METODOLOGÍAS DE MEDICIÓN DE CAUDALES

[pic 1][pic 2]ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE CIENCIAS

INGENIERÍA AMBIENTAL

PAE-MONITOREO AMBIENTAL

NOMBRE: Génesis Rodríguez

PARALELO: 5 Ambiental

FECHA: 01-10-2020

TEMA: METODOLOGÍAS DE MEDICIÓN DE CAUDALES

MEDICIÓN DE CAUDALES

INTRODUCCIÓN

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. (Lanza, Carbajal, Salinas & Barrios, 2012).

METODOLOGÍAS

1. Método Volumétrico

Es usado para corrientes pequeñas como nacimientos de agua o riachuelos, siendo el método más exacto, a condición de que el depósito sea bastante grande y de que pueda medir su capacidad de forma precisa. (Lanza, et, al 2012).

Consiste en hacer llegar un caudal a un depósito impermeable cuyo volumen sea conocido y contar el tiempo total en que se llena el depósito, así se obtiene: (Lanza, et, al 2012).

[pic 3]

Donde:

Q = es el caudal expresado en m3 /s

 V = volumen dado en m3

 T = Tiempo en segundos

Por lo tanto, este método es de utilización práctica, siempre que se trate de mediciones de pequeños caudales, en trabajos experimentales o para tener una idea rápida del caudal aportado por determinado riachuelo. (Lanza, et, al 2012).

1. Medidor Parshall

Método ideado por Ralph Parshall (1920), el cual se utiliza en el aforo de canales y pequeños ríos, se recomienda para canales de riego de poca pendiente, en drenes, donde no es conveniente instalar estructuras como vertederos que alteren el régimen del escurrimiento. (Villavicencio, Martínez, Toledo, Guevara & Ávila, 2014).

[pic 4]

Fig 1: Medidor Parshall

Tomado de: Infiltración de agua y medición del caudal de arroyos en la Sierra de Quila.

Se lo puede calcular de la siguiente manera:

[pic 5]

Donde:

Q = es el caudal expresado en m3 /s

H = Altura de la lámina de agua

C y n = Son coeficientes que dependen de las dimensionales del canal.

1. Método de vertederos y orificios

Definición de vertedero: Un vertedero es un dique o pared que presenta una escotadura de forma regular, a través de la cual fluye una corriente líquida.  El vertedero intercepta la corriente, causando una elevación del nivel aguas arriba, y se emplea para controlar niveles (vertederos de rebose) y/o para medir caudales (vertederos de medida). Consiste esencialmente en interponer un tabique ante una corriente de manera que se dé una caída de agua que pase a través de una sección predeterminada. Conociendo las características del vertedero o del orificio que se engloban en el factor (determinado experimentalmente), la sección de la lámina de agua que pasa por ellos y la velocidad teórica de caída libre. (Villavicencio, 2014).

• Vertedero rectangular sin contracciones

El vertedero rectangular es uno de los más sencillos para construir y por este motivo es uno de los más utilizados. (Villavicencio, 2014).

[pic 6]

Fig 2: Vertedero rectangular sin contracciones.

Tomado de: : Infiltración de agua y medición del caudal de arroyos en la Sierra de Quila.

[pic 7]

Donde:

Q = Caudal que fluye por el vertedero, en m3 /s

 L = Ancho de la cresta, en m

H = Carga del vertedero, en m.

1. Vertedero triangular

Los vertederos triangulares permiten obtener medidas más precisas de las alturas de carga (H) correspondientes a caudales reducidos. Por lo general son construidos de placas metálicas. En la práctica únicamente se utilizan los que tienen forma isósceles, siendo los más usuales los de 90º. (Villavicencio, 2014).

[pic 8]

Fig3: Vertedero Triangular

Tomado de: : Infiltración de agua y medición del caudal de arroyos en la Sierra de Quila.

[pic 9]

Donde:

Q = Caudal que fluye por el vertedero, en m3 /s

H = Carga del vertedero, en m

1. Medición de caudal por el método área-velocidad o flotadores

En este método, se mide la velocidad del agua en una sección de la quebrada o río con aguas lenticas. (Larreategui, 1994).

Los materiales que necesitamos: (Larreategui, 1994).

• Un objeto flotante, que sea arrastrado por la corriente del agua y no por el viento, puede ser una bola de ping-pong, una botella plástica pequeña, una rama, un trozo de madera que flote libremente en el agua. Se recomienda que este objeto vaya sumergido la mitad por debajo de la lámina de agua (50%).
• Un reloj o cronómetro.
• Una cinta métrica.
• Una regla o tabla de madera graduada.
• Una cuerda, estacas y un machete, este último por si es necesario retirar maleza o vegetación que impida el libre movimiento del objeto flotante.

¿Cómo se mide?

Paso 1: seleccionar el lugar adecuado Se selecciona en el río o quebrada, un tramo uniforme, sin piedras grandes ni troncos de árboles, en el que el agua fluya libremente, sin turbulencias, que sea recto. (Larreategui, 1994).

Se elige en el centro del cauce un sitio inicial A y uno final B, a lo largo de la corriente (río o quebrada) el cual se llamará distancia, longitud o largo. (Larreategui, 1994).

Paso 2: medición de la velocidad Es la relación entre la distancia que recorre el agua en un tiempo determinado. Por ejemplo, si el agua recorre un metro cada 10 segundos, entonces la velocidad que lleva es de 1 metro/segundo. (Larreategui, 1994).

Para su medición en campo, una persona se ubica en el punto A con el flotador y la 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 diez mediciones y calcular el promedio. La velocidad de la corriente de agua del río o quebrada se calcula con base en la siguiente ecuación. (Larreategui, 1994).

...