El caudal de entrada en una planta de tratamiento

1. ¿Qué es caudal?

Cuando se mide el agua que pasa por un riachuelo o río, por una tubería, por una sección normal de una corriente de agua, o cuando se mide el volumen del agua que produce un

Pozo o una mina o la que entra a —o sale de— una planta de tratamiento, en una unidad de tiempo, se conoce el caudal.

Por ejemplo, se dice:

• El caudal de un riachuelo o río es de tantos metros cúbicos de agua por día (m3/día);

• El caudal de una tubería es de tantos litros por segundo (L/seg);

• El caudal de un pozo o de una mina es de tantos litros por minuto (L/min); 305

• El caudal de entrada en una planta de tratamiento —esto es, el afluente— es de tantos litros por segundo (L/seg);

• El caudal que sale de una planta de tratamiento —esto es, el efluente— es de tantos metros cúbicos por día (m3/día).

Formula: Volumen/tiempo

Velocidad/Área

Sistema ingle: Galones x minuto

1. Ecuación de caudal.

La medición de la velocidad media de la corriente y del área de la sección transversal del canal, calculándose a partir de la fórmula:

O (m³/s) = A (m2) x V (m/s)

2. Unidades de medida internacional y ingles

Caudal en volumen: La unidad de medida es el metro cúbico por segundo, que es el caudal en volumen de una corriente uniforme tal que una sustancia de 1 metro cúbico de volumen atraviesa una sección determinada en 1 segundo.

Caudal en volumen metro cúbico por segundo

M3/s

Caudal másico: Unidad, el kilogramo por segundo, que es el caudal másico de una corriente uniforme tal que una sustancia de 1 kilogramo de masa atraviesa una sección determinada en 1 segundo.

Caudal másico kilogramo por segundo

Kg/s

UNIDADES DE CAUDAL DE AGUA

UNIDAD US GALONES

/MIN GALONES

IMPERIALES/ MIN MILLONES DE US

GALONES/ DIA Pie3 /seg. m3/hora Litros/

seg. Barriles

/min. Barriles

/día

US GALONES/MIN. 1 0.8327 0.00144 0.00223 0.02271 0.0631 0.0238 34.286

GALONES IMPERIALES/MIN. 1,201 1 0.00173 0.002676 0.2727 0.0758 0.02859 41.176

MILLONES DE US GALONES/DIA 694.4 578.25 1 1.547 157.7 43.8 16.53 23,810

Pie3/seg. 448.83 373.7 0.646 1 101.9 28.32 10.686 15,388

m3/seg. 15,850 13,199 22.83 35.315 3,600 1,000 377.4 543,447

m3/min. 264.2 220 0.3804 0.5883 60.0 16.667 6.290 9,058

m3/hora 4.403 3.67 0.00634 0.00982 1 0.2778 0.1048 151

Litros/seg. 15.85 13.20 0.0228 0.0353 3.60 1 0.3773 543.3

Litros/minuto 0.2642 0.220 0.000380 0.000589 0.060 0.0167 0.00629 9.055

Barriles/min. 42 34.97 0.0605 0.09357 9.5256 2.65 1 1,440

Barriles/día 0.0292 0.0243 0.000042 0.000065 0.00662 0.00184 0.00069 1

3. Como se afora un caudal

MÉTODOS DE AFORO DE CORRIENTES NATURALES DE AGUA MÁS UTILIZADOS.

AFORO VOLUMÉTRICO. Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes naturales de agua. Fig 1 y 2

Fig 1. Instalación temporal para Volumétrico Fig. 2. Instalación para un aforo Volumétrico con vertedero.

El aforo volumétrico consiste en medir el tiempo que gasta el agua en llenar un recipiente de volumen conocido para lo cual, el caudal es fácilmente calculable con la siguiente ecuación: Q=V/t.

AFORO CON VERTEDEROS Y CANALETAS. Se utilizan principalmente en la medición de caudales en pequeñas corrientes, en canales artificiales y de laboratorio; su uso en corrientes naturales es muy restringido. Un funcionamiento típico de un vertedero para aforar corrientes naturales se muestra en la Fig 3.

Fig. 3. Secciones de control artificiales para aforar corrientes naturales.

AFORO CON TUBO DE PITOT. Su mayor aplicación se encuentra en la medición de velocidades en flujo a presión, es decir, flujos en tuberías. Sin embargo, también se utiliza en la medición de velocidades en canales de laboratorio y en pequeñas corrientes naturales. Es tubo de pitot permite medir la velocidad de la corriente a diferentes profundidades, por lo cual se puede conocer la velocidad media en la sección, que multiplicada por el área de ésta, produce el caudal de la corriente.

AFORO CON TRAZADORES FLUORESCENTES 0 COLORANTES. El empleo de colorantes para medir la velocidad del flujo en corrientes de agua es uno de los métodos más sencillos y de mayor éxito. Una vez elegida la sección de aforo, en la que el flujo es prácticamente constante y uniforme se agrega el colorante en el extremo de aguas arriba y se mide el tiempo de llegada al extremo de aguas abajo. Conocida la distancia entre los dos extremos de control, se puede dividir esta por el tiempo de viaje del colorante, obteniéndose así la velocidad superficial o subsuperficial de la corriente liquida. La velocidad media de flujo se obtendrá dividiendo la distancia entre los dos extremos o puntos de control, por el tiempo medio de viaje.

Si se inyecto un colorante de tipo brillante, como la eosina, y si se suspende horizontalmente una lamina brillante, de longitud conocida, en un sitio aguas debajo de la inyección, es posible detectar los instantes en que desaparecen y aparece el colorante en los extremos de dicha lamina. La medida del tiempo que transcurre entre los instantes de desaparición y aparición del colorante se puede emplear como representativo del tiempo medio del flujo a lo largo de la lamina. La velocidad media superficial del flujo se obtendrá

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