Instrumentos De Caudal

CALIBRACION DE CAUDAL

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.

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.

METODOS PARA MEDIR CAUDALES.

Los métodos para medir caudales pueden clasificares en dos grandes categorías: métodos directos y métodos indirectos. En estas dos categorías los más utilizados son:

Métodos directos:

Método área velocidad

Dilución con trazadores

Métodos indirectos:

Estructuras hidráulicas.

Método área pendiente.

Con muy pocas excepciones las medidas de caudal continuas en el tiempo son muy costosas , por lo que se relaciona el caudal con el nivel del agua, el cual se puede medir mucho más fácilmente que el caudal. Las curvas que relacionan estos niveles con el caudal son las llamadas curvas de calibración, cuya obtención se discutirá más adelante.

Métodos directos

Método área velocidad.

Este método consiste básicamente en medir en un área transversal de la corriente, previamente determinada, las velocidades de flujo con las cuales se puede obtener luego el caudal.

El lugar elegido para hacer el aforo o medición debe cumplir los siguientes requisitos:

- La sección transversal debe estar bien definida y que en lo posible no

se presente agradación o degradación del lecho.

- Debe tener fácil acceso

- Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios

en la profundidad producidos por curvas.

- El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo , que puedan producir remansos que afecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración. (perfiles M1 y S1)

Una de los procedimientos mas comunes empleados en este método es el descrito a continuación.

En el sitio que se decidió hacer el aforo, se hace un levantamiento topográfico completo de la sección transversal, el cual dependiendo de su ancho y profundidad, puede hacerse con una cinta métrica o con un equipo de topografía. .La sección escogida se divide en tramos iguales tal como muestra la figura 7.1

En cada vertical, de las varias en que se divide la sección, se miden velocidades con el correntómetro a 0.2, 0.6 y 0.8 de la profundidad total. Cada vertical tiene su respectiva área de influencia (sombreada en la gráfica).

Las verticales deben tener las siguientes características:

El ancho entre ellas no debe ser mayor que 1/15 a 1/20 del ancho

total de la sección.

El caudal que pasa por cada área de influencia Ai no debe ser mayor

que el 10% del caudal total.

La diferencia de velocidades entre verticales no debe sobrepasar un

20%.

FIGURA 7.1 Sección transversal para el método área velocidad

CALIBRADORES DE CAUDAL

CAUDALIMETRO ULTRASONICO

Ventajas:

* No ocasiona pérdida de carga.

* No tiene partes móviles.

* No influye el diámetro de la tubería, ni en su costo, ni en su rendimiento.

* Ideal para la medición de materiales tóxicos o peligrosos.

* Salida lineal con el caudal.

* Su rango de medición es muy amplio.

* En tuberías de gran diámetro es el más económico, y en ciertos casos, el único.

* Su instalación es muy simple y económica.

Desventajas:

* Su precisión no es muy alta.

* Su costo es relativamente alto para tuberías de bajo diámetro.

CAUDALIMETRO ULTRASONICO para LIQUIDOS CON o SIN SOLIDOS EN SUSPENSION

Mide, calcula e Indica Velocidad, Caudal y Volumen Total. No intrusivo, mide el Tiempo que tarda ultrasonido en atravesar el fluido a medir.

Al poder medir a través de cualquier material sin Cortar, Abrir ni Vaciar el caño se presta para Diagnóstico, para medir Varios Puntos aún de distinto diámetro con un sólo instrumento, para medir en Cañerías Verdaderamente Grandes muy difíciles para otros equipos, y en Cañerías Bajo Presión.

CAUDALIMETRO MASICO (POR EL PRINCIPIO DE CORIOLIS)

Esto provoca una oscilación mecánica (80 a 100 Hz)

Ventajas:

* Su salida es lineal con el flujo másico.

* No requiere compensación por variaciones de temperatura o presión

* Es adecuado para casos de viscosidad variable

* Permite la medición de caudales másicos de líquidos difíciles de medir: adhesivos, nitrógeno liquido, etc.

Desventajas:

* Es muy voluminoso.

* No es apto para caudales elevados.

CAUDALIMETRO MASICO

Es el Medidor más Exacto para medir por Masa.

Utiliza el Efecto Coriolis, por lo tanto es ideal para procesos delicados de Batcheo por Peso, o para Facturar Líquidos o Gases de alto precio que se venden por Kg., como el GNC, ya que su exactitud es independiente de Viscosidad, Temperatura y Densidad. Emite pulsos para medir Masa.

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