ALIVIADEROS

ALIVIADEROS
A. Hernández, A. Hernández, P. Galán
Un punto fundamental lo constituye, en los sistemas de saneamiento unitario, el
vertedero de crecidas. Su misión es la de evacuar, en el curso de agua más próximo, el
excedente de caudal sobre el que se ha calculado como tope para funcionamiento de la
depuradora.
Inicialmente se pensaba que en tiempo de lluvia, el agua que llegaba a la depuradora
estaba tan diluida, que era innecesario realizar su depuración. Sin embargo, se ha
comprobado que, en general, el agua de lluvia recogida en los primeros 10-15 minutos
de la precipitación está 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 construcción de depósitos de retención
para tiempos de permanencia de 20 a 30 minutos, que recogen las primeras escorrentías
con contaminación alta.
Una vez finalizada la aportación de tormenta, el volumen retenido en estos depósitos se
reintroduce gradualmente en la depuradora para su correcto tratamiento.
En caso de no existir el depósito de retención, el estudio del coeficiente de dilución será
función directa del tipo de red de saneamiento (secciones, pendientes, sistema de
limpieza), y de las características de la cuenca receptora. Se expresa por el coeficiente:
(Aguas negras + Aguas de lluvia)/Aguas negras
y sus valores oscilan normalmente entre 2 y 5.
La recomendación, en relación con los coeficientes de dilución a adoptar, es:
Aliviadero previo a pretratamiento: 3-4
Aliviadero previo a depuración física: 2,4
Aliviadero previo a depuración biológica: 1,8
En caso de reducir el número de aliviaderos en las pequeñas plantas, colocando un
único aliviadero a la entrada a planta, el coeficiente de dilución a emplear será de 2 a 3.
Esto significa que en el caso de aliviadero previo a una depuradora con dilución, por
ejemplo de 3, el colector aguas abajo del aliviadero transportaría un caudal máximo de 3
Qm y el aliviadero se dimensionaría para un vertido máximo de:
Qv=Qmáx - 3Qm
siendo:
Qv = caudal vertido por el aliviadero
Qm= caudal medio de aguas negras.
Qmáx = caudal máximo transportado por el colector aguas arriba, incluyendo los
caudales de aguas negras y blancas.
La obra de aliviadero se puede situar en una pared lateral del colector. La figura 2.24.
representa un aliviadero de este tipo.
Fig. 2.24. Aliviadero lateral
Hmin se corresponde con la altura correspondiente al caudal Qm/Cd siendo Cd el
coeficiente de dilución adoptado para dicho aliviadero en función de las características
del colector aguas abajo (capacidad de transporte, entrada a estación depuradora, ...) y
de las características del cauce receptor de los caudales vertidos por el aliviadero
(existencia de depósito de regulación, capacidad de auto-depuración del cauce, usos de
las aguas del cauce, ...).
Hmáx se corresponde con el nivel de la lámina de agua para el caudal máximo admitido
en el colector, aguas abajo del vertedero.
El caudal de los vertederos viene dado por la fórmula general:
Q=(2/3)µLh Sqrt(2gh)
siendo:
Q = caudal vertido por el aliviadero, en m3/s.
µ = coeficiente de caudal del vertedero, adimensional.
L = longitud del umbral de vertido, en m.
h = altura de lámina sobre el umbral del vertedero, en m.
g = aceleración de la gravedad, en m/s2.
Por otra parte, se designa por «P» la altura, en m, del umbral del vertedero por encima
del fondo de la conducción; por «b» la anchura, en m, del canal a la entrada del
vertedero; y por «a» el sobreancho, en m, que se encuentra por ambos lados del labio
vertiente en los vertederos con contracción lateral. Fig. 2.25.
En pequeñas depuradoras, y por la simplicidad de su ejecución, lo más frecuente es
emplear un vertedero rectangular de pared delgada, en un canal, sin contracción lateral y
con vertido de lámina libre.
Se define así un vertedero cuando el espesor, e, del umbral es menor que la mitad de la
carga, h, y cuando el vertido es tal que deja un espacio lleno de aire a presión
atmosférica entre la lámina y la pared de salida del umbral.
Fig. 2.25. Definición geométrica del aliviadero
El coeficiente de caudal viene dado por una de las fórmulas siguientes:
Fórmula de BAZIN:
(2/3)µ1 = (0,405 + (0,003/h))[1 + 0,55 · h2/(h + p)2]
Fórmula de REHBOCK:
(2/3)µ1 = 2/3 (0,605 + (1/(1.050h - 3)) + 0,08 h/p)
Fórmula propuesta por la Sociétè des lngènieurs et Architectes Suisses (S.I.A.S.):
(2/3)µ3 = 0,410 (1+1/(1.000h + 1,6))[1+0,5 · h2/(h + p)2]
Estas fórmulas son utilizables para alturas de lámina h comprendidas entre 0,10 y 0,60
m para la fórmula de BAZIN y entre 0,25 y 0,90 m para la de REHBOCK y la de la
S.I.A.S. Estas dos últimas dan resultados prácticamente idénticos entre sí, pero
ligeramente inferiores a los que se consiguen mediante la fórmulas de BAZIN.
Otras condiciones de aplicación:
para BAZIN: p comprendida entre 0,20 y 2 m.
para REHBOCK: p por lo menos igual a (h-0,10) m.
para S.I.A.S.: p superior a h.
h será la altura de la lámina de agua sobre el umbral del vertedero a una distancia del
umbral 5 h.
Si no se necesita una gran exactitud o para un primer tanteo, puede utilizarse
Qv = 1,9 L Sqrt(h3)
que equivale a adoptar (2/3)µ = 0,43 en la fórmula general.