Captulo 3/7

3.2.- OBRA DE LLEGADA

3.2.1.- CONSIDERACIONES GENERALES

Por obra de llegada entenderemos aquellos elementos que reciben el agua

afluente a la E.D.A.R., procedente directamente de la red de saneamiento. La obra de

llegada constar normalmente de:

1. Pozo de gruesos

Objetivo: Separacin gruesos y partculas de arena de tamao superior a 3 mm

Dotacin/equipos: Estar dotado de desbaste de gruesos y cuchara bivalva. Precisar

de un contenedor de residuos

2. Aliviadero:

Objetivo: Constituir el by-pass general de planta, convirtindose en el punto de inicio

de la red de by-pass

3. Reja de gruesos:

Objetivo: proteger la estacin de bombeo contigua, reteniendo los slidos de tamao

superior a la luz establecida

4. Estacin de bombeo:

Elevacin a planta con el objetivo de establecer desde el punto mximo de elevacin,

un proceso por gravedad

Los clculos debern realizarse en general para los caudales medio, punta y

mximo horarios para tener en cuenta como reacciona la planta ante las distintas

situaciones de afluencia de caudal, su capacidad de tratamiento y en que magnitud se

ven afectados los parmetros de diseo comprobando que, en cualquier caso se

encuentren dentro de los lmites.

Captulo 3/8

3.2.2.- CLCULOS FUNCIONALES Y DIMENSIONAMIENTO

A. Pozo de gruesos

Clculos funcionales

Los parmetros de diseo ms importantes sern:

Carga superficial en m3/m2.h

Tiempo de retencin en segundos

Calado mnimo en metros

Velocidad de paso (m/s)

Establecido el tiempo de retencin, que deber oscilar entre 30 y 60 segundos (a

Qmx) y a partir del caudal, se calcular el volumen necesario de pozo.

Volumen pozo = Caudal (m3/s) * Tretencin (s)

La superficie del pozo se obtendr a partir del caudal y la carga superficial.

Siendo:

S = Superficie del pozo

Qmx = Caudal mximo afluente

Cs = Carga Superficial (m3/m2.h)

Del conocimiento del volumen y la superficie se obtendr un calado

determinado que habr de superar el mnimo establecido.

Calado (m) = Volumen pozo (m3)/ Superficie horizontal (m2)

sCQS mx=

Captulo 3/9

Los valores de los parmetros anteriores sern:

Carga hidrulica < 300 m3/m2.h (a Qmx)

Tiempo retencin: 30 - 60 seg (a Qmx)

Calado del pozo: >2 m

El caudal dividido entre la superficie transversal nos dar una velocidad de

paso que tambin habr de estar comprendida entre los lmites fijados.

Dimensionamiento

La base del pozo es importante que sea tronco piramidal invertido, con

paredes muy inclinadas con el fin de concentrar los slidos y arenas decantadas en

una zona especfica.

El dimensionamiento del pozo a partir de los clculos funcionales realizados

es simple: Ser necesario tan solo establecer una relacin anchura/longitud.

Disponemos del calado, la superficie y el volumen, aplicando la citada relacin

tendremos las medidas del pozo de gruesos.

B. Aliviadero

Clculos funcionales

Un punto fundamental en los sistemas de saneamiento unitario lo constituye

el vertedero de crecidas. Su misin es la de evacuar, en el curso de agua ms

prximo, el excedente de caudal sobre el que se ha calculado como tope para el

funcionamiento de la depuradora.

Inicialmente se pensaba que en tiempo de lluvia, el agua que llegaba a la

depuradota estaba tan diluida que era innecesario realizar su depuracin. Sin

Captulo 3/10

embargo, se ha comprobado que, en general el agua de lluvia recogida en los

primeros 10-15 minutos de la precipitacin est tan contaminada como el agua

residual de tipo medio y a partir de los 20-30 minutos como el agua residual diluida.

Estos hechos hacen pensar en la necesidad de construccin de depsitos de

retencin para tiempos de permanencia de 230 a 30 minutos, que recogen las

primeras escorrentas con contaminacin alta. Una vez finalizada la aportacin de

tormenta, el volumen retenido en estos depsitos se reintroduce en la depuradora

para su correcto tratamiento.

En caso de no existir el depsito de retencin, el estudio del coeficiente de

dilucin ser funcin directa del tipo de red de saneamiento (secciones, pendientes,

sistemas de limpieza) y de las caractersticas de la cuenca receptora.

La recomendacin en relacin con los coeficientes de dilucin a adoptar es:

Aliviadero previo a pretratamiento: 3-4

Aliviadero previo a tratamiento primario: 2,4

Aliviadero previo a depuracin biolgica: 1,8

En caso de reducir el nmero de aliviaderos colocando uno slo a la entrada a

planta, el coeficiente de dilucin a emplear ser de 2 a 2,4.

El objetivo es determinar los metros lineales de vertedero.

En primer lugar hay que determinar el caudal a aliviar, que ser todo aquel

que pudiendo circular por el/los colector/es de llegada, superen la capacidad de

tratamiento de la planta.

Conocido dicho caudal, y aplicando por ejemplo la frmula simplificada de Francis,

podremos calcular el caudal por metro lineal de vertedero.

Captulo 3/11

Frmula:

Siendo Q = Caudal por metro lineal (m)

H = Altura de la lmina de agua sobre el vertedero (

Captulo 3/12

C. Reja de gruesos

Clculos funcionales

Estas rejas suelen ser rectas, de limpieza manual, la luz entre barrotes

depender principalmente del tipo de estacin de bombeo que tenga a continuacin,

habiendo de estar ms protegidas las bombas sumergibles que los tornillos de

Arqumedes.

La separacin entre barrotes puede oscilar entre los 40 y los 100 mm.

La velocidad de paso que se establece para el agua residual oscilar entre 0,7-

1 m/s para caudal medio, pudindose alcanzar valores de hasta 1,6 m/s para caudales

mximos horarios.

Para el dimensionamiento del pozo donde debern ir instaladas las rejas, se

establecer en primer lugar un ancho de canal de partida. Definido este, podemos

determinar la seccin til de paso, y el calado necesario para un grado de

colmatacin determinado.

Captulo 3/13

Siendo:

S = Seccin til de paso (m)

Ac = Ancho de canal (m)

L = Luz entre barrotes

Ab = Ancho de barrotes

G = Grado de colmatacin (%)

El clculo del calado necesario para un grado de colmatacin establecido

(suele ser del 30%) vendr dado por la siguiente frmula:

Siendo:

Q = Caudal de paso (m3/h)

Ab = Ancho de barrotes (mm)

L = Luz entre barrotes (mm)

G = Grado de colmatacin (%)

Ac = Ancho de canal (m)

V = Velocidad de paso (m/s)

Dimensionamiento

GxAbLLxAcS+

=

)()100/1(600.3 AcxLxVxGLAbxQCalado

+=

Captulo 3/14

Definidas las rejas a instalar, el dimensionamiento del pozo consiste

simplemente en el de un paraleleppedo cuyo calado y ancho de canal ya han

quedado determinados, la longitud es inmediata por tanto.

D. Estacin de Bombeo

Clculos funcionales

El diseo de la estacin de bombeo requiere el dato de caudal a elevar, que

deber repartirse entre el nmero de bombas diseado, el cual al menos debe ser de 2

(con el fin de que exista una de reserva). La determinacin del nmero de bombas,

vendr en funcin del rgimen de funcionamiento previsto. El segundo dato

necesario para el diseo de la estacin de bombeo ser a altura a elevar, que vendr

dada por el clculo de la lnea piezomtrica de la planta.

Dimensionamiento

El dimensionamiento del pozo de bombeo es funcin de las propias medidas

de las bombas a instalar, la altura necesaria de la lmina de agua sobre el pozo y el

tiempo de retencin en el mismo, que puede situarse entre los 3 y los 5 minutos

aproximadamente.

La relacin entre el caudal y el citado tiempo de retencin aporta el volumen

del pozo de bombeo, cuyas dimensiones, condicionadas por el tamao de las bombas

y la altura de la lmina de agua, se definirn en funcin de la implantacin prevista.

En funcin de lo anterior, obtendremos un diseo elaborado en la lnea que a

continuacin se muestra como ejemplo:

Captulo 3/15

OBRA DE LLEGADA Qmed Qpunta Qmx Pozo de Gruesos Caudal de paso m3/h m3/h m3/h Carga superficial m3/m2h m3/m2h m3/m2h Tiempo de retencin Segundos Segundos segundos Relacin largo/ancho

DIMENSIONES: Volumen m3 m3 m3 Superficie m2 m2 m2 Superficie transversal m2 m2 m2 Largo M m m Ancho M m m Calado M m m Velocidad de paso m/s m/s m/s Reja de Gruesos Luz Mm Velocidad de paso m/s m/s m/s Ancho de canal (m) M 1,20Seccin til (m2) m2 0,65Calado (30% colmatacin) M m m 0,13 0,27Bombeo de agua bruta

BOMBAS: Caudal de elevacin m3/h m3/h m3/h N unidades instaladas Ud ud ud N unidades funcionando Ud ud Ud Caudal unit. necesario m3/h m3/h m3/h Caudal selecccionado m3/h m3/h m3/h Altura de impulsin m.c.a. m.c.a. m.c.a. Tiempo de funcionamiento h/d h/d h/d

POZO: Volumen m3 m3 m3 Alto lmina de agua M m M Superficie m2 m2 m2 Largo M m m Ancho M m m Tiempo de retencin Minutos minutos minutos By-pass/Aliviadero Altura lmina agua s/vertedero Mm mm Caudal a tratar m3/h m3/h Caudal mximo de llegada m3/h m3/h Caudal a aliviar m3/h m3/h Caudal por ml de vertedero m3/h m3/h

Captulo 3/16

3.2.3.- EXPLOTACIN

Los datos de explotacin ms significativos en lo que al diseo de la

E.D.A.R. se refiere, en esta unidad de proceso sern:

Indice de produccin de residuos

Permitir definir el/los contenedor/es necesario/s para su recogida y la

periodicidad de sustitucin de los mismos.

Un ndice aproximado suele ser de 12 l/1.000 hab/d. Aplicado este ndice,

obtendremos el volumen de residuos producidos, siendo entonces necesario definir el

contenedor a instalar en funcin del nmero de das que se establezcan entre

recogidas.

Consumos elctricos de las bombas y cuchara bivalva y potencia

instalada por cada una de ellas.

3.2.4.- CONTROL

El accionamiento de las bombas, su rgimen de funcionamiento en continuo,

la alternancia entre las distintas unidades y la sucesiva entrada de las mismas, deber

ir automatizado, en funcin de niveles de agua y horas de funcionamiento de los

equipos. Puede disearse as mismo con variadores de velocidad para adaptarse a las

distintas situaciones de afluencia de caudal.

El accionamiento de la cuchara bivalva y limpieza de rejas suele ser manual.