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.