Aforamiento De Una Cuenca

INTRODUCCIÓN

En el campo de la hidrología, la medición del caudal en una corriente es una de las principales variables que deben conocerse. Es por eso que en el trabajo que se presenta continuación, se realizo una breve consulta de lo que es un aforo, los diferentes métodos y sus aplicaciones que comúnmente se realizan en nuestro medio.

OBJETIVOS

Objetivo General:

* conocer los diferentes métodos de aforo para determinar el caudal de agua.

Objetivos Específicos:

* Conocer la aplicación y eficiencia de cada método de aforo.

* Conocer las ventajas y desventajas de algunos métodos de aforo.

* Conocer las estructuras e instrumentos necesarios para realizar cada uno de los distintos métodos de aforos.

DEFINICION DE AFORO

Aforar el agua es medir el caudal del agua, en vez de caudal también se puede emplear los términos gasto, descarga y a nivel de campo riegos.

Existen varios métodos para determinar el caudal de agua y los más utilizados en los proyectos en zonas rurales son los métodos volumétrico y de velocidad-área. El primero es utilizado para calcular caudales hasta con un máximo de 10 lts./seg. Y el segundo para caudales mayores a 10 lts./seg.

1. AFORO VOLUMÉTRICO.

Se aplica generalmente en pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes naturales de agua. El aforo volumétrico consiste en medir el tiempo que gasta el agua en llenar un recipiente de volumenconocido para lo cual, el caudal es fácilmente calculable con la siguiente ecuación:

Q=V/t..

2. MÉTODO VELOCIDAD/SUPERFICIE.

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

Q (m³/s) = A (m2) x V(m/s)

La unidad métrica es m³/s. Como m³/s es una unidad grande, las corrientes menores se miden en litros por segundo (1/s).

Una forma sencilla de calcular la velocidad consiste en medir el tiempo que tarda un objeto flotante en recorrer, corriente abajo, una distancia conocida.

3. AFOROS CON VERTEDEROS.

Los dos tipos más comunes son el vertedero triangular y el vertedero rectangular. Debe haber una poza de amortiguación o un canal de acceso aguas arriba para calmar cualquier turbulencia y lograr que el agua se acerque al vertedero lenta y suavemente. Para tener mediciones precisas el ancho del canal de acceso debe equivaler a ocho veces al ancho del vertedero y debe extenderse aguas arriba 15 veces la profundidad de la corriente sobre el vertedero. El vertedero debe tener el extremo agudo del lado aguas arriba para que la corriente fluya libremente. A esto se denomina contracción final, necesaria para aplicar la calibración normalizada.

* vertedero rectangular: La fórmula fundamental de caudal vertido en vertederos de sección rectangular, sin contracción, también conocido como vertedero de Bazin, es:

Donde: aproximadamente 0.58 variando ligeramente. Coeficiente indicador de las condiciones de escurrimiento

* vertedero triangular: Para medir caudales muy pequeños, se obtiene mejor precisión utilizando vertederos de pared delgada de sección triangular. El caudal sobre un vertedero triangular es dado por la fórmula:

Donde: aproximadamente 0.58variando ligeramente. bBB= Angulo del vértice del triangulo.

4. 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.

5. 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 eltiempo 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 lámina 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 lámina. La velocidad media superficial del flujo se obtendrá dividiendo la longitud de la lámina por el tiempo medio del flujo.

Otros colorantes, común y eficazmente empleados como trazadores, son la fluoresceína, el rojo congó, el permanganato de potasio, la rodamina b y el pontacil rosa B brillante. Este último es especialmente útil en estudios de dispersión de contaminantes en el agua. En los últimos años se han logrado considerables mejoras en las técnicas de medición con trazadores fluorescentes, especialmente con la rodamina B, rodamina WT, las sulforrodaminas B y G la uramina y el bromuro82.

6. AFOROS DE VERTIDO CONSTANTE

A un cauce de caudal Q se añade un pequeño caudal continuo q de una disolución de concentración C1. Se supone que el rio ya tiene una concentración Co de esa misma sustancia, Se cumplirá que:

Q * Co + q * C1 = C2 * Q2

Pero como Co =0

q * C1 = C2 * Q2

Y como Q2 = Q (es decir que el caudal del Rio prácticamente no ha variado con el Vertido q)

7. AFORO CON MOLINETE O CORRENTÓMETRO.

El molinete

...