granulometría para medios filtrantes- 15-2

7/23/2019 Granulometría Para Medios Filtrantes- 15-2

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GRANULOMETRÍA PARA MEDIOS FILTRANTES | PROCESOS UNITARIOS EN INGENIERÍA SANIT

1

GRANULOMETRÍA PARA MEDIOSFILTRANTESOBJETIVOS

• Conocer la carac!er"!#ca $e la %ar!"c&la en la '&e e (aa el %r#nc#%#o $e lo%roceo $e e$#)en!ac#*n+ a" %or e,e)%lo- $e!er)#nac#*n $e la .eloc#$a$ $ee$#)en!ac#*n $e &na %ar!"c&la/

• E0%er#)en!al)en!e e $e(er $e!er)#nar el !a)a2o e3ec!#.o 4 coe5c#en!e $e&n#3or)#$a$ $e &na )&e!ra $e arena '&e %aar"a a 3or)ar %ar!e $e &n )e$#o

5l!ran!e %ara &n#$a$e $e 5l!rac#*n en !ra!a)#en!o $e a6&a/• Se $e!er)#nar a" )#)o al6&na %ro%#e$a$e 3"#ca $e la arena7 %or e,e)%lo- la

%oro#$a$+ la $en#$a$+ la 3or)a $e la %ar!"c&la+ e!c/

FUNDAMENTO TEORICO/

Gran&lo)e!r"a

E la $#!r#(&c#*n $e lo !a)a2o $e la %ar!"c&la $e &n a6re6a$o+ !al co)o e $e!er)#na%or anl## $e !a)#ce/ E la )e$#c#*n $e lo 6rano $e &na 3or)ac#*n e$#)en!ar#a 4 elclc&lo $e la a(&n$anc#a $e lo corre%on$#en!e a ca$a &no $e lo !a)a2o %re.#!o%or &na ecala 6ran&lo)8!r#ca/

La 6ran&lo)e!r"a e la )e$#c#*n $e lo 6rano $e &na 3or)ac#*n e$#)en!ar#a 4 el clc&lo$e la a(&n$anc#a $e lo corre%on$#en!e a ca$a &no $e lo !a)a2o %re.#!o %or &naecala 6ran&lo)8!r#ca con 5ne $e anl## !an!o $e &or#6en co)o $e & %ro%#e$a$e )ecn#ca/

La 6ran&lo)e!r"a 4 el !a)a2o )0#)o $e a6re6a$oa3ec!an la %ro%orc#one rela!#.a $e lo a6re6a$o a" co)o lo re'&##!o $e a6&a 4 ce)en!o+ la

!ra(a,a(#l#$a$+ ca%ac#$a$ $e (o)(eo+ econo)"a+%oro#$a$+ con!racc#*n 4 $&ra(#l#$a$ $el concre!o/

El )8!o$o $e $e!er)#nac#*n 6ran&lo)8!r#co )enc#llo e o(!ener la %ar!"c&la %or &na er#e $e )alla $e$#!#n!o anc9o $e en!ra)a$o+ '&e ac!:en co)o 5l!ro $elo 6rano '&e e lla)a co):n)en!e col&)na $e!a)#ce/




;

Pero %ara &na )e$#c#*n ) e0ac!a e &!#l#<a &n 6ran&l*)e!ro ler+ c&4o ra4o $#3rac!aen la %ar!"c&la %ara %o$er $e!er)#nar & !a)a2o/

Características granulométricas del material fltrante

Lo )a!er#ale 5l!ran!e $e(en er clara)en!e e%ec#5ca$o+ $e )anera '&e no '&e$e$&$a o(re & 6ran&lo)e!r"a/ Lo %ar)e!ro '&e e $e(en e)%lear %ara e!e 5n on lo#6&#en!e-

Tamaño eectivo: E &na $e la carac!er"!#ca $e lo )e$#o 5l!ran!e '&e )

a3ec!a al %roceo $e 5l!rac#*n c&an$o e!e no c&)%le con la e%ec#5cac#one $eac&er$o al !#%o $e 5l!rac#*n &!#l#<a$a/

E!e !a)a2o !an!o a3ec!a a la c#rc&lac#*n $el a6&a a !ra.8 $e ello+ a"+ # el!a)a2o e3ec!#.o e $e)a#a$o %e'&e2o+ la )a4or %ar!e $e la 3&er<a ac!&an!e ee)%leara %ara .encer la re#!enc#a $e 3r#cc#*n %ro.oca$a %or el lec9o 5l!ran!e+)#en!ra '&e # e $e)a#a$o 6ran$e+ )&c9a $e la %ar!"c&la $e )enor !a)a2o%reen!e e n el a6&a a 5l!rar %aara $#rec!a)en!e a !ra.8 $el 5l!ro #n erel#)#na$a/ S& clc&lo e 6ra5co l&e6o $e &na %r&e(a $e !a)#<a$o/ En relac#*n conel %orcen!a,e =en %eo ac&)&la$o> '&e %aa %or la )alla $e &na er#e6ran&lo)8!r#ca+ el !a)a2o e3ec!#.o e re5ere al !a)a2o $e 6ranocorre%on$#en!e al %orcen!a,e $e 1?@/

Coefciente de uniormidad (CU): en relac#*n con el %orcen!a,e =en %eoac&)&la$o> '&e %aa %or la )alla $e &na er#e 6ran&lo)8!r#ca+ el coe5c#en!e $e&n#3or)#$a$ e #6&al a la relac#*n en!re el !a)a2o $e lo 6rano corre%on$#en!e a?@ 4 el !a)a2o $e lo 6rano corre%on$#en!e a 1?@/ Ser"a )e,or '&e e!ecoe5c#en!e e lla)ae $e $e&n#3or)#$a$+ %&e & .alor e #ncre)en!a a )e$#$a'&e el )a!er#al 6ran&lar e )eno &n#3or)e/Se lla)a a" a la relac#*n en!re el $#)e!ro corre%on$#en!e a la l"nea $el ?@ en el$#a6ra)a 4 el corre%on$#en!e a la l"nea $el 1?@/ A )enor .alor $e e!ecoe5c#en!e corre%on$e a &na c&r.a a #ncl#na$a 4 )a4or &n#3or)#$a$ $e la)&e!ra/

C. U .=60

Don$e-

= orcen a e e eso ue asa n er or a

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= orcen a e e eso ue asa n er or a

La relac#*n en!re lo .alore $e 4 enca)#na$o a lo )e$#o 5l!ran!e

%ara elecc#onarlo %ara lo 5l!ro &!#l#<are)o lo cr#!er#o #6&#en!e-

Lla)e)o al %orcen!a,e + al + en (ae a ello e 3or)&la la

#6&#en!e relac#one-

o

= −7 er el %orcen!a,e $e arena &!#l#<a(le/

o = − . 7 er el %orcen!a,e $e arena '&e e $e)a#a$o 5no %ara &arlo

co)o )e$#o 5l!ran!e/

o = + 7 e el %orcen!a,e $e arena '&e e $e)a#a$o 6r&ea/

o Ta)(#8n-

o = − + − . −

Porosidad: e $eno)#na a" a la relac#*n e0#!en!e en!re el .ol&)en oc&%a$o %orlo %oro re%ec!o al .ol&)en !o!al+ e e0%rea en %orcen!a,e 4 e calc&la con la#6&#en!e e0%re#*n-

n= V

.100

Don$e-

= o umen e oros

=

Densidad aparente (ρa): E la relac#*n $el %eo $e la arena en el a#re o #nco)%ac!ar+ al .ol&)en !o!al $e la arena+ #ncl&#$o el .ol&)en $e %oro/ S&e0%re#*n $e clc&lo e el #6&#en!e-




ρa=

5

Don$e-

= eso e arenas n com ac ar .

=

orma: la 3or)a $e lo 6rano nor)al)en!e e e.al:a en 3&nc#*n $el coe5c#en!e$e e3er#c#$a$ =Ce>/ El coe5c#en!e $e e3er#c#$a$ $e &na %ar!"c&la e $e5ne co)o elre&l!a$o $e la $#.##*n $el rea &%er5c#al $e la e3era $e #6&al .ol&)en a la $el

6rano %or el rea &%er5c#al $e la %ar!"c&la con#$era$a/Co)o e o(.#o+ e!e .alor re&l!a #6&al a la &n#$a$ %ara la %ar!"c&la e38r#ca 4)enor $e &no %ara la #rre6&lare/

Tamaño mínimo: !a)a2o %or $e(a,o $el c&al no $e(en encon!rare 6rano en el)e$#o 5l!ran!e/

Tamaño m!"imo: !a)a2o %or enc#)a $el c&al no $e(en encon!rare 6rano en el)e$#o 5l!ran!e/

C&an$o e !ra!a $e elecc#onar el )a!er#al %ara lec9o ):l!#%le e $e(e 9acerlo conel cr#!er#o $e o(!ener &n 6ra$o $e #n!er)e<cla '&e no $#)#n&4a &!anc#al)en!e la

%oro#$a$ en la re6#*n co):n en!re la ca%a a$4acen!e $e )a!er#ale $#3eren!e/E%ec"5ca)en!e %ara el cao $e lec9o $o(le $e arena 4 an!rac#na+ e reco)#en$acon#$erar la #6&#en!e relac#one-

El !a)a2o $e lo 6rano $e an!rac#!a corre%on$#en!e a ?@ en %eo=re3eren!e al '&e %aa> 4 el !a)a2o $e lo 6rano $e arena corre%on$#en!e a1?@ en %eo =re3eren!e al '&e %aa !a)a2o e3ec!#.o> $e(en )an!ener &narelac#*n $e /?/

El !a)a2o $e lo 6rano $e an!rac#!a corre%on$#en!e a ?@ en %eo =re3eren!eal '&e %aa> 4 el !a)a2o $e lo 6rano $e an!rac#na corre%on$#en!e a 1?@ en%eo =re3eren!e al '&e %aa> $e(en )an!ener &na relac#*n $e ;/

Nor)al)en!e+ la an!rac#!a e %re%ara en!re la )alla $e la er#e T4ler $e a(er!&ra?/ 4 1/ o ;/?? ))+ con &n !a)a2o e3ec!#.o '&e .ar"a en!re ?/? 4 1/1? )) 4coe5c#en!e $e &n#3or)#$a$ #n3er#or a 1// La arena nor)al)en!e e %re%ara$a en!rela )alla $e a(er!&ra en!re ?/; 4 1/1 o 1/1 ))+ con &n !a)a2o e3ec!#.o '&e.ar"a en!e ?/? 4 ?/? )) 4 &n coe5c#en!e $e &n#3or)#$a$ #n3er#or a 1//

#l peso específco del material fltrante:




El %eo e%ec"5co =Pe> $el )a!er#al e #6&al al %eo $e lo 6rano $#.#$#$o %or el

.ol&)en e3ec!#.o '&e oc&%an lo 6rano/

El cuadro 9-4 muestra valores normales para el coefciente de esericidad y peso específco de los materialesfltrantes más usuales.

#l espesor de la capa fltrante:

En &na %lan!a $e !ra!a)#en!o $e a6&a con 5l!ro $e $o o ) ca%a+ erela!#.a)en!e $#3"c#l 5,ar &n e%eor $e )e$#o 5l!ran!e %ara el c&al lo 5l!ro3&nc#one con!an!e)en!e en con$#c#one #$eale+ %or'&e la cal#$a$ $el aH&en!e .ar"acon#$era(le)en!e $&ran!e el a2o/La e0%er#enc#a 9a $e)o!ra$o '&e e0#!e &na relac#*n en!re el e%eor $e la ca%a $earena 4 la $e an!rac#na en &n 5l!ro $e $o )e$#o+ en 6eneral+ el e%eor $e la ca%a$e an!rac#na re%reen!a $e ? a ?@+ 4 la arena+ $e ;?@ a ?@ $el e%eor !o!al $el)e$#o 5l!ran!e/ De e!e )o$o+ el )e$#o 5l!ran!e $e ?c) $e e%eor !en$ra%ro0#)a$a)en!e ?c) $e an!rac#na 4 ;?c) $e arena/A#)#)o+ %ara el cao $e 5l!ro $e lec9o #)%le+ la e0%er#enc#a 4 $#.era

#n.e!#6ac#one 9an %er)#!#$o e!a(lecer e%eore reco)en$a$o %ara $#3eren!ecao- 5l!rac#*n $e a6&a $ecan!a$a+ 5l!rac#*n $#rec!a o 5l!rac#*n $ecen$en!e oacen$en!e/

MATERIAL NECESARIO

?; Pro(e!a $e ??cc/ J&e6o $e !a)#ce/ Ta<one a$ec&a$o %ara arena/ A6&a/ Se%ara$or $e arena/

EUIPAMIENTO REUERIDO




?1 V#(ra$or $e %lanc9a/ ?1 Balan<a anal"!#ca ?1 M#croco%#o ?1 M#cr*)e!ro

PROCEDIMIENTO EKPERIMENTAL

$% U!#l#<an$o el )8!o$o $el c&ar!eo elecc#one &na%orc#*n $e re6&lar !a)a2o %ara $e!er)#nar &carac!er"!#ca 4 !a)#<a$o/ El método del cuarteocon#!e en $#.#$#r en c&a!ro &na %orc#*n re6&lar $e)&e!ra+ &n#3or)#<arla #n$e%en$#en!e)en!e 4 &n#r $o$e la %orc#one %or e%ara$o7 e!a &n#*n 3or)ara &na

$e la )&e!ra %ara %rocearla/ La o!ra %orc#*n =$e la&n#*n $e la o!ra $o %orc#one> ea o!ra )&e!ra '&eer.#r %ara a $&%l#c#$a$ $e lo re&l!a$o/

&% Se $e!er)#nara la $en#$a$ a%aren!e $e la )&e!ra %ro(le)a )#$#en$o el %eo $e&na %orc#*n $e .ol&)en conoc#$o $e arena7 %or e,e)%lo- &!#l#<an$o &na %ro(e!a $e;??)l/

'% Se $e!er)#nara la %oro#$a$ $e la )&e!ra %ro(le)a #6&#en$o el #6&#en!e%roce$#)#en!o-

a% Ver!er la arena en &na %ro(e!a $e ??)l 9a!a & n#.el

)0#)o $e ??)l/% Co)%ac!e la arena con!en#$a con 6ol%e &a.e $e la(ae 4 con &na 3ranela %ara a)or!#6&ar lo 6ol%e3&er!e+ o(re la )ea %or ? .ece conec&!#.a/ M#$a el.ol&)en '&e '&e$o l#(re $ee la )arca $e ??)l/

c% En o!ra %ro(e!a $e ??)l .#er!a a6&a 9a!a el n#.el $e??)l 4 l&e6o con c&#$a$o e .er!er en la %ro(e!a '&e!#ene la arena co)%ac!a$a #n $#!&r(ar la &%er5c#e $earena 9a!a '&e el n#.el $e a6&a alcance la )arca $e??)l/ La can!#$a$ $e a6&a '&e %er)ane<ca en la %ro(e!a e e'&#.alen!e al.ol&)en $e arena/

d% Con lo $a!o o(!en#$o $e!er)#ne la %oro#$a$/

% Son &n )#croco%#o 4 &n )#cr*)e!ro #$en!#5'&e 4 o(er.e la 3or)a 4 !a)a2o $eca$a &no $e lo !a)#ce '&e con!#enen &na %orc#*n $e arena !a)#<a$a/

*% Se !a)#<ara+ con a4&$a $e &n .#(ra$or+ la )&e!ra %ro(le)a $e arena !o)an$oco)o (ae el %eo $e 1 #lo6ra)o/ E!o %or e%ac#o $e 1? a 1 )#n&!o/

+% Pee ca$a &no $e lo !a)#ce en $on$e e re!&.o &na %orc#*n $e arena/




,% Se $e!er)#nara la 3or)a 4 !a)a2o $e la %ar!"c&la $e ca$a )alla+ o(er.n$ola a!ra.8 $el )#croco%#o 4 )#$#8n$ola con &n )#cr*)e!ro/

-% Real#ce la 6r5ca $e la 6ran&lo)e!r"a $e la arena e!&$#a$a en el 3or)a!o a$,&n!o 4 $eella $e!er)#nara lo .alore $e P1? 4 P?7 e $ec#r+ con ello $e!er)#nara el !a)a2oe3ec!#.o 4 el coe5c#en!e $e &n#3or)#$a$/

.% Relac#one 4 calc&le lo .alore $e P1+ P;+ P+ P 4 P/

DATOS EKPERIMENTALES

T/012

D1/0#T34(mm)

5retenido

5corregido

5acumulado

5 6uepasa

7 6uepasa

;/ / / / ;/ ;/1? ; 1/; 1/; 1/ /1 /1; 1/ 1/ 1/ / /; /1 1/1 ;/ ;/ / 1?/ ;/11 1/1 ;?/? 1/ 1?/; ?/ /11 1 /; /1 1/ / /;? ?/1 ;/ ;/ 1/ ?1/; ?/;; ?/? ?/ ?/ ;/ ;?/ /?

? ?/ 1/ 1/ ?1/ 1/ /; ?/ /1 /? /; 1/ ;/1? ?/; 1/ 1/ /;; 11/ ;/? ?/; / /1 ?/1 / 1/1? ?/;1 ;/ ;/ /1 ;/; 1?/

1?? ?/1 ?/ ?/ / ;1/ /?1? ?/1? /1 / /1 11/ ;/;?? ?/? 1;/?1 11/ ?? ? ?

Fon$o ? ?;/;Total




? ?/F 1 1/F ; ;/F

?

1?

;?

B?

C?

F?

A?

I?

G?

?

1??

8rafco 8ranulometrico de las /renas

@ Paa . D#a)e!ro

El !a)a2o e3ec!#.o er"a #6&al al .alor $el %orcen!a,e en 1?@ 4 ?@/ De lo $a!o $e la

!a(la %o$e)o encon!rar e!e .alor !a(&lan$o lo $a!o e0!re)o a e!o %orcen!a,e/




−−−−→

−−−−→

−−−−→

. −

−

=. − .

−

= =

o)*lo6a)en!e el D?-

. −

−

=. − .

−

= =

allan$o el coe5c#en!e $e &n#3or)#$a$ =C&>-

CU = =.

=

C!lculo de P$9 P&9 P'9 P P*:

=

=




1?

S#- = − = −

=

S#- = − × = −

=

= +

=

=

Porosidad:

n= v

.100= ∗100=36

OBSERVACIONES

• La .#(rac#*n $el e'&#%o $e(e real#<are $&ran!e 1 )#n&!o e6&#$o/

• Lo !a)#ce $e(en a6#!are $e )anera '&e la %ar!"c&la ean e0%&e!a a laa(er!&ra $el !a)#< con .ar#a or#en!ac#one 4 a" !en6an )a4or o%or!&n#$a$ $e

%aar a !ra.8 $e 8l/• Se $e(e #n%ecc#onar '&e la )alla $e lo !a)#ce no e!8n ro!a/• Por er &n )a!er#al )&4 5no %o$r"a)o !ener &na %8r$#$a $e )a!er#al c&an$o

real#<a)o e!e ena4o/




11

• El error 3&e $e- ?;/; ?? ;/; 6r+ 4 3&e $#!r#(&#$o e'&#!a!#.a)en!e en lo

%eo o(!en#$o en ca$a )alla/• Por la (re.e$a$ $el la(ora!or#o $e Proceo+ e $e,* e$#)en!ar $&ran!e 1

)#n&!o+ #n e)(ar6o e e.#$en!e '&e lo re&l!a$o er"an ) %rec#o # e

#ncre)en!ara el !#e)%o $e la .#(rac#*n/

CONCLUSIONES

• De la 6r5ca $e$&c#)o '&e con3or)e e #ncre)en!a el $#)e!ro $e la )alla

)a4or e el %orcen!a,e $e arena '&e %aa %or e!a )alla/• Para la )alla N ? el %orcen!a,e $e )aa '&e %aa e $e /;@/• Para la )alla N ? el %orcen!a,e $e )aa '&e %aa e $e 1/1@/• Para la )alla N 1?? el %orcen!a,e $e )aa '&e %aa e $e a%ena /?@/ E!o

re&l!a$o co#nc#$en con la 6r5ca+ 4a '&e al a&)en!ar el n:)ero corre%on$#en!e

a ca$a )alla+ $#)#n&4e !a)(#8n & $#)e!ro+ lo '&e conlle.a a '&e &n )enor

%orcen!a,e $e )aa %ae %or ella/• Al real#<ar e!e la(ora!or#o %o$e)o e!ar en la ca%ac#$a$ $e real#<ar &n anl##

6ran&lo)8!r#co/

granulometría para medios filtrantes- 15-2

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