Análisis numérico para la determinación de eficiencias hidráulicas en diferentes configuraciones geométricas de floculadores tubulares como una tecnología potencial sostenible para la provisión de agua potable en comunidades en desarrollo

El agua potable es un derecho al cual no toda la población tiene acceso, la desigualdad de repartición económica por parte de los gobiernos hacia zonas urbanas y rurales forman una brecha en el desarrollo social y económico siendo las cifras de desnutrición, analfabetismo y salud las que confirma...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: González Jarrín, Paúl Esteban, Gutiérrez Terreros, Juan Carlos
Other Authors: Sánchez Cordero, Esteban Remigio
Format: bachelorThesis
Language:spa
Published: Universidad de Cuenca 2022
Subjects:
Online Access:http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38969
Description
Summary:El agua potable es un derecho al cual no toda la población tiene acceso, la desigualdad de repartición económica por parte de los gobiernos hacia zonas urbanas y rurales forman una brecha en el desarrollo social y económico siendo las cifras de desnutrición, analfabetismo y salud las que confirman este problema. El acceso a agua potable no es viable en zonas de pequeñas poblaciones, o comunidades de difícil acceso debido a las grandes inversiones de dinero y espacio que se necesitan en la construcción de una planta de tratamiento de agua potable, por lo que se crea la necesidad de solucionar estos problemas con alternativas que reduzcan costos y espacios. Una de las maneras de reducir el costo y espacio que demanda la construcción de una planta de tratamiento de agua se encuentra en el área de floculación donde se puede usar tubos PVC como espacio floculador en reemplazo de las comunes estructuras de asbesto y cemento, el análisis del funcionamiento de esta alternativa se lo realizo dentro de la planta de tratamiento de agua potable de “Bayas” donde se armaron floculadores de orientación horizontal y vertical los cuales fueron utilizados para el análisis sobre los floculantes, tiempos de retención longitud y diámetros de las tuberías de los floculadores, espacio de sedimentación y cloración que deben ser diferentes a los que se utilizan en la planta de Bayas actualmente. Dichos floculadores fueron diseñados para cubrir la demanda de 1 l/s en una tubería de diámetro 110 mm donde en floculadores verticales y horizontales se cumplió la floculación sin inconvenientes, de este ensayo nacieron diferentes dudas sobre la respuesta de estos floculadores ante la demanda de diferentes caudales, por lo cual se realizaron ensayos de diferentes caudales en distintas longitudes y distintos diámetros de tuberías, emplazando tuberías de 75 y 110 mm en floculadores horizontales y de 63 y 110 mm en floculadores verticales. Se realizó una evaluación numérica mediante el software WaterCad gracias al cual se conocieron los diferentes patrones hidráulicos dentro de las tuberías y como participan en el proceso de floculación determinando distintas maneras de corregir los aspectos que no se cumplan con los parámetros recomendados en cuanto a tiempo de retención, velocidad de circulación y gradiente de velocidad que aseguran una correcta floculación. Los datos de entrada fueron los diámetros de las tuberías y las longitudes del esqueleto tubular armado en sitio, con esta información se realizó una modelación virtual en WaterCad donde se demostró que para floculadores horizontales el caudal de 0.25 y 2 l/s no tiene la capacidad de ser floculada por lo que a parte de la tubería de 75 y 110 mm se necesita colocar una tercera tubería de 63mm con longitud de 70 metros para tratar el caudal de 0.25 l/s además de alargar la tubería de 110mm unos 53.3 metros adicionales al existente para cubrir el caudal de 2 l/s, y en verticales en cambio el caudal de 0.5 y 2 l/s no cumplen con los parámetros recomendado e inclusive en floculadores verticales existen presiones negativas en los caudales de 1 y 2 l/s lo cual genera que el agua no complete el circuito, el floculador vertical no amerita cambios de diámetros pero de igual manera el de 63 mm debe alargarse 21.4 metros para cubrir el caudal de 0.5 l/s y el de 110mm de diámetro se alarga 69.2 mm para tratar el caudal de 2 l/s y para evitar presiones negativas la tubería de 63 mm no interviene en la floculación de los caudales de 1 y 2 l/s. Estas correcciones son sugeridas en base al análisis de WaterCad donde se comprobó la funcionalidad de los modelos actuales y sugeridos, de igual manera el análisis de eficiencias demostró que el floculador horizontal es más eficiente que el floculador vertical