INTRODUCCIÓN:

Los desarenadores son estructuras hidráulicas que tienen como función remover
las partículas de cierto tamaño (superior a 200 micras) que la captación de una
fuente superficial permite pasar, a fin de evitar que ingresen al canal de aducción,
a la central hidroeléctrica o al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando
serios problemas, disminuyendo así la capacidad hidráulica de la planta.
Se utilizan en tomas para acueductos, centrales hidroeléctricas (pequeñas),
plantas de tratamiento y en sistemas industriales.
Los factores a tener en cuenta en el análisis y el diseño de un desarenador son
la temperatura, la viscosidad del agua, el tamaño de las partículas de arena a
remover, la velocidad de sedimentación de la partícula y el porcentaje de
remoción deseado.

Básicamente para que un desarenador sea eficiente debe cumplir:

HIDRÁULICAMENTE:
 Distribución uniforme del caudal en las naves desarenadoras.
 Líneas de corriente paralelas, por lo tanto, sin vórtices de eje vertical u
horizontal.
 No causar remanso en el canal aguas arriba.
 Distribución uniforme del caudal dentro de cada nave, esto es importante
en el momento de purga de la nave.

SEDIMENTOLÓGICAMENTE:
 Sedimentación de los materiales es suspensión.
 Evacuación al exterior de los depósitos.
 Limpieza uniforme de las naves desarenadoras.
 No existencia de zonas imposibles de limpiarlas en las naves.
 Transición de entrada sin sedimentación.
 Eficiencia adecuada.
La sedimentación es posible de lograr disminuyendo la velocidad de flujo hasta
un cierto valor para permitir su depósito.
Dicho valor está en función del diámetro de la partícula a extraer.

Los desarenadores normalmente están compuestos por cuatro zonas:

 Entrada.
 Zona de sedimentación.
 Salida.
 Zona de depósito de lodos.

OBJETIVOS:
1. A partir de las muchas definiciones que se encuentran sobre un
desarenador, tener una idea clara y precisa sobre su definición, la función
principal que este cumple dentro de las obras civiles, que se realizan para
la construcción de mini y micro centrales hidráulicas.
2. Tener el conocimiento adecuado sobre su utilización y más que nada su
importancia dentro de las diversas obras civiles que demandan su
construcción.
3. Ser capaces de identificar las distintas zonas que presenta un
desarenador.
4. A partir de toda la información que se mostrará más adelante, tener la
noción sobre todo los pasos y cálculos que conllevan a su construcción,
siendo en primera instancia solo cálculos teóricos, y que, dentro de
algunos años poder aplicarlos a nuestro campo laboral.
CÁMARAS DE DECANTACIÓN:
En un inicio se usaban éstas estructuras formadas por tazas, donde la
decantación y la extracción de los depósitos eran dos operaciones sucesivas.
La decantación era posible al tener velocidades muy pequeñas.
La evacuación de sedimentos era mecánica, razón por la cual se les llamaba
cámaras de extracción mecánica. Actualmente ningún diseño contornea este
criterio.
Luego se pensó en utilizar la misma agua para efectuar la limpieza y sugirieron
las llamadas cámaras da evacuación hidráulica, que constituyeron un verdadero
avance. Las más antiguas obras de este tipo tienen en general fondo plano y la
abertura de evacuación de dimensiones reducidas y a menudo ubicadas
lateralmente. Las obras más o demás tienen pendientes longitudinales del 3% al
5%, con aberturas de evacuación de 0.70 a 1.00 m. aproximadamente. (Ver
figura).
 DESARENADOR
Los desarenadores son obras hidráulicas que sirven para separar (decantar) y
remover (evacuar) después, el material solido que lleva el agua de un camal.
El material solido que se transporta ocasiona perjuicios a las obras:
1. Una gran parte del material solido va depositándose en el fondo de los
canales disminuyendo su sección. Esto aumenta el costo anual de
mantenimiento y produce molestas interrupciones en el servicio de canal.
2. Si los canales sirven a plantas hidroeléctricas, la arena arrastrada por el
agua pasa a las turbinas desgastándolas tanto más rápidamente cuanto mayor
es la velocidad. Esto significa una disminución del rendimiento y a veces exige
reposiciones frecuentes y costosas.
CLASES DE DESARENADORES
1. EN FUNCIÓN DE SU OPERACIÓN:

Desarenadores de lavado continuo, es aquel en el que la sedimentación y

evacuación son dos operaciones simultáneas.
Desarenadores de lavado discontinuos (intermitente), que almacena y luego
expulsa los sedimentos en movimiento separados.
1. EN FUNCIÓN DE LA VELOCIDAD DE ESCURRIMIENTO:

De baja velocidad v < 1 m/s (0.20 ñ 0.60 m/s)

De alta velocidad v > 1 m/s (1.00 ñ 1.50 m/s)
2. POR LA DISPOSICIÓN DE LOS DESARENADORES:

En serie, formado por dos o más depósitos construidos uno a continuación del
otro.
En paralelo, formado por dos o más depósitos distribuidos paralelamente y
diseñados para una fracción del caudal derivado.
 3. POR SU TOPOLOGÍA

Desarenador longitudinal Su funcionamiento se basa en la reducción de la

velocidad del agua y de las turbulencias, permitiendo así que el material sólido
transportado en suspensión se deposite en el fondo, de donde es retirado
periódicamente.
Normalmente se construyen dos estructuras paralelas, para permitir la limpieza
de una de las estructuras mientras la otra está operando.
DE 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 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 de ese modo retornarlo al flujo que pasa a través de la cámara de arena.
FASES DEL DESARENAMIENTO:
1. Fase sedimentación
2. Fase de purga (evacuación)
En la figura 1 se muestra un esquema de un desarenador de lavado
intermitente.

compuerta de admision

camara de sedimentación

compuerta de lavado

canal de llegada canal de lavado

transicion
canal directo

vertedero canal de salida

Existen varios tipos de desarenadores, los principales son:

1. Desarenador Longitudinal:
 2. Desarenador de vértice. (Corte longitudinal):

3. Desarenador de vértice. (Planta):

ELEMENTOS DE UN DESARENADOR:
Para cumplir su función, el Desarenador se compone de los siguientes
elementos:
1. TRANSICIÓN DE ENTRADA: la cual une el canal con el desarenador.
2. CÁMARA DE SEDIMENTACIÓN: en la cual el particular salidas caen al
fondo, debido a la disminución de la velocidad producida por el aumento de la
sección transversal.
Según Dubuat, las velocidades límites por debajo de las cuales el agua cesa de
arrastrar diversas materias son:
Para la arcilla 0.081 m/s
Para arena fina 0.160 m/s
Para la arena gruesa 0.216 m/s
De acuerdo a lo anterior, la sección transversal de un desarenador, se diseña
para velocidades que varían entre 0.1 m/s y 0.4 m/s, con una profundidad media
de 1.5 m y 4 m. Observar que, para una velocidad elegida y un caudal dado, una
mayor profundidad implica un ancho menor y viceversa.
La forma de la sección transversal puede ser cualquiera, aunque generalmente
se escoge una rectangular o una trapezoidal simple o compuesta.
La primera simplifica considerablemente la construcción, pero es relativamente
cara pues las paredes deben se soportar la presión de la tierra exterior y se
diseñan por lo tanto como muros de sostenimiento.
La segunda es hidráulicamente más eficiente y más económica pues las paredes
trabajan como simple revestimientos. Con el objeto de facilitar el lavado
concentrando las partículas hacia el centro conviene que el fondo no sea
horizontal, sino que tenga una caída hacia el centro. La pendiente transversal
usualmente escogida es de 1:5 a 1:8.
3. VERTEDERO: Al final de la cámara se construye un vertedero sobre el cual
pasa el agua limpia hacia el canal. Las capas superiores son las que primero se
limpian es por esto que la salida del agua desde el desarenador se hace por
medio de un vertedero, que hasta donde sea posible debe trabajar con descarga
libre.
También mientras más pequeña es la velocidad de paso por el vertedero, menos
turbulencia causa en el desarenador y menos materiales en suspensión
arrastran. Como máximo se admite que esta velocidad puede llegar a v = 1 m/s.
De la ecuación de un vertedero rectangular sin contracciones:
3
Q  CLh 2

Donde:

Q  caudal (m3 / s)

C  1.84(cresta aguda)

C  2.0( perfil Creager )

L  longitud de la cresta(m)

h  c arg a sobre el vertedor (m)

Si el área hidráulica sobre vertedor es:

A  Lh
La velocidad será:
1
v  Ch 2
De donde para los valores indicados de v y C, se puede concluir que el máximo
valor de h no debería pasar de 25 cm.
Casi siempre el ancho de la cámara del desarenado no es suficiente para
construir el vertedero recto y perpendicularmente a la dirección del agua. Por
esto se le ubica en curva que comienza en uno de los muros laterales y continúa
hasta cerca de la compuerta de desfogue. Esta forma facilita el lavado
permitiendo que las arenas sigan trayectorias curvas y al mismo tiempo el flujo
espiral que se origina la aleja del vertedero.
4. COMPUERTA DE LAVADO: Sirve para desalojar los materiales depositados en
el fondo. Para facilitar el movimiento de las arenas hacia la compuerta, al fondo
del desarenador se le da una gradiente fuerte del 2% al 6%.
El incremento de la profundidad obtenido por efecto de esta gradiente no se
incluye en el tirante de cálculo, sino que el volumen adicional obtenido se lo toma
como depósitos para las arenas sedimentadas entre dos lavados sucesivos.
Es necesario hacer un estudio de la cantidad y tamaño de sedimentos que trae
el agua para asegura una adecuada capacidad del desarenador y no necesitar
lavarlo con demasiada frecuencia.
Para lavar una cámara del desarenador se cierran las compuertas gran velocidad
arrastrando la mayor parte de sedimentos.
Entre tanto el caudal normal sigue pasando al canal sea a través del canal directo
o a través de otra cámara del desarenador.
Una vez que está vacía la cámara, se abre parcialmente las compuertas de
admisión y el agua que entra circula con gran velocidad sobre los sedimentos
que han quedado, erosionándolos y completando el lavado.
Se consideran que para que el lavado pueda efectuarse en forma rápida y
eficaz esta velocidad debe ser de 3 - 5 m/s.
5. CANAL DIRECTO: Por el cual se da servicio mientras se está lavando el
desarenador.
El lavado se efectúa generalmente en un tiempo corto, pero por si cualquier
motivo, reparación o inspección, es necesario secar la cámara del desarenador,
el canal directo que va por su contorno, permite que el servicio no se suspenda.
Con este fin a la entrada se colocan dos compuertas, una de entrada al
desarenador y otra al canal directo. En el caso de ser el desarenador de dos o
más cámaras, el canal directo ya no es necesario pues una de las cámaras
trabaja con el caudal total mientras la otra se lava.
 CRITERIOS DE DISEÑO

En general, a menor velocidad y mayor longitud del desarenador es mayor la

eficiencia de decantación. Lo mismo puede decirse con respecto a las partículas
sólidas. Mientras más pequeñas sean, su probabilidad de decantación es menor.
Las partículas muy finas, cuya forma se parece notoriamente de la esférica,
decantan más difícilmente.
Se trabaja con valores medios y por lo tanto hay que aceptar errores, que en
algunos casos pueden ser de magnitud considerable.
El diseño debe considerarse necesariamente el conocimiento detallado acerca
del tipo de partículas sólidas que se desea eliminar: tamaño, cantidad y calidad.
Es indispensable, el estudio de las propiedades físicas de los sólidos para
obtener parámetros que sean útiles en el diseño.
El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos y técnicos es de
8 a 16 años.
El periodo de operación es de 24 horas por día.
Debe existir una transición en la unión del canal o tubería de llegada al
desarenador para asegurar la uniformidad de la velocidad en la zona de entrada.
La transición debe tener un ángulo de divergencia suave no mayor de 12° 30´.
La velocidad de paso por el vertedero de salida debe ser pequeña para causar
menor turbulencia y arrastre de material (Krochin,V=1m/s).
La llegada del flujo de agua a la zona de transición no debe proyectarse en curva
pues produce velocidades altas en los lados de la cámara.
La relación larga/ancho debe ser entre 10 y 20.
La sedimentación de arena fina (d<0.01 cm) se efectúa en forma más eficiente
en régimen laminar con valores de número de Reynolds menores de uno
(Re<1.0).
 1. Vs : velocidad de sedimentación (m/s)
2. d: diámetro de la partícula (m)
3. g: aceleración de la gravedad (9,81 m/s2)
4. ρa : densidad de la partícula (kg/m3)
5. ρ : densidad del agua (kg/m3)

DIMENSIONAMIENTO:
El dimensionamiento de esta obra se fundamenta en dos condiciones:
Deberá permitir la retención del material sólido que tenga diámetros mayores al
diámetro máximo permitido por las condiciones de escurrimiento de la estructura
de conducción.
Los sedimentos atrapados deberán ser rápidamente evacuados durante las
operaciones de limpieza.
CÁLCULO DEL DIÁMETRO DE LAS PARTÍCULAS A SEDIMENTAR:
Los desarenadores se diseñan para un determinado diámetro de partícula, es
decir, que se supone que todas las partículas de diámetro superior al escogido
deben depositarse.
Por ejemplo, el valor del diámetro máximo de partícula normalmente admitido
para plantas hidroeléctricas es de 0.25 mm.
En los sistemas de riego generalmente se acepta hasta d = 0.5 mm.
En sistemas hidroeléctricos el diámetro puede calcularse en función de la altura
de caída como se muestra en la tabla 1, o en función del (tipo de turbina como
se muestra en la tabla 2.)
Tabla 1. Diámetro de partículas en función de la altura de caída

Diámetro de partículas (d)

Altura de caída (H)
que son retenidas en el
(m)
desarenador (mm)

0.6 100 - 200

0.5 200 - 300
0.3 300 - 500
0.1 500 - 1000
Tabla 2. Diámetro de partículas en función con el tipo de turbinas

Diámetro de partículas
Tipo de turbina
(d) a eliminar (mm)
1–3 Kaplan
0.4 – 1 Francis
0.2 – 0.4 Pelton

CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DEL FLUJO V EN EL TANQUE:

La velocidad en un desarenador se considera lenta, cuando está comprendida

entre 0.20 m/s a 0.60 m/s. La elección puede ser arbitraria o puede realizarse
utilizando la fórmula de Campo:

v  a d (cm / s)
Donde:

d  diámetro (mm) .

a  cons tan te en fución del diámetro .

a d (mm)
51 0.1
44 0.1 - 1
36 1

CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE CAÍDA W (EN AGUAS TRANQUILAS):

Para este aspecto, existen varias fórmulas empíricas, tablas y nomogramas,

algunas de las cuales consideran:

Peso específico del material a sedimentar:

 s gr / cm3 (medible)

Peso específico del agua turbia:

 w gr / cm3 (medible)

Así se tiene:
Tabla 3 preparada por Arkhangelski, la misma que permite calcular w (cm/s)
en función del diámetro de partículas d (en mm).
Tabla 3. Velocidades de sedimentación w calculado por Arkhangelski (1935)
en función del diámetro de partículas.

d(mm) w (cm/s)
0.05 0.178
0.10 0.692
0.15 1.560
0.20 2.160
0.25 2.700
0.30 3.240
0.35 3.780
0.40 4.320
0.45 4.860
0.50 5.400
0.55 5.940
0.60 6.480
0.70 7.320
0.80 8.070
1.00 9.440
2.00 15.290
3.00 19.250
5.00 24.900

La experiencia generada por Sellerio, la cual se muestra en el nomograma de la

figura, la misma que permite calcular w (en cm/s) en función del diámetro d (en mm).

LA FÓRMULA DE OWENS:

w  k d ( s  1)
Donde:

w  velocidad de se dim entación (m / s )

d  diámetro de partículas (m)

 s  peso específico del material ( g / cm3 )

k  cons tan te que var ía de acuerdo con la forma y naturaleza de los granos

Tabla 4. Valores de la constante k

Forma y naturaleza k

arena esférica 9.35

granos redondeados 8.25
granos cuarzo d > 3 mm 6.12
granos cuarzo d < 0.7 mm 1.28

La experiencia generada por Sudry , la cual se muestra en el nomograma en la

figura 3, la misma que permite calcular la velocidad de sedimentación w (en m/s)
en función del diámetro (en mm) y del peso específico del agua (
w en gr/cm3).

La fórmula de Scotti - Foglieni

w  3.8 d  8.3d
donde:
w = velocidad de sedimentación (m/s)
d = diámetro de la partícula (m)

Para el cálculo de w de diseño se puede obtener el promedio de los

ws , con los
métodos enunciados anteriormente.
En algunos casos puede ser recomendable estudiar en el laboratorio la fórmula
que rija las velocidades de caída de los granos de un proyecto específico.
DIMENSIONES DEL TANQUE:
Despreciando el efecto del flujo turbulento sobre la velocidad de sedimentación,
se pueden plantear las siguientes relaciones:

Q
Caudal: Q  bhv  ancho del desarenador: b  .....(1)
hv
 Tiempo de caída:
h h
w   t  ......(2)
t w
 Tiempo de sedimentación:
L L
v   t  ......(3)
t v
 Igualando (2) = (3)
h L

w v
 De donde la longitud, aplicando la teoría de simple sedimentación es:
hv
L  ......(4)
w
  Considerando los efectos retardatarios de la turbulencia

Con el agua en movimiento la velocidad de sedimentación es menor, e igual a

w  w ' , donde w' es la reducción de velocidad por efectos de la turbulencia.
Luego, la ecuación (4) se expresa:
hv
L .......(5)
w  w'
En la cual se observa que manteniendo las otras condiciones constantes la
ecuación (5) proporciona mayores valores de la longitud del tanque que la
ecuación (4).
 Eghiazaroff, expresó la reducción de velocidad como:
v
w'  m / s.......(6)
5.7  2.3h
 Levin, relacionó esta reducción con la velocidad de flujo con un
coeficiente:
w '   v m / s.......(7)

 Bestelli et al consideran:
0.132
 .......(8)
h
donde h se expresa en m.
En el cálculo de los desarenadores de bajas velocidades se puede realizar una
corrección, mediante el coeficiente K, que varía de acuerdo a las velocidades de
escurrimiento en el tanque, es decir:
hv
LK .........(9)
w
Donde K se obtiene de la tabla5.
Tabla 5. Coeficiente para el calculo de desarenadores de baja velocidad

Velocidad de K
escurrimiento (m/s)
0.20 1.25
0.30 1.50
0.50 2

En los desarenadores de altas velocidades, entre 1 m/s a 1.50 m/s, Montagre,

precisa que las caídas de los granos de 1 mm están poco influenciadas por la
turbulencia, el valor de K en términos del diámetro, se muestra en la tabla 6.
Tabla 6. Coeficiente para el cálculo de desarenadores de alta velocidad
 Dimensiones de las
partículas a eliminar d K
(mm)
1 1
0.50 1.3
0.25 - 0.30 2

El largo y el ancho de los tanques pueden en general, construirse a más bajo

costo que las profundidades, en el diserto se deberá adoptar la mínima
profundidad práctica, la cual para velocidades entre 0.20 y 0.60 m/s, puede
asumirse entre 1.50 y 4.00 m.
Proceso De Cálculo De Las Dimensiones Del Tanque:
El proceso de cálculo se puede realizar de la siguiente manera:
Asumiendo una profundidad (por ejemplo h = 1.50 m)
Aplicando la teoría de simple sedimentación:
 Calcular la longitud con la ecuación:
hv
LK
w
 Calcular el ancho de desarenador con la ecuación:

Q
b
hv
 Calcular el tiempo de sedimentación con la ecuación:
h
t
w
 Calcular el volumen de agua conducido en ese tiempo con la ecuación:
V  Q *t

 Verificar la capacidad del tanque con la ecuación:

V  bhL
Considerando los efectos retardatorios de la turbulencia:
 Calcular  , según Bastelli et al:
0.132

h
 Calcular w’ según Levín:
w'  v
 Calcular w’ según Eghiazaroff:
 v
w' 
5.7  2.3h
 Calcular la longitud L utilizando la ecuación (5):
hv
L
w  w'
para valores de w ' obtenidos de las ecuaciones de Bastelli y Eghiazaroff
 Calcular L, corregida según la ecuación (9):
hv
Lk
w
De los valores de L obtenidos, elegir uno de ellos
Definido h, b, y L se tienen las dimensiones del tanque desarenador.
Para facilidad del lavado, al fondo del desarenador se le dará una pendiente del
2%. Esta inclinación comienza al finalizar la transición.
CÁLCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICIÓN:
La transición debe ser hecha lo mejor posible, pues la eficiencia de la
sedimentación depende de la uniformidad de la velocidad en la sección
transversal, para el diseño se puede utilizar la fórmula de Hind:

T1  T2
L
2tg12.5º
Donde:
T1 = espejo de agua en el canal
T2= espejo de agua del desarenador

T1 1 T2

Lt

CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDERO:

Al final de la cámara se construye un vertedero sobre el cual pasa el agua limpia

hacia el canal. Mientras más pequeña es la velocidad de paso por el vertedero,
menos turbulencia causa en el desarenador y menos materiales en suspensión
arrastran.
Como máximo se admite que esta velocidad puede llegar a v = 1 m/s y como se
indicó anteriormente, esta velocidad pone un límite al valor máximo de la carga
sobre el vertedero h, el cual es de 0.25 m.
CÁLCULO DE (L):

Para un h = 0.25 m, C = 2 (para un perfil Creager) o C = 1.84 (cresta aguda), y

el caudal conocido, se despeja L, la cual es:
Q
L 3
Ch 2
Por lo general la longitud del vertedero L, es mayor que el ancho del
desarenador b por lo que se debe ubicar a lo largo de una curva circular, que
comienza en uno de los muros laterales y continúa hasta la compuerta de
lavado.
CÁLCULO DEL ÁNGULO CENTRAL  Y EL RADIO R CON QUE SE TRAZA LA
LONGITUD DEL VERTEDERO:
En la figura 4, se muestra un esquema del tanque del desarenador donde se muestran
los elementos  , R y L.

Figura 4.

 Cálculo de  :
Se sabe que:
 2 R  360º

L  

 De donde:
2 R  R
L 
360 180
 Despejando R se tiene:
180 L
R ..................(10)

 De la Figura, tomando el triángulo OAB, se tiene:
R b
cos  
R
 De donde:
R cos   R  b
b  R(1  cos  )

 Despejando R se tiene:
b
R .................(11)
(1  cos  )

 Igualando R de las ecuaciones (10) y (11) se tiene:

b 180 L

1  cos  

 Donde la incógnita es  :
 180 L
 .................(12)
1  cos  b
 Como en la ecuación (12) L y b son conocidos, el segundo miembro es
constante:
180L
C

 Por lo que la ecuación (12) se puede escribir:

f ( )   C .................(13)
1  cos 
 El valor de  se encuentra resolviendo por tanteos la ecuación (13).

 Cálculo de R:
R se calcula utilizando la ecuación (10):
180L
R


CALCULO DE LA LONGITUD DE LA PROYECCIÓN LONGITUDINAL DEL

VERTEDERO (L1):

De la Figura 4, tomando el triángulo OAB, se tiene:

L1
sen   L1  Rsen
R
CALCULO DE LA LONGITUD PROMEDIO (LM):

L1  L2
Lm 
2
CALCULO DE LA LONGITUD TOTAL DEL TANQUE DESARENADOR:

LT  Lt  L  Lm

Donde:
LT: longitud total.
Lt: longitud de la transición de entrada.
L: longitud del tanque.
Lm: longitud promedio por efecto de la curvatura del vertedero.
 CÁLCULOS COMPLEMENTARIOS
CÁLCULO DE LA CAÍDA DEL FONDO:

Z  L * S
Donde:
Z  diferencia de catas del fondo del desarenador
L  LT  Lt

S  pendiente del fondo del desarenador  2%

CÁLCULO DE LA PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR FRENTE A LA

COMPUERTA DE LAVADO:

H  h  Z
Donde:
H  profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado.

h  profundidad de diseño del desarenador. h:

Z  Diferencia de cotas del fondo del desarenador

CÁLCULO DE LA ALTURA DE CRESTA DEL VERTEDERO CON RESPECTO AL
FONDO:

hc  H  0.25

Donde:
hc=altura de la cresta del vertedero con respecto al fondo.

H=profundidad del desarenador frente a la compuerta de lavado.

CÁLCULO DE LAS DIMENSIONES DE LA COMPUERTA DE LAVADO:

Suponiendo una compuerta cuadrada de lado L, el área será A  L , la

2

compuerta funciona como un orificio, siendo su ecuación:

Q  Cd A0 2gh

Donde:
Q  caudal a descargar por el orificio

Cd =coeficiente de descarga=0.60 para un orificio de pared delgada

A0 =área del orificio, en este caso igual al área A de la compuerta

h=carga sobre el orificio  desde la superficie del agua hasta el centro del orificio 
g=aceleración de la gravedad, 9.81 m / s2
CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE SALIDA:

Q
v
A0

Donde:
V=velocidad de salida por la compuerta, debe ser de 3 a 5 m / s,
para el concreto el límite erosivo es de 6 m / s.

Q  caudal descargado por la compuerta

Q  caudal descargado por la compuerta

A0  área del orificio, en este caso igual al área A de la compuerta .

CONCLUSIONES:
El desarenador es una obra hidráulica que sirve para sedimentar partículas de
material solido suspendidas en el agua, en el interior de la conducción.
Es necesario que las partículas en suspensión que lleva el agua sean
decantadas, por ello al final de una obra de conducción se construye un tanque
de mayores dimensiones que el canal, para que las partículas pierdan velocidad
y caigan al fondo del desarenador.
Las partículas se mantienen en suspensión debido a que la velocidad de entrada
en la bocatoma es elevada y suficiente para arrastrar partículas sólidas; en
especial durante las crecidas puede llegar a entrar gran cantidad de sedimentos.
El propósito del desarenador consiste en eliminar partículas de material solido
suspendidas en el agua de la conducción, debido a la velocidad del agua; para
que ellas se decanten se disminuye su velocidad; en consecuencia, para cumplir
con su propósito el desarenador dispone de una mayor área (sección).
Su construcción demanda tener una longitud y ancho adecuado para que los
sedimentos se depositen, sin ser demasiado voluminosos o caros.
No disponer de un desarenador genera daños en las obras civiles, tales como:
Disminución de la sección de la conducción (canal) por sedimentación; esto
conlleva a aumentar el mantenimiento de la obra.
Disminución de la capacidad del tanque de presión por acumulación de
materiales sólidos, debido a la sedimentación, ocasionada por la baja velocidad
existente en esta obra.
Cuanto mayor es la velocidad de las partículas, estas desgastan más
rápidamente la tubería y las turbinas, disminuyendo considerablemente su vida
útil.

BIBLIOGRÁFIA:
1. Ing. Edgar Sparrow Álamo. / El desarenador, Universidad Nacional del
Santa.
2. Autoridad Nacional del Agua, Manual: criterios de diseños de obras
hidráulicas para la formulación de proyectos hidráulicos multisectoriales y
de afianzamiento hídrico.
3. Ramiro Ortiz Flores. / Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.
4. http://es.wikipedia.org/wiki/Desarenador.
5. http://fluidos.eia.edu.co/obrashidraulicas/articulos/desarenadores/desare
nadores.html.
6. http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/pretratam/d
esarenado.htm.
7. http://biblioteca.uns.edu.pe/saladocentes/archivoz/publicacionez/trabajo_
de_desarenador1__tmp4a134267.pdf.