Granulometria Para Medios Filtrantes

“GRANULOMETRIA PARA MEDIO FILTRANTES”

UNI-FIA

“GRANULOMETRIA PARA MEDIOS FILTRANTES DE FILTRANTES  DE TASA DECLINANTE Y LAVADO MUTUO” MUTUO ”

I. 

OBJETIVO: Experimentalmente se deberá determinar el tamaño efectivo y coeficiente de uniformidad de una muestra de arena que pasaría a formar parte de un medio filtrante para unidades de filtración en tratamiento de aguas.



Se determinará así mismo algunas propiedades físicas de la arena; por ejemplo: la porosidad, la densidad, la forma de las partículas, etc.

II.

FUNDAMENTO TEORICO

1. ARENAS EMPLEADAS EN FILTROS Para estos diseños es importante conocer algunas características del comportamiento de las arenas durante el proceso, por ejemplo: el coeficiente de uniformidad, el tamaño efectivo, la porosidad, la uniformidad de partículas, esfericidad, la dureza, la solubilidad, etc. Para determinar el tamaño de la arena se usan tamices graduados.

TRATAMIENTO DE AGUAS II

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Para estos diseños es importante conocer algunas características del comportamiento de las arenas durante el proceso, por ejemplo: el coeficiente de uniformidad, el tamaño efectivo, la porosidad, la uniformidad de partículas, esfericidad, la dureza, la solubilidad, etc.

Otro de los usos que se le da a la granulometría es el estudio de las partículas en cuanto a las características físicas de las arenas; esto es importante puesto que el conocer la forma, el peso propio, la porosidad, la densidad, etc. se entenderá mejor el principio de la sedimentación de las partículas discretas o las que sedimentan por su propio peso; que luego se podrá cuantificar y llevarlas a fórmulas empíricas de diseño.

A continuación definiremos algunos de los conceptos importantes que determinaremos en una prueba de granulometría:

1. TAMANO EFECTIVO Es una de las características de los medios filtrantes que más afecta al proceso de filtración cuando este no cumple con las especificaciones de acuerdo al tipo de filtración utilizada. Este tamaño tanto afecta a la circulación del agua a través de ellos; así, si el tamaño efectivo es demasiado pequeño, la mayor parte de la fuerza actuante se empleará para vencer la resistencia de fricción provocada por el lecho filtrante; mientras que si es demasiado grande, muchas de las partículas de menor tamaño presentes en el agua a filtrar pasarán directamente a través del filtro sin ser eliminadas. Su cálculo es gráfico luego de una prueba de tamizado; y representa al 10% de la arena que ha sido seleccionada que pasa la malla correspondiente; su denominación es a través deP10.

2. EL COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (C.U.) Se llama así a la relación entre el diámetro correspondiente a la línea del 60% en el diagrama y el correspondiente a la línea del 10%. A menor valor de este coeficiente corresponde a una curva más inclinada y mayor uniformidad de la muestra.

C .U .



 P 60  P 10

Donde: P60 = Porcentaje del peso que pasa inferior al 60%. P10 = Porcentaje del peso que pasa inferior al 10%.

La relación entre los valores de P10 y P60 encaminados a los medios filtrantes para seleccionarlo para los filtros utilizaremos los criterios siguientes: TRATAMIENTO DE AGUAS II

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Llamemos P1, al porcentaje P10, P2 al P60, en base a ello se formula las siguientes relaciones:



P3 = 2(P2-P1)

:



P4 = P1 - 0,1P3 :

será el porcentaje de arena utilizable. será el porcentaje de arena que es demasiado fino para usarlo como

medio filtrante. P5 = P3 + P4



;

es el porcentaje de arena que es demasiado gruesa.

También: P5 = 2(P2-P1) + P1 - 0.2(P2-P1)



3. POROSIDAD (n) Se denomina así a la relación existente entre el volumen ocupado por los poros respecto ai volumen total; se expresa en porcentaje y se calcula con la siguiente expresión: n



V V 

*100

V 

Donde: Vv V

= Volumen de poros = Volumen total

4. DENSIDAD APARENTE (ρa) Es la relación del peso de la arena en el aire o sin compactar, al volumen total de la arena, incluido el volumen de poros. Su expresión de cálculo es el siguiente:   a

 P S  

V 

Donde: Ps

= Peso de la arena sin compactar

V

= Volumen

TRATAMIENTO DE AGUAS II

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2. GRANULOMETRIA DE SUELOS Clasificación de las partículas de los suelos por su tamaño En las clasificaciones basadas en las características granulométricas de los suelos se distinguen las distintas fracciones por el nombre de algunos tipos de suelos, como a rena gruesa, limo medio, etc. Las divisiones corresponden a cambios importantes en las propiedades de los suelos y las distintas fracciones son reconocibles a simple vista o mediante ensayos de campo sencillos. Podemos dividir los suelos en gravas, arenas, limos y arcillas.

Diferencia entre gravas y arenas: Gravas (>2mm) 

Los granos no se apelmazan aunque estén húmedos, debido a la pequeñez de las tensiones capilares.



Cuando el gradiente hidráulico es mayor que 1, se produce en ellas flujo turbulento.



Es difícil perforar un túnel en gravas con agua mediante aire comprimido porque la pérdida de aire es muy alta.

Arenas (0.06-2mm) 

Los granos se apelmazan si están húmedos, debido a la importancia de las tensiones capilares.



No se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el gradiente hidráulico sea mayor que 1.



El aire comprimido es adecuado para perforar en ellas.

Diferencia entre arenas y limos: Arenas (0,06-2mm) 

Partículas visibles.



En general no plásticas.



Los terrones secos tienen una ligera cohesión, pero se reducen a polvo fácilmente entre los dedos.



Fácilmente erosionables por el viento.

Limos (0.02-0.06mm) 

Partículas invisibles.



En general, algo plásticos.



Los terrenos secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos.



Casi imposible de drenar mediante bombeo.



Los asientos suelen continuar después de acabada la construcción. TRATAMIENTO DE AGUAS II

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Diferencia entre limos y arcillas: Limos (0.002-0.06) 

No suelen tener propiedades coloidales.



A partir de 0,002 mm y a medida que aumenta el tamaño de las partículas, se va haciendo cada vez mayor la proporción de minerales no arcillosos.



Tacto áspero.



Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos.



Los terrones secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos.

Arcillas (