Saludos ingenieros, en este artículo explicaremos algunos tipos de desarenadores utilizados, sus conceptos y las zonas que los conforman.
¿Cuál es la función de un desarenador?
Estos son estructuras hidráulicas, cuya función principal es la de eliminar aquellas partículas de cierto tamaño que provienen de una fuente principal que ha permitido su paso; es decir, la arena que traen las aguas servidas o las aguas superficiales a fin de evitar que ingresen al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando serios problemas.
Generalmente los desarenadores se construyen cuando el agua está ingresando a la planta de tratamiento ya sea de agua potable o de aguas servidas, o sea, en el afluente. Son utilizados en tomas para acueductos, en centrales hidroeléctricas (pequeñas), plantas de tratamiento y en sistemas industriales.
Tipos de Desarenadores
Desarenador Tipo Detritus
- Convencional: Es de flujo horizontal, el más utilizado en nuestro medio. Debido a la reducción de velocidad del agua, las partículas se sedimentan. Su forma está determinada por el espacio y el entorno geográfico, en base a esto podría ser rectangular o alargada. La parte esencial de estos es el volumen útil donde ocurre la sedimentación.
- Desarenadores de flujo vertical: la sedimentación ocurre mientras el agua sube, por lo que el flujo circula desde el fondo hasta la parte superior. Las partículas se sedimentan mientras el agua sube. Su diseño varía, algunos son circulares, otros cuadrados o rectangulares. Son construidos por riesgos 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 fin de que el agua ascienda con flujo laminar. Es más funcional por su economía y eficiencia, esto es así porque las cargas que soporta son mayores.
Desarenador 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. Posee dos cámaras, una con fondo plano y pequeño orificio que recoge la arena y otra cámara que tiene fondo inclinado con una gran abertura que lleva a la tolva. A medida que el vórtice dirige los sólidos hacia el centro, unas paletas rotativas aumentan la velocidad lo suficiente para levantar el material orgánico más liviano y así conducirlo a la cámara de arena.
Zonas que conforman un Desarenador
Zona de Entrada
Aquí es donde se reduce la velocidad del agua captada. En esta zona se orientan las líneas de corriente mediante un dispositivo denominado pantalla deflectora, a fin de eliminar turbulencias en la zona de sedimentación, 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.
En esta zona se encuentran dos estructuras:
- 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. Si no se evacua el caudal excedente, por continuidad, aumenta el régimen de velocidad en la zona de sedimentación y con ello se disminuye la eficiencia del reactor.
Se debe diseñar para evacuar la totalidad del caudal que pueda transportar la línea de aducción, cuando se de la eventualidad de tener que evacuar toda el agua presente.
- Pantalla deflectora: Separa la zona de entrada y la zona de sedimentación, en ella se realizan ranuras u orificios, de acuerdo con el diseño, a través de los cuales el agua con una velocidad adecuada no superior a los 0.3 m/s, así ocurre la sedimentación. Los orificios pueden ser circulares, cuadrados o rectangulares, siendo los primeros los más adecuados.
Zona de sedimentación
Sus características de régimen de flujo permiten la remoción de los sólidos del agua. La teoría de funcionamiento de la zona de sedimentación se basa en las siguientes suposiciones:
El asentamiento se lleva a cabo tal cual como si habláramos de cualquier recipiente con fluido en reposo.
La concentración de las partículas a la entrada de la zona de sedimentación es homogénea, es decir, la concentración de partículas en suspensión de cada tamaño es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flujo.
La velocidad horizontal del fluido está por debajo de la velocidad de arrastre de los lodos, una vez que la partícula llegue al fondo, permanece allí. La velocidad de las partículas en el desarenador es una línea recta.
En esta zona se encuentra la siguiente estructura:
Cortina para sólidos flotantes: precipita en el fondo del elemento los sólidos que escaparon de la acción desarenadora del reactor, esto lo hace mediante una lámina.
Zona de lodos
En el primer tercio de su extensión almacena entre el 60 y 90 % del lodo sedimentado. En su diseño deben tenerse en cuenta dos aspectos: la forma de remoción de lodos y la velocidad horizontal del agua del fondo, pues si esta es grande las partículas asentadas pueden ser suspendidas de nuevo en el flujo y llevadas al afluente.
Zona de salida
Aquí se distribuye el flujo hacia la salida con el objeto de regular la velocidad.
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.
Entre las estructuras de salidas que existen podemos mencionar: vertederos de rebose, canaletas de rebose, orificios (circulares o cuadrados).
Compartimos esta Planilla Excel para Diseño de un desarenador.
WILMER ABANTO CIEZA
Excelente