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6.1: Es un retraso en el tiempo

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    El tiempo de detención es un proceso importante que permite que las partículas grandes se “depositen” del flujo de agua a través de la gravedad, antes de la filtración. Es el tiempo que tarda una partícula en viajar de un extremo de una cuenca de sedimentación al otro extremo. Las plantas de filtración convencionales requieren grandes áreas de tierra para construir cuencas de sedimentación y emplear el proceso de tiempo de detención. No todas las plantas de tratamiento tienen la tierra disponible y pueden decidir que la filtración directa es adecuada. Por lo tanto, en las plantas de filtración directa, se elimina el proceso de sedimentación. Sin embargo, en las plantas de filtración directa, los filtros tienen tiempos de funcionamiento más cortos y requieren ciclos de retrolavado más frecuentes para limpiar los filtros.

    Un término utilizado que es intercambiable con el tiempo de detención es el tiempo de contacto. Los tiempos de contacto representan cuánto tiempo un químico (normalmente cloro) está en contacto con el suministro de agua antes de entregarlo a los clientes. Por ejemplo, el tiempo de contacto se puede medir desde el momento en que un pozo es clorado hasta que llega al primer cliente dentro de una comunidad. O bien, podría ser cuánto tiempo el agua se mezcla en un tanque de almacenamiento antes de que llegue a un cliente.

    El cálculo del Tiempo de Detención y el Tiempo de Contacto requiere dos elementos, el volumen de la estructura que contiene el agua (cuenca de sedimentación, tubería y tanque de almacenamiento) y el caudal del agua (galones por minuto, millones de galones por día, etc.). Dado que los tiempos de detención y los tiempos de contacto suelen expresarse en horas, es importante que se utilicen las unidades correctas. Al resolver problemas de Dt asegúrese de convertir a la unidad de tiempo solicitada.

    Al igual que con todos los problemas relacionados con la matemática del agua, existen otros parámetros que se pueden calcular dentro del problema. Por ejemplo, si se conocen el tiempo y el volumen de detención, entonces se puede calcular el caudal. O bien, si se conoce el caudal y el tiempo de detención, se puede calcular el volumen. A veces se conoce el caudal y el tiempo de detención deseado y se necesita diseñar el tamaño del recipiente que contiene el agua. En este ejemplo, se puede calcular el área o dimensiones de la estructura.

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    Figura\(\PageIndex{1}\)

    El gráfico anterior muestra una forma sencilla de calcular las variables. Si las variables están una al lado de la otra (Dt y Caudal) entonces se multiplican. Si están uno encima del otro (Volumen y Dt o Volumen y Caudal) luego divídalo.

    La fórmula del Tiempo de Detención es:

    \[\text{Detention Time (Dt)} = \dfrac{\text{Volume}}{\text{Flow}}\]

    • Al resolver esta ecuación, asegúrese de que las unidades sean correctas

    Echa un vistazo a los ejemplos a continuación.

    • \(\text{Dt}\)= Volumen/Flujo
      • galones/ (galones/minuto)
      • pies cúbicos/ (pies cúbicos/segundo)
      • galones/ (millones de galones/día)

    En los dos primeros ejemplos anteriores, los términos se pueden dividir. No obstante, en el tercer ejemplo, no pueden. Dt debe expresarse como una unidad de tiempo (es decir, seg, min, horas). Si divide los dos primeros ejemplos (gal/gpm y cf/cfs), terminarás con minutos y segundos, respectivamente. No obstante, en el tercer ejemplo, los galones y millones de galones no pueden anularse entre sí. Por lo tanto, si tenías 100,000 galones como volumen y 1 MGD como caudal:

    100,000 galones/1 MGD

    Entonces necesitarías convertir 1 MGD a 1,000,000 galones por día para cancelar los galones unitarios. Los galones luego cancelan dejando “día” como unidad restante.

    100,000 galones/ (1,000,000 galones/1 día) = 0.1 día

    Convertir a horas a partir de días es fácil, simplemente multiplique por 24 horas por día.

    0.1 día/x = 24 horas/1 día = 2.4 horas

    En ocasiones, esta puede ser la forma más sencilla de resolver los problemas de tiempo de detención. Sin embargo, las personas pueden confundirse cuando obtienen una respuesta como 0.1 días. Hay otras formas de resolver estos problemas. Una forma es convertir MGD a gpm. Usando el ejemplo anterior, convierta 1 MGD a gpm.

    1,000,000 galones/1 día x 1 día/1,440 minutos = 694.4 gpm

    Ahora resuelve para el Tiempo de Detención.

    100,000 galones/ (694.4 galones/min) = 144 minutos x 1 hora/60 minutos = 2.4 horas

    Si la pregunta se hace por horas todavía tiene que haber una conversión. No obstante, 144 minutos es más comprensible que 0.1 días.

    Ejercicios

    Resuelve los siguientes problemas. Asegúrese de proporcionar la respuesta en las unidades correctas.


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