AFORO DE CAUDAL

AFORO DE CAUDAL

Escalante-Benedith, Gomez-Jorge, Hernández-Julizza, Rodriguez-Luis, Pelaez-Angie.

Laboratorio de Hidráulica, Grupo AN, Programa de Ingeniería Ambiental, Universidad de la Costa

  Jhernand64@cuc.edu.co  

Nombre del profesor: María Tejera

Fecha de realización de la experiencia: 04/09/19

RESUMEN

En la experiencia realizada logramos calcular diferentes tipos de caudales. Para ello se necesitó cronometro, el banco hidráulico y probeta para medir el volumen del líquido (agua). Los caudales se midieron con distintos tiempos y volúmenes. Por último, al obtener varias mediciones se procedió a calcular cada uno de los caudales.

Palabras claves: Caudal, fluidos, velocidad.

ABSTRACT

In the experiment carried out we calculate different types of flows. For this timer, the hydraulic cylinder bank and I was needed to measure the volume of the liquid (water). The flow rates were measured at different times and volumes. Finally, to get several measurements proceeded to calculate each of the flows.

Keywords:  Flow, fluid, speed.

1. INTRODUCCIÓN

El líquido que fluye en los canales tiene una superficie libre y sobre el no actúa otra presión que la debida a su propio peso o a la presión atmosférica. El flujo en canales abiertos también tiene lugar en la naturaleza, como en ríos, arroyos, etc., en general con secciones rectas de causes irregulares.

La medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversal de un conducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o medición de caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección trasversal a la corriente y de la velocidad media del agua.

En el presente trabajo se presentará el informe de la práctica de aforo de caudal realizada en laboratorio de hidráulica. El conocimiento de cómo aforar un caudal y de cómo calcularlo, es importante pues de esto dependerá el diseño de una obra que podríamos realizar, así mismo, se muestra en este el procedimiento para determinar caudales, vistos también desde un análisis estadístico.

1. MARCO TEÓRICO

El régimen de caudales de una corriente de agua durante un período determinado es el único término del balance hidrológico de una cuenca que puede ser medido directamente con una buena precisión. Los otros elementos de ese balance, como las precipitaciones, la evaporación, etc. no pueden ser sino estimados a partir de mediciones observadas en distintos puntos de la cuenca o deducidos de fórmulas hidrológicas, los cuales son siempre estimativos muy aproximados. (German M,1995)

El régimen de caudales es un dato básico, indispensable, para los todos los diseños hidráulicos y para muchas obras civiles en los que ellos son parte importante como las carreteras, puentes, acueductos, presas, etc. Así la instalación de muchas "estaciones de aforo" que permitan observar, en una serie de años tan larga, como sea posible, los caudales escurridos en puntos característicos del río principal y, si fuere oportuno, de sus diversos afluentes, es el preámbulo de todo estudio hidráulico de una cuenca. Si embargo en países como el nuestro las estaciones de aforo de caudales son inexistentes en muchos sitios, lo que ha obligado a recurrir a métodos aproximados para la estimación de los caudales de diseño, como son los métodos de regionalización. Sin embargo, jamás debe olvidarse que ningún método por bueno que sea reemplaza la medida directa de la variable El objeto de toda estación de aforo es poder establecer la curva de caudales contra el tiempo. (German M,1995).

Caudal: El caudal de agua es el volumen, por ejemplo, la cantidad de litros, que pasa por una sección específica de la quebrada, río o arroyo en un tiempo determinado, por ejemplo, segundos. La medición del caudal, a lo que también llamamos aforo, se puede desarrollar de diferentes formas y su elección depende del objetivo del monitoreo, la facilidad de acceso o tiempo con que se cuente y, por supuesto, de las características de la fuente superficial que se pretenda medir, sus formas y movimientos. Las características del sitio y las condiciones ambientales al momento de su realización también son fundamentales para definir cómo se hará la medición del caudal en ese momento específico. (Sotelo, A; 2010).

Ahora bien, para el fortalecimiento de los conocimientos adquiridos es indispensable tener claridad sobre los diferentes métodos de medición de caudales, complementando lo observado en la práctica de laboratorio.

Método del flotador: se utiliza en los canales y acequias y da solo una medida aproximada de los caudales. Su uso es limitado debido a que los valores que se obtienen son los estimados de caudal siendo necesario el uso de otros métodos cuando se requiere una mayor precisión. En este método, de igual manera, se utilizan los valores promedio de las variables determinadas. Para ello es necesario tener en cuenta los siguientes pasos:

Primer paso: Seleccionar el lugar adecuado. Se selecciona en el río o canal un tramo uniforme, sin piedras grandes, ni troncos de árboles, en el que el agua fluya libremente, sin turbulencias, ni impedimentos, que sea recto y de sección transversal uniforme, de alrededor de 3 metros de largo, donde el agua escurra libremente.

Segundo paso: Medición de la velocidad. En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de llegada) y medir la distancia, una persona se ubica en el punto A con las boyas y otra en el punto B con el reloj o cronómetro. Se medirá el tiempo de recorrido del flotador del punto A al punto B. Se recomienda realizar un mínimo de 3 mediciones y calcular el promedio.

 Tercer paso: Medición del área de la sección transversal del río. En el tramo seleccionado, ubicar la sección o el ancho del río que presente las condiciones promedio y en la que se nos facilite la medición del área transversal. Un método práctico, con aceptable aproximación para calcular el área transversal, es tomar la altura promedio. (Chow,1994).

Métodos volumétricos: La forma más sencilla de calcular los caudales pequeños es la medición directa del tiempo que se tarda en llenar un recipiente de volumen conocido. La corriente se desvía hacia un canal o cañería que descarga en un recipiente adecuado y el tiempo que demora su llenado se mide por medio de un cronómetro. Para los caudales de más de 4 l/s, es adecuado un recipiente de 10 litros de capacidad que se llenará en 2½ segundos. Para caudales mayores, un recipiente de 200 litros puede servir para corrientes de hasta 50 1/s. El tiempo que se tarda en llenarlo se medirá con precisión, especialmente cuando sea de sólo unos pocos segundos. La variación entre diversas mediciones efectuadas sucesivamente dará una indicación de la precisión de los resultados. (Diaz,C;2001).

...