Obras de Captacion

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

    Rosa Vernica Reyes RodrguezCarlos Miguel Vanegas Benavides

    CENTRO DE INVESTIGACIN Y ESTUDIOS EN EL MEDIO AMBIENTE

    Obras de Captacin Obras de Captacin LECHO FILTRANTE

  • DEFINICIN:

    El sistema de lecho filtrante o unidades de prefiltracinEl sistema de lecho filtrante o unidades de prefiltracin,como tambin se denominan, es una obra de captacin deagua y al mismo tiempo funciona como pretratamiento, sepueden clasificar de acuerdo a la direccin del flujo puedenpueden clasificar de acuerdo a la direccin del flujo, puedenser de dos tipos, horizontal y vertical. Los de flujo verticalpueden ser, a su vez, de dos tipos: descendentes yascendentesascendentes.

    Prefiltro Horizontal Prefiltro Vertical

  • Prefiltro Horizontal:Principio de Funcionamiento

    Este tipo de captacin indirecta est ubicado en la ribera de cursos superficialesde agua, estando constituido por los siguientes elementos:

    Estructura de entrada

    Zona de Prefiltracin

    Z

    onaade

    Sali

    Captacin Directa

    ida

  • Prefiltro Horizontal:

    La estructura de entrada: R

    Para proteger de la erosin ydistribuir uniformemente el

    d l t d l i

    RIO

    caudal en toda la seccin sesugiere el uso de un muroseco de ladrillo hueco o decantos rodados sujetos porcantos rodados sujetos poruna malla de hierro redondo(gaviones). Este muro debeser construido con juntasser construido con juntasabiertas para que seaabsolutamente permeable.

  • La zona de pre

    Prefiltro Horizontal:

    La zona de pre filtracin:

    Esta es de tipo horizontal,

    Capa Profundidad Dimetro mm

    1 1.00 25-80

    2 4 50 30 70p ,con velocidad de flujo de0.50 m/h. Conformadapor tres o ms tramos

    2 4.50 30-70

    3 4.50 5-12

    llenos de grava dediferentes dimetrosdispuestos en sentidod i L l i d

    RIOdecreciente. La longitudde los tramos es variable ydepende de la calidad delagua del tamao de laagua, del tamao de lagrava y de la velocidad defiltracin. Estos tramostienen las siguientestienen las siguientescaractersticas:

  • Prefiltro Horizontal:

    Captacin directa:

    Cuando se presenten aguas conbuenas caractersticas que permitanel uso directo de filtracin lenta setili l d t iutilizar la cmara de captacin

    lateral ubicada en la ribera de lafuente.

    La entrada est protegida por unarejilla de hierro de conseparacin de 2 cm para evitar laseparacin de 2 cm para evitar laentrada de material flotante.

  • Prefiltro Horizontal:

    Zona de Salida: La zona de salida la constituye la cmara de recoleccin. Dichodispositivo cuenta con un sistema de control manual formado pordispositivo cuenta con un sistema de control manual formado porcompuertas de hierro y/o madera.

  • Ventajas Restricciones

    Prefiltro Horizontal:

    Ventajas

    En general, son mseficientes que los

    Restricciones Profundidades mayores de 1.5

    m y anchos mayores de 5.0 mdificultan la limpieza de laeficientes que los

    sedimentadores por lagran superficie especficadi ibl l

    dificultan la limpieza de launidad. En general, serecomiendan profundidades nomayores de 1.0 m y anchosmximos de 4 0 m Estasdisponible en la grava.

    Cuando opera concarreras largas, no slo

    mximos de 4.0 m. Estasrecomendaciones restringen eluso de estas unidades acaudales pequeos; la otraalternativa es considerarcarreras largas, no slo

    remueve partculasinertes, sino tambinmicroorganismos

    alternativa es considerarmuchas unidades en paralelo.

    Turbiedades mayores de 300

    Conveniencia de su aplicacin

    microorganismos. yUNT demandan unidades de 8a 16 m de largo.

    Conveniencia de su aplicacin

  • Restricciones

    Prefiltro Horizontal:

    Restricciones Este tipo de prefiltro no es

    adecuado para la remocin de pmaterial coloidal (dimetro < 1 micrn). Debido a que las concentraciones de oxgeno disuelto en esta clase de prefiltro son generalmente bastante bajas, no tienen la

    id dcapacidad para remover materia orgnica oxidable, color, hierro y/o manganeso.

    Conveniencia de su aplicacinConveniencia de su aplicacin

  • Criterios de Diseo Prefiltro Horizontal:

    Calidad del agua: Turbiedad mxima: 150 UN (Con filtracin lenta) Turbiedad mxima: 750 UN (Con sedimentacin simple y

    filtracin lenta) Capacidad mxima:Capacidad mxima:

    10.8 m3/h (Recomendada) Velocidad ptima de filtracin:

    0.50 m/h Medio Filtrante:

    Grava de 1/4" a 2" colocada en sentido decreciente En contacto Grava de 1/4 a 2 , colocada en sentido decreciente. En contacto con los muros se colocar material de dimetro mayor que el de los orificios.

  • Prefiltro Horizontal:Procedimiento para el

    DiseoMtodo Simplificado 1 2 3Mtodo Simplificado

    Calcular la capacidad necesaria del prefiltro y asimilarla a su inmediata

    1 2 3

    Q B(m) DimetrodelDren

    M3/h H=0.7m H=1.00m (in)

    3.6 10.30 7.20 3p ysuperior de la columna 1Seleccionar la altura del prefiltro (entre 0.7 y 1 m) de acuerdo a las condiciones locales y adptese el

    5.4 15.40 10.80 3

    7.2 20.50 14.40 4

    9 25.70 18.00 4

    10 8 30 85 21 60 4condiciones locales y adptese el ancho correspondiente de la columna 2.Obtener el dimetro correspondiente

    10.8 30.85 21.60 4

    14.4 41.15 28.80 5

    18 51.43 36.00 6

    21.6 61.70 43.20 6

    al dren de la columna 3. 25.2 72 50.40 828.8 82.30 57.60 8

    32.4 92.60 64.80 8

    36 102.85 72.00 836 102.85 72.00 8

  • Prefiltro Horizontal:

    Mtodo Completo:

    N Datos Unidad Criterios ResultadosCaudaldeDiseo(Q) m3/s

    Mtodo Completo:

    1

    (Q) /

    FVNQA

    .3600= reatransversaldecadaunidadNmerodeunidades(N) adim

    VelocidadptimadeFiltracin(VF)

    m/h

    2 Profundidaddelagrava(H) mHAB= Anchodecadaunidad

    Seobtieneporinterpolacin1 adim

    31

    011

    /CCLnl = Longituddelprimertramodelprefiltrocongrava

    de3.0a4.0cm

    Turbiedadmximadelaguacruda(C0)

    UT

    TurbiedadefluentedelprimerUT

    tramo(C1)UT

    4Paraelsegundotramo2 adim

    2

    122

    /CCLnl = Longituddelsegundotramodelprefiltrocongrava

    de2.0a3.0cmTurbiedadafluente(C1) UTTurbiedad efluente (C ) UT 2Turbiedadefluente(C2) UT

  • Procedimiento para el Prefiltro Horizontal:

    DiseoP l di

    5Paraeltercertramo3 adim

    3

    233

    /CCLnl = Longituddeltercertramodelprefiltrocon

    gravade1.0a2.0cmmTurbiedadafluente(C2) UT

    Turbiedadefluente(C3) UT

    6 321 lllL ++= Longitudtotaldelaunidad m7

    Volumendeaguacontenidoenl id d () m

    3 lBqh L 1

    Altura de agua adicional requerida para7 launidad() m

    LBh L

    .1

    1= Alturadeaguaadicionalrequeridaparaaplicarlatasadelavado mTasadelevado(qL) m

    3/m2

    8 V l id d d d (VL) / i.. LBVLQL C d l d l d 3/8 Velocidaddedescarga(VL) m/min

    60QL= Caudaldelavado m3/s

    9 VLHhf 3/11= Prdidadecargaenlagrava m

  • Procedimiento para el Prefiltro Horizontal:

    Diseo

    10Nmerodelosassobreelcanalde

    limpieza(n)adim

    1+=nanBe Anchodelasranurasdelcanalde

    limpiezam

    Anchodecadalosa(a) mAncho del canal de limpieza (b) m QL2

    11Anchodelcanaldelimpieza(b) m

    ( )[ ] gbeCnQLh

    df 21 2

    2

    2 +=Prdidadecargaenelcanalde

    limpiezamCoeficientededescargadelas

    ranuras(Cd)adim

    12 21 fff hhh += Prdidadecargaduranteunadescarga mdescarga13 Alturadelcanaldelimpieza(h2) m 21 2/1 hhHh ++= Presindeaguasobrelacompuerta m14 ( )fC hhgV = 2 Velocidadenlacompuertadedescarga m/s( )fC descarga15

    CC V

    QLA = Seccindelacompuerta m2

  • Prefiltro Vertical :Principio de Funcionamiento

    Esta captacin indirecta se ubica en el fondo del cauce y est formada por lossiguientes elementos:

    Captacin Directa

    Zona de Prefiltracin

    Zona de Salida

  • Zona de pre filtracin: Este prefiltro utiliza grava como medio filtrante, con las siguientes

    Prefiltro Vertical

    p g , gcaractersticas:

    Capa Profundidad (m)

    Dimetro mm

    RIO

    ( )

    1 0.1 15-252 0.2 10-153 0.5 5-10 RIO

    Siendo el flujo verticaldescendente con baja velocidad(Vf=0.25 m/h). El sistema derecoleccin est formado poruna tubera perforada de PVCque desmboca en una cmara derecoleccin. Las paredesrecoleccin. Las paredeslaterales estn formadas pormuros secos de cantos rodados,sin armadura, o por bolsas de

    t P tl d ti 1cemento Portland tipo 1

  • Prefiltro Vertical

    Captacin directa:

    . Cuando se presenten aguas con buenas caractersticas que permitan el uso directo de filtracin lenta se

    tili l d t iutilizar la cmara de captacin lateral ubicada en la ribera de la fuente.

    La entrada est protegida por una rejilla de hierro de con separacin de 2 cm para evitar laseparacin de 2 cm para evitar la entrada de material flotante.

  • Sistema de Control:

    Prefiltro Vertical

    El sistema de control es manual y est formado por compuertas de hierroy/o madera

    CaptacinDirecta

    C

    Directa

    Compuerta

    Compuerta

  • Ventajas Restricciones

    Prefiltro Vertical

    Ventajas

    La limpieza completa es msgil que en los otros casos,

    Restricciones

    Este tipo de captacin serecomienda usarlo con plantas defiltracin lenta con y sin

    porque la altura de la grava encada compartimiento es de slo50 cms. Incluso puede ejecutarsed t d l i

    filtracin lenta con y sinsedimentacin simple laminar,para lo cual las turbiedades de lasaguas deberan ser inferiores a 150y 750 UN respectivamente.

    dentro del mismocompartimiento.

    T bi l t j

    Este tipo de prefiltro no esade