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Una división de HISPALHIDRO · Separadores de hidrocarburos Clase 1 y 2. Calidad, garantía y precios directos.
El dimensionamiento de un separador de hidrocarburos depende del tipo de agua que se va a tratar, la actividad de la instalación y el caudal que puede llegar al equipo.
Para seleccionar el modelo adecuado es necesario determinar el tamaño nominal (TN), las necesidades de separación y el volumen destinado a la decantación de sólidos.
La UNE EN 858-2 establece criterios para la selección del tamaño nominal de los sistemas separadores de líquidos ligeros, teniendo en cuenta el caudal de aguas pluviales, el caudal de aguas residuales y otros factores relacionados con las características del líquido y las condiciones de la descarga.
Además, deben considerarse las características particulares de cada instalación y los requisitos aplicables al vertido.
¿Qué hay que tener en cuenta para dimensionar un separador de hidrocarburos?
Antes de seleccionar un separador de hidrocarburos debemos conocer las características de la instalación y de las aguas que van a llegar al equipo.
Los principales datos que debemos valorar son:
• Caudal de aguas residuales o de proceso.
• Caudal de aguas pluviales que pueda llegar al separador, incluyendo, cuando corresponda, el procedente de cubiertas y otras superficies conectadas al sistema de recogida.
• Actividad desarrollada en la instalación.
• Superficie que recoge las aguas.
• Presencia de detergentes u otras sustancias que puedan dificultar la separación.
• Tipo y densidad de los hidrocarburos o líquidos ligeros presentes.
• Necesidad de bypass u otras configuraciones específicas.
• Condiciones y requisitos aplicables al vertido.
Con estos datos se puede determinar el tamaño nominal del separador y comprobar las necesidades de decantación y la configuración adecuada del equipo.
Cálculo del volumen del compartimento separador
Compartimento separador y obturador automático
El volumen útil
El volumen útil de trabajo de un separador de hidrocarburos es el volumen de agua contenido en el equipo hasta la cota inferior de la tubería de salida. Este es el volumen que interviene en el funcionamiento hidráulico del separador.
Este volumen no debe confundirse con la capacidad geométrica total del depósito, ya que parte del volumen del equipo puede quedar por encima del nivel normal de agua.
Dimensionamiento del volumen
La UNE EN 858 establece criterios mínimos para el dimensionamiento de los sistemas separadores de líquidos ligeros.
Para el compartimento separador se considera un volumen útil mínimo de 90 litros por cada litro/segundo de tamaño nominal (TN).
Por tanto, como referencia:
Volumen útil mínimo del separador = 90 × TN
donde TN es el tamaño nominal del separador, expresado en litros por segundo.
Este volumen corresponde al compartimento destinado a la separación de los líquidos ligeros. El equipo completo puede disponer de un volumen superior, en función de su diseño y configuración.
Ejemplo de cálculo
Para un separador de 10 l/s, el volumen útil mínimo correspondiente al compartimento separador sería:
10 × 90 = 900 litros
Por tanto, para un tamaño nominal TN 10, el compartimento separador debe disponer de un volumen útil mínimo de 900 litros.
A tener en cuenta
El tamaño nominal no debe determinarse únicamente por la capacidad del depósito. El diseño hidráulico, las velocidades de paso, la configuración interna y el sistema de coalescencia también influyen en el funcionamiento del separador.
Por este motivo, la selección del equipo debe realizarse considerando conjuntamente el tamaño nominal, el volumen útil, la capacidad de decantación y las características de la instalación.
Dimensionamiento del decantador de lodos
Decantador de lodos o desarenador
¿Para qué sirve el decantador?
El decantador permite retener arenas, lodos y otras partículas sólidas antes de que el agua pase al compartimento de separación de hidrocarburos.
La capacidad necesaria del decantador depende del tamaño nominal del separador y de la cantidad de sólidos que pueda generar la actividad desarrollada en la instalación.
Volumen mínimo del decantador
La UNE EN 858 establece diferentes criterios para determinar el volumen del decantador en función de la cantidad de lodos prevista.
Como referencia, para aplicaciones con una pequeña cantidad de lodos se considera un volumen mínimo de 100 litros por cada litro/segundo de tamaño nominal (TN).
Para determinadas actividades con una cantidad media de lodos, el volumen de referencia es de 200 litros por cada litro/segundo de TN, con un mínimo de 600 litros.
En actividades con una elevada producción de lodos, el volumen de referencia puede ser de 300 litros por cada litro/segundo de TN, con un mínimo de 600 litros.
Para determinados lavaderos automáticos de vehículos se establece un volumen mínimo de decantación de 5.000 litros.
Aplicaciones según la cantidad de lodos
La actividad desarrollada determina la cantidad de sólidos que previsiblemente pueden llegar al separador. Entre las instalaciones que pueden requerir una mayor capacidad de decantación se encuentran:
Gasolineras y estaciones de servicio.
Lavaderos manuales de vehículos.
Lavaderos de piezas.
Lavaderos de autobuses.
Garajes y aparcamientos.
Instalaciones con maquinaria.
Lavaderos de vehículos de obras y maquinaria agrícola.
Lavaderos de camiones.
Determinados lavaderos automáticos.
Ejemplo de cálculo
Para un separador de 10 l/s, tomando como referencia el volumen mínimo de 100 litros por cada litro/segundo de TN, el volumen del decantador sería:
10 × 100 = 1.000 litros
Si sumamos este volumen al volumen mínimo de 900 litros correspondiente al compartimento separador:
900 + 1.000 = 1.900 litros
Por tanto, para un separador de TN 10, el volumen útil conjunto de separación y decantación sería de 1.900 litros, cuando se aplica el volumen mínimo de decantación de 100 l por l/s.
Este volumen puede ser superior cuando la actividad desarrollada requiera una mayor capacidad de decantación.
Dimensionamiento de separadores para lavaderos y autolavados
En los lavaderos de vehículos, el dimensionamiento del separador debe tener en cuenta los diferentes caudales de agua que pueden llegar al equipo, así como las características de la instalación y la posible presencia de detergentes u otras sustancias que puedan dificultar la separación de los líquidos ligeros.
La UNE EN 858-2 contempla criterios específicos para determinar el caudal de las aguas residuales procedentes de los puntos de consumo, lavaderos de vehículos y equipos de limpieza a alta presión. Cuando exista algún otro caudal que pueda llegar al separador, también deberá tenerse en cuenta.
Lavaderos automáticos
En los lavaderos automáticos de vehículos, como los sistemas de rodillos, puentes o túneles de lavado, se considera un caudal de referencia de 2 l/s por cada unidad de lavado.
Cuando además existen equipos de lavado a alta presión, deben añadirse los caudales correspondientes a estos equipos. Para una unidad de alta presión se consideran 2 l/s, y para cada unidad adicional se añade 1 l/s. Cuando una unidad de alta presión está asociada a un sistema de lavado automático, se considera 1 l/s adicional para dicha unidad.
Si el sistema de lavado utiliza otros procedimientos que puedan generar aguas con presencia de líquidos ligeros, deberá considerarse también el caudal real correspondiente.
Lavaderos manuales y equipos de alta presión
En las instalaciones de lavado manual con equipos de alta presión, el caudal de cálculo debe considerar el número de equipos que puedan funcionar simultáneamente.
Para una unidad de alta presión se considera un caudal de 2 l/s. Cuando existen varias unidades, se añade 1 l/s por cada unidad adicional. Si una unidad de alta presión está asociada a un sistema de lavado automático, se considera un caudal adicional de 1 l/s para esa unidad.
Volumen de decantación en lavaderos automáticos
Además del caudal de diseño, en los lavaderos automáticos debe prestarse especial atención al volumen de decantación. La UNE-EN 858-2 establece para los lavaderos automáticos de vehículos un volumen de decantación de 300 litros por cada litro/segundo de tamaño nominal (TN), con un volumen mínimo de 5.000 litros.
Por tanto, aunque el cálculo de 300 litros por l/s diera un resultado inferior, en estos casos debe considerarse el mínimo de 5.000 litros establecido para esta aplicación.
Ejemplos de cálculo
1 equipo de alta presión: Caudal de referencia: 2 l/s
2 equipos de alta presión: Caudal de referencia: 3 l/s
3 equipos de alta presión: Caudal de referencia: 4 l/s
Aguas pluviales y aguas de lavado
Cuando un separador recibe tanto aguas pluviales como aguas residuales procedentes del lavado de vehículos, deben analizarse ambos caudales.
Si no es previsible que los dos caudales máximos se produzcan simultáneamente, la UNE-EN 858-2 permite dimensionar el separador tomando como referencia el mayor de los dos caudales, aplicando los factores correspondientes al tipo de líquido y a las condiciones de separación.
Cómo calcular el caudal para aguas pluviales
¿Qué hay que tener en cuenta para los cálculos?
Cuando un separador de hidrocarburos recibe aguas pluviales, para su dimensionamiento debemos considerar el caudal máximo de agua de lluvia que puede llegar al equipo.
Para determinar este caudal tendremos en cuenta las superficies que están conectadas al sistema de recogida de aguas y que pueden conducir el agua hasta el separador. Estas pueden incluir superficies susceptibles de contaminación por hidrocarburos, aparcamientos, campas, zonas de circulación y, cuando estén conectadas al mismo sistema, cubiertas de edificios u otras superficies sin riesgo de contaminación.
La superficie susceptible de contaminación por hidrocarburos es un aspecto diferente del cálculo hidráulico: permite determinar qué zonas pueden aportar hidrocarburos al agua y, por tanto, deben ser tratadas. Sin embargo, si el agua de una superficie sin riesgo de contaminación, como una cubierta, se incorpora a la red que conduce al separador, su caudal también debe tenerse en cuenta para dimensionar el equipo.
La UNE EN 858-2 establece que el dimensionamiento debe considerar el caudal máximo de aguas de lluvia, además del caudal máximo de aguas residuales cuando exista, la densidad del líquido ligero y la posible presencia de sustancias que dificulten la separación.
¿Cómo calculamos el caudal necesario?
El caudal de aguas pluviales depende de la superficie de recogida, el coeficiente de escorrentía y la intensidad pluviométrica correspondiente a la ubicación de la instalación.
Para calcular el caudal punta de escorrentía podemos utilizar:
Q = ψ × I × A / 3.600
Donde:
Q = caudal punta de escorrentía, en l/s.
ψ = coeficiente de escorrentía, según la naturaleza de la superficie.
I = intensidad pluviométrica, en mm/h.
A = superficie de recogida de aguas, en m².
El coeficiente de escorrentía representa la proporción de agua de lluvia que se transforma en escorrentía superficial. Para superficies impermeables como hormigón o asfalto puede utilizarse un valor elevado, siempre que sea adecuado para las características reales de la superficie.
La intensidad pluviométrica se obtiene para la ubicación concreta de la instalación, teniendo en cuenta la isoyeta y la zona pluviométrica correspondientes a la localidad. El Código Técnico de la Edificación recoge el procedimiento y la tabla de intensidades pluviométricas.
Intensidad pluviométrica
La intensidad pluviométrica no es la misma para todo el territorio. Para determinarla se utiliza la isoyeta y la zona pluviométrica A o B correspondientes a la localidad de la instalación.
El Código Técnico de la Edificación recoge un mapa de isoyetas y zonas pluviométricas y una tabla con las intensidades correspondientes. Por este motivo, en un cálculo real debemos utilizar los datos correspondientes a la ubicación concreta del proyecto.
Ejemplo de cálculo
Supongamos una superficie impermeable de 1.000 m², un coeficiente de escorrentía de 0,9 y una intensidad pluviométrica de 90 mm/h.
Q = 0,9 × 90 × 1.000 / 3.600
Q = 22,5 l/s
El caudal punta de escorrentía obtenido sería de 22,5 l/s.
Este ejemplo es únicamente orientativo. Para un dimensionamiento real debe utilizarse la intensidad pluviométrica correspondiente a la ubicación de la instalación y deben considerarse todas las superficies conectadas al sistema que puedan aportar agua al separador.
Mapa de isoyetas y zonas pluviométricas
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