para remover pintura vieja. y remueve los hongos y pule. etc Decapado mecánico de alambres.). el empuje (se supone que el cuerpo está completamente sumergido en el seno de un fluido).Chorreado por aire[editar] En este método el abrasivo se acelera de forma neumática mediante aire comprimido y se proyecta a través de boquillas sobre el componente. barras. el granallado permite lograr distintas superficies * También aplicado en resortes. Usos[editar] En líneas generales. autovías y autopistas. Desgomado y limpieza de las pistas de aterrizaje. etc Shot Peening (aumenta elásticos. en el seno de un fluido viscoso. Mejora del coeficiente de rozamiento transversal (CRT) en carreteras. y una . recubrimientos electrolíticos o mecánicos. es utilizado para: Limpieza de piezas de fundición ferrosas y no ferrosas. etc. chapas. piezas forjadas. Descripción La esfera se mueve bajo la acción de las siguientes fuerzas: el peso. Fórmula de Stokes En esta página. se describe el movimiento vertical de una esfera de masa m y de radio R. cauchos. la resistencia a la fatiga de resortes. En las baldosas. en régimen laminar. Limpieza y preparación de superficies donde serán aplicados revestimientos posteriores anticorrosivos (pintura. etc. engranajes. y por la aceleración de la gravedad. el empuje es igual al producto de la densidad del fluido ρf. y su expresión se denomina ley de Stokes donde es la viscosidad del fluido. cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre la esfera es cero. por tanto. La velocidad límite. La fuerza de rozamiento es proporcional a la velocidad. La ecuación del movimiento será.fuerza de rozamiento que es proporcional a la velocidad de la esfera (suponemos que el flujo se mantiene en régimen laminar). De acuerdo con el principio de Arquímedes. El peso es el producto de la masa por la aceleración de la gravedad g. se alcanza cuando la aceleración sea cero. es decir. Despejamos la velocidad límite vl . por el volumen del cuerpo sumergido. La masa es el producto de la densidad del material ρe por el volumen de la esfera de radio R. y k=6πR Integramos la ecuación del movimiento para obtener la velocidad de la esfera en función del tiempo. Integramos la expresión de la velocidad en función del tiempo para obtener la posición x del móvil en función del tiempo t. Si representamos v en función del tiempo t la gráfica tienen una asíntota horizontal en v=vl.La ecuación del movimiento es donde F es la diferencia entre el peso y el empuje F=mg-E. en el instante inicial t=0. . Obtenemos Esta ecuación nos dice que se alcanza la velocidad límite vl después de un tiempo teóricamente infinito. Suponemos que la esfera parte del origen x=0. El desplazamiento es proporcional al tiempo. Las diferencias entre el movimiento de un cuerpo en caída libre y cuando cae en el seno de un fluido viscoso se pueden resumir en el siguiente cuadro Caída libre En el seno de un fluido viscoso La velocidad es proporcional al tiempo La velocidad tiende hacia un valor constante El desplazamiento es proporcional al cuadrado del tiempo. en el control de selección titulado Esfera El radio en mm de la esfera Se elige el fluido. Actividades Se elige el material de la esfera.se obtiene Dado que la exponencial tiende a cero rápidamente a medida que transcurre el tiempo. en el control de selección titulado Fluido Se pulsa el botón titulado Empieza . el desplazamiento x del móvil será proporcional al tiempo t. vemos que al cabo de un cierto tiempo. 0 0.93 Plomo 11.70 Cobre 8.35 Volframio 19.391 Fluido Para determinar la dependencia de la velocidad límite con el radio de la esfera.3923 Benceno 0. Elegir esferas del mismo radio pero de distinto material. Elegir esferas de distinto radio. Cambiar el fluido en el que se mueven las esferas. con la densidad y viscosidad del fluido: 1. El círculo de color rojo representa la esfera que cae en el seno de un fluido viscoso. 3.000673 Aceite 0. 2.88 0. otros valores distintos de los que figuran en las tablas Densidad (g/cm3) Material de la esfera Hierro 7.00105 Glicerina 1.34 Densidad (g/cm3) Viscosidad (kg/m·s) Agua 1. Al lado se representa las fuerzas sobre la esfera. del mismo material y que se muevan en el mismo fluido.26 1.88 Aluminio 2. manteniendo sus dimensiones y su material constitutivo.88 0. con la densidad del material. y que se muevan en el mismo fluido. .Se pueden introducir en los controles de edición. Cuando ambas flechas son aproximadamente iguales. la fuerza F constante que es la diferencia entre el peso y el empuje del fluido. Ejemplo: En un tubo vertical lleno de aceite de automóvil dejamos caer perdigones de plomo.88 g/cm3 Viscosidad del aceite η=0. y la masa de la esfera es m=ρe4/3πR3=3. El diámetro del tubo es mucho mayor que el diámetro del perdigón. En color rojo.35 g/cm3 Radio de la esfera R=1.023 m Si dejamos caer la bolita desde la superficie del aceite. podemos comenzar a tomar medidas con seguridad 3 centímetros por debajo de dicha superficie.391 kg/(m·s) Se alcanza el 99. En color azul.58·10-4 kg Despejamos el tiempo t=0. Los datos son Densidad del plomo ρe=11.13 s La esfera se habrá desplazado en este tiempo x=0. la fuerza de rozamiento proporcional a la velocidad kv. la velocidad de la esfera es constante e igual a la velocidad límite.96 mm Densidad del aceite ρf=0.5% de la velocidad límite constante en el instante t tal que Donde k=6πRη=0. .014 kg/s. ante todo debemos destacar que es un germicida potente ya que reduce el nivel de microorganismos patógenos en el agua hasta niveles que son casi imposibles de medir. Acción de la cloración sobre los agentes patógenos[editar] Muchos se preguntarán cómo es que la cloración puede eliminar a los agentes patógenos. el cloro no permite que la bacteria crezca. con respecto al primero. esta explicación también tiene su historia. que la fórmula de Stokes tiene un rango de validez que se expresa en términos del denominado número de Reynolds. químicas y bioquímicas en la pared de toda célula. sus observaciones aseguraban que las células bacterianas dosificadas con cloro liberan ácidos nucleicos. disminuyendo sus funciones vitales hasta llevarla a la muerte. Veremos más adelante. se ha supuesto que el fluido se mantiene en régimen laminar cuando se mueve la esfera en su seno. disentería y hepatitis A). pero normalmente se emplea hipoclorito de sodio (lejía) por su mayor facilidad de almacenamiento y dosificación. La dosis empleada en Estados Unidos en 1908 y se consiguieron eliminar las enfermedades transmitidas por el agua (cólera. Los beneficios del cloro sobre el agua son muchos y son justamente ellos los que enaltecen el uso de este producto tanto en los tanques de agua potable como en el mantenimiento de piscinas. véase halogenación. mohos y algas. La cloración permite el control de gusto y olores reduciéndolos. señalamos que su acción germicida elimina bacterias. La cloración conlleva también un control biológico y químico. esto se debe que el cloro oxida sustancias que se presentan naturalmente. de esta forma se destruye la barrera protectora de la misma dejándola indefensa. hipoclorito de calcio o ácido cloroisocianúrico. En algunos casos se emplean otros compuestos clorados. en 1881 el bacteriólogo Robert Koch demostró que el hipoclorito podía destruir cultivos puros de bacterias.En este ejemplo. como dióxido de cloro (ClO2). el cloro le otorga al agua atributos inodoros y modifica favorablemente su sabor. CLORACIÓN Para la reacción de adición de cloro (cloración). nos referimos a las secreciones de algas malolientes y olores de vegetación que se encuentra en proceso de descomposición. y las funciones de la membrana resultaban afectadas por el cloro. La cloración causa alteraciones físicas. se reproduzca o cause ninguna enfermedad. Es de las más importantes en desinfectar agua potable. como conclusión. proteínas y potasio. controla los . Se puede emplear gas cloro. La cloración es el procedimiento de desinfección de aguas mediante el empleo de cloro o compuestos clorados. fiebre tifoidea. . según la Organización Mundial de la Salud. El control químico es aquél que se encarga de destruir el sulfuro de hidrógeno y eliminar el amoníaco como otros compuestos nitrogenados que generan sabores desagradables y obstaculizan cualquier tipo de desinfección. si complementamos dicho proceso con el sistema de filtrado los resultados obtenidos son aún mucho mejores. la desinfección de piscinas y de redes de agua para consumo público con cloro es la mejor garantía de un agua microbiológicamente segura.microorganismos molestos que suelen crecer en la piscinas y se transmiten por el agua. Como conclusión aseguramos que la cloración desempeña una función extraordinaria al proteger los sistemas de abastecimiento de agua potable de las enfermedades infecciosas.