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CAPÍTULO 2 ANÁLISIS DE FLUJOS Y FACTORES QUE DETERMINAN LOS PERIODOS DE RETENCIÓN1

Este capítulo constituye una revisión realizada por el Ing. Víctor Maldonado Yactayo del texto “Análisis de flujos y factores que determinan los periodos de retención”, de J. M. Pérez Carrión, publicado en CEPIS/OPS, Manual de evaluación. Tomo II, Programa Regional HPE/OPS/CEPIS de Mejoramiento de la Calidad delAgua para Consumo Humano. Lima, CEPIS/OPS, 1992.

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Análisis de flujos y factores que determinan los periodos de retención

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1.

INTRODUCCIÓN

Muchas plantas de tratamiento de agua no tienen la eficiencia esperada por deficiencias hidráulicas que ocasionan determinadas características de flujo en la unidad y que afectan los periodos de retención del agua en los reactores. Estassituaciones tienen su origen en las deficiencias de diseño o en prácticas inadecuadas de operación de las unidades. En el presente capítulo se analizan las metodologías para determinar el tiempo de retención en las unidades de mezcla, floculación y sedimentación; asimismo, se revisan las metodologías para determinar las características del flujo que en ellas se produce. Se presentará el uso de dosmetodologías, el modelo simplificado de la teoría de Wolf-Resnick y el análisis de la curva de tendencia de concentración del trazador. 1.1 Modelos de flujo

En las unidades de tratamiento de una planta, desde el punto de vista hidráulico, el flujo del líquido puede ser de dos tipos: discontinuo o intermitente y continuo. En el cuadro 2-1 se presenta una clasificación de los reactores en funcióndel tipo de flujo presente en la unidad. 1.1.1 Flujo intermitente El flujo de tipo discontinuo o intermitente es el menos habitual y consiste en llenar la unidad y dejar un tiempo el líquido en ella mientras se produce el proceso correspondiente, que puede realizarse con o sin mezcla, vaciar la unidad y repetir el ciclo. Este tipo de flujo, en la mayoría de los casos, no es práctico ygeneralmente los procesos en una planta de tratamiento son de flujo continuo, salvo que el proceso de tratamiento en sí exija la discontinuidad, o se trate de experiencias piloto o pruebas de laboratorio.

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Evaluación de plantas de tecnología apropiada

Un ejemplo de este tipo de flujo lo constituye la prueba de jarras, en la cual los vasos se llenan con un volumen (∀ ) de líquido, se someten a unproceso de tratamiento durante un tiempo de retención (to), terminado el cual se vacían y se preparan para una nueva prueba. En este caso, toda la masa líquida permanece en el reactor durante todo el tiempo de retención. 1.1.2 Flujo continuo Este tipo de flujo es el habitual en las plantas de tratamiento de agua. Teniendo en cuenta esta característica, los reactores pueden ser de flujo de pistón,mezclado y no ideal. a) Flujo de pistón Se describe como aquel en el que todas las partículas de fluido que entran a la unidad permanecen en ella el mismo tiempo. De esta manera, los elementos de fluido pasan a través del sistema y son descargados en la misma secuencia en que fueron introducidos y no hay ningún tipo de mezcla entre el fluido que ingresa y el fluido que está en la unidad. En lapráctica es muy difícil lograr un flujo con estas características. Se presenta con bastante aproximación en unidades hidráulicas como los canales Parshall, los vertederos, los floculadores hidráulicos de pantallas y en los decantadores con una relación largo/ancho bastante mayor de 1. b) Flujo mezclado Un reactor con flujo mezclado es aquel en el que todo elemento que ingresa al reactor se dispersainmediatamente dentro de él. Además, se cumplirá que la concentración de una sustancia a la salida de la unidad es igual a la existente en todo el reactor. En la práctica es muy difícil lograr un flujo con estas características; solo se presentará bajo condiciones ideales. Se encuentra con bastante aproximación en retromezcladores o floculadores mecánicos con pocas cámaras en serie. c) Flujo no...
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