diques-y-desarenadores (1)

8/17/2019 Diques-y-desarenadores (1)

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DIQUE

Definición:

Un dique es un terraplén que se construye para evitar el paso del agua,

por lo general de tierra y ubicado en el curso de un río o al borde del mar.Puede ser natural o artificial

DIQUES NATURALES

Un dique natural resulta del depósito de material arrastrado por el río al

borde del mismo durante las inundaciones, causando progresivamente la

elevación de la ribera. Esto causa más inundaciones

DIQUES ARTIFICIALES

Pueden ser:

iques de contención. Pueden ser utili!ados para:

• Prevenir la inundación de los campos aleda"os a los ríos o mares• #e utili!a para encerrar el flu$o de los ríos, a fin de darle un flu$o más

rápido y de asegurar una carga %idráulica suficiente &dique 'oma(.iques )ompeolas. Pueden ser utili!ados para:

• Proteger determinadas áreas contra la agresión de las olas.• Para formar caminos integrando a un orden vial, por e$emplo canales de

navegación.

Diques de contención: Estos diques tradicionalmente son construidos,

amontonando tierra a la orilla del río. *mplio en la base y afilados en la cumbre,

donde se suelen poner bolsas de arena. En el altiplano andino, particularmente

en la región peruana, antiguamente se construían con +c%ampas+, tro!os

cuadrados de tierra vegetal, de unos - - cm, con un espesor variable de

unos /0 cm. Estas c%ampas, sin eliminar la vegetación se colocaban invertidas,

con la intención de que la vegetación al crecer, sobre todo en los bordes libres,

consolidaría la estructura. #e %a comprobado que este procedimiento no es

muy eficiente, por lo que actualmente se están sustituyendo por estructurasconstruidas técnicamente bien sean de tierra o no. *ctualmente los diques de

contención o de defensas ribere"as son construidos siguiendo los criterios

técnicos modernos para estructuras de tierra, y en muc%os casos su estructura

es comple$a, comprendiendo una parte de soporte, un n1cleo impermeable y

drenes de pie para minimi!ar el riesgo de rupturas.

Partes de un dique de contención: 2a sección transversal que se

aprecia en la figura siguiente, es la sección de un dique de contención

construido técnicamente en tierra, con n1cleo impermeable. #us partes son:


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/. 3oronamiento

4. 5orde libre

. 6ivel de agua de proyecto

7. 'alud de aguas arriba &en este caso, considerando que el agua tiende a

infiltrar a través del dique, el talud de aguas arriba es aquel que se encuentra alinterior del cauce del río.

0. 6ivel del terreno aguas arriba

8. 3orona

9. 3uerpo de apoyo, aguas arriba. El material utili!ado en esta parte del

dique puede ser granular y poco permeable.

. 61cleo impermeable

;. 3uerpo de apoyo, aguas aba$o. El material debe ser permeable.

/- 'alud de aguas aba$o


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Diques romeo!as

#on estructuras artificiales creadas mediante superposición de capas deelementos de diferentes granulometrías y materiales, con el ob$eto de reducir la

cantidad de energía proveniente del olea$e que entra en un lugar que se quiere

abrigar, por e$emplo un puerto &efensa ribere"a construida con c%ampas(. *

diferencia de los diques de contención, estos no tienen una función de impedir

la filtración del agua.

Eisten diferentes tipologías de diques rompeolas, también llamados

espigones, los cuales son: En talud,


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talud cosa que provoca que se tengan que dimensionar para olas de más

altura.

'etrápodos: estructura formada por cuatro e$es, particularmente empleada en

ingeniería para construir diques rompeolas.

Dique Toma

efinición: El ique?'oma es una obra civil de captación cuya finalidad

es etraer agua y descargarla a la línea de aducción, esta obra consiste en la

construcción de un dique de contención directamente sobre los ríos y

quebradas, para la e$ecución es necesario que el caudal del río sea superior al

gasto máimo diario &@río A @B( para cualquier época del a"o. Es unaestructura complementaria de una obra de captación de una fuente superficial,

ya que su función es represar las aguas de un río a fin de asegurar una carga

%idráulica suficiente.

Es importante resaltar que cuando las corrientes de agua son de

escasos caudal y la sección transversal del río en el sitio donde se proyecta la

bocatoma son de poco anc%o &menor o igual /- m(, es conveniente proyectar

un dique ? toma con el ob$eto de garanti!ar el caudal que se debe captar. Para

el dise"o %ay que tener en cuenta los siguientes aspectos:

• Crea de captación. El área de captación en la !ona de re$illa, no debe

permitir el paso de material grueso> esto se logra dimensionando

adecuadamente los espacios entre las barras de la re$illa de captación.

• 2a rata de sedimentación. El dique se debe proyectar en forma tal que la

rata de sedimentación en la !ona del embalse no sea ecesivamente

alta, lo cual se logra obligando a que el agua fluya con moderada

velocidad a través de la obra de captación.• 5uena estabilidad geológica. 2as riberas del río o quebrada, en la !ona

donde se proyecta el dique, deben tener una buena estabilidad

geológica, preferiblemente el suelo debe ser roca a fin de disminuir

costos en los ancla$es.


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CAPTACI"N P"R #ERTEDER"S LATERALES

efinición: Un vertedero lateral consiste en una escotadura practicada

sobre la cresta de un canal prismático que está orientada en sentido paralelo a

la corriente y por encima de la cual fluye el agua cuando se ubica de una

manera tal que se permite un gradiente %idráulico en sentido normal a la cresta

del vertedero. Eperimentalmente se %a encontrado que la capacidad de


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descarga de un vertedero normal a la dirección de la corriente es muc%o mayor

que la capacidad de descarga de un vertedero lateral.

Estas estructuras %idráulicas de 'omas 2aterales son muy frecuentes en

los sistemas de riego. #e proyectan por lo general para derivar agua decanales principales. 2a línea de derivación puede %acerse con tubería que

atraviese el fondo de la vereda del canal. 3uando así ocurre se dise"a como

un conducto a presión en donde se presentan pérdidas locales y pérdidas por

fricción.

En el dise"o de una toma lateral pueden ocurrir dos casos, uno cuando

no eiste restricción en la selección del diámetro de tubería, y otro cuando

eiste un diámetro comercial de tubería ya sea instalado, caso en el cual se

trata de una revisión, ya sea que se %aga necesaria su compra en el comerciolocal, caso en el cual se debe dise"ar dentro de un rango de pendientes fi$adas

por las características topográficas del terreno y obliga además a a$ustar las

pérdidas mediante el uso de válvulas, compuertas, dispositivos adecuados

para estas situaciones.

DESARENAD"RES

efinición:

El desarenador es una estructura dise"ada para retener la arena que

traen las aguas superficiales o servidas o a fin de evitar que ingresen, al canal

de aducción, a la central %idroeléctrica o al proceso de tratamiento y lo

obstaculicen creando serios problemas. Estas estructuras %idráulicas tienen

como función remover las partículas de cierto tama"o que la captación de una

fuente superficial permite pasar. #e utili!an en tomas para acueductos, encentrales %idroeléctricas &peque"as(, plantas de tratamiento y en sistemas

industriales. 2a velocidad buscada del agua es de -, mDs.

Tios de desarenadores: Eisten varios tipos de desarenadores, los

principales son los'ipo detritus &recto son los más conocidos y utili!ados(

• esarenador 2ongitudinal &'ipo detritus(


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#u funcionamiento es la de reducir la velocidad del agua y de la

turbulencia, permitiendo así que el material sólido transportado en suspensión,

se deposite en el fondo, para ser retirado periódicamente, normalmente se

construyen dos estructuras paralelas, para permitir la limpie!a de una de las

estructuras mientras la otra está operando.

• esarenador 3onvencional &'ipo detritus(: Es de flu$o %ori!ontal, el más

utili!ado en nuestro medio. 2as partículas se sedimentan al reducirse la

velocidad con que son transportadas por el agua. #on generalmente de forma

rectangular y alargada, dependiendo en gran parte de la disponibilidad de

espacio y de las características geográficas. 2a parte esencial de estos es el

volumen 1til donde ocurre la sedimentación.

• esarenador de vórtice o tolvanera

2os 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. 2os sistemas de desarenador por vórtice

incluyen dos dise"os básicos: /( cámaras con fondo plano con abertura

peque"a para recoger la arena y 4( cámaras con un fondo inclinado con

abertura grande que llega a la tolva. * medida que el vórtice dirige los sólidos

%acia el centro, unas paletas rotativas aumentan la velocidad lo suficiente para

levantar el material orgánico más liviano y de ese modo retornarlo al flu$o que

pasa a través de la cámara de arena.

• esarenadores de flu$o vertical: El flu$o se efect1a desde la parte inferior %acia

arriba. 2as partículas se sedimentan mientras el agua sube. Pueden ser de

formas muy diferentes: circulares, cuadrados o rectangulares. #e construyen

cuando eisten inconvenientes de tipo locativo o de espacio. #u costo

generalmente es más elevado. #on muy utili!ados en las plantas de

tratamiento de aguas residuales.• esarenadores de alta rata: 3onsisten básicamente en un con$unto de tubos

circulares, cuadrados o %eagonales o simplemente láminas planas paralelas,

que se disponen con un ángulo de inclinación con el fin de que el agua

ascienda con flu$o laminar. Este tipo permite cargas superficiales mayores que

las generalmente usadas para desarenadores convencionales, por tanto es

más funcional, ocupa menos espacio, es más económico y más eficiente.

onas de un desarenador. Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o!onas:


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• ona de entrada: 'iene como función el conseguir una distribución

uniforme de las líneas de flu$o dentro de la unidad, uniformi!ando a su

ve! la velocidad.• ona de desarenación o de sedimentación: Parte de la estructura en la

cual se reali!a el proceso de depósito de partículas por acción de lagravedad.

• ona de salida: 3onformada por un vertedero de rebose dise"ado para

mantener una velocidad que no altere el reposo de la arena

sedimentada.• ona de depósito y eliminación de la arena sedimentada: 3onstituida por

una tolva con pendiente mínima de /-F que permita el desli!amiento de

la arena %acia el canal de limpie!a de los sedimentos.

$ona de entrada

3ámara donde se disipa la energía del agua que llega con alguna

velocidad de la captación. En esta !ona se orientan las líneas de corriente

mediante un dispositivo denominado pantalla deflectora, a fin de eliminar

turbulencias en la !ona de sedimentación, evitar c%orros 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 !ona seencuentran dos estructuras:

/.


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#us características de régimen de flu$o permiten la remoción de los

sólidos del agua. 2a teoría de funcionamiento de la !ona de sedimentación se

basa en las siguientes suposiciones:/( *sentamiento, sucede como lo %aría en

un recipiente con fluido en reposo de la misma profundidad. 2) 2a

concentración de las partículas a la entrada de la !ona de sedimentación es%omogénea, es decir, la concentración de partículas en suspensión de cada

tama"o es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flu$o. ( 2a

velocidad %ori!ontal del fluido está por deba$o de la velocidad de arrastre de los

lodos, una ve! que la partícula llegue al fondo, permanece allí.

En esta !ona se encuentra la estructura de una 3ortina para sólidos

flotantes. Esta cortina es una vigueta que se coloca en la !ona de

sedimentación, cuya función es producir la decantación al fondo del

desarenador de las partículas o sólidos como %o$as y palos que pueden

escapar a la acción desarenadora del reactor.$ona de sa!ida

Esta !ona tiene por ob$eto mantener uniformemente distribuido el flu$o a

la salida de la !ona de sedimentación, para mantener uniforme 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 flu$o.

Eiste una gran variedad de estructuras de salida, las cuales podríamos

clasificar en: vertederos de rebose, canaletas de rebose, orificios &circulares o

cuadrados($ona de !odos

)ecibe y almacena los lodos sedimentados que se depositan en el fondo

del desarenador. Entre el 8-F y el ;-F queda almacenado en el primer tercio

de su longitud. En su dise"o deben tenerse en cuenta dos aspectos: la forma

de remoción de lodos y la velocidad %ori!ontal del agua del fondo, pues si esta

velocidad es grande las partículas asentadas pueden ser suspendidas de

nuevo en el flu$o y llevadas al afluente.

Ejemplos:

Acueducto #ereda! Santa E!ena

El caudal máimo diario es de /7.04 lDs, las dimensiones del desarenador son:

*nc%o: /.4-m, largo: 7.-m, Profundidad, 4.4-m.

esarenadores del proyecto %idroeléctrico del )ío Piedras


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2as obras de derivación:

• *!ud &barrera( en concreto a filo de agua.

• *nc%o: 47,- m

• *ltura: 0,0 m

• con una bocatoma de fondo y un vertedero para evacuación decrecientes.

• Un canal de aducción.

• El esarenador con dos celdas paralelas de 9,0 m de anc%o y ,- m delongitud. Profundidad, 4.4-m

Desarenadores de una !anta de tratamiento de a%uas residua!es&

#e cuenta con tres desarenadores tipo vórtice de forma circular &uno de

reserva( con 8 metros de diámetro. El agua ingresa tangencialmente y el

material pesado se concentra en el fondo, de allí es bombeado %asta el lugar

destinado para su lavado. Para el bombeo %ay dos bombas &solo una traba$a y

la otra es de reserva(

• 3audal: 6ormal /.mDs à Báimo .8mDs• #e produce /mDdía de arena


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