Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda Valda
AFORO – MÉTODO QUÍMICO INTRODUCCIÓN El aforo es la operación operación de medición del caudal en una sección de un curso de agua. La medición o aforo de agua del río o de cualquier curso de agua es importante desde diferentes puntos de vista, como: →
Saber la disponibilidad de agua con que se cuenta.
→
Distribuir el agua a los usuarios en la cantidad deseada.
→
Saber el volumen de agua con que se riegan los cultivos.
→
Poder determinar la eficiencia de uso y de maneo del agua de riego.
Entre los m!todos m"s utili#ados para medir caudales de agua se encuentran los siguientes: $!todo Directo
$!todo volum!trico
$!todo del flotador $!todos (ndirectos
$!todo del $olinete %on &ra#adores 'uímicos Por vertedero
2015
Ingeniería Civil
Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda
METODO VOLUMETRICO Se aplica generalmente en los laboratorios de )idr"ulica, ya que solo es funcional para peque*os caudales+ sin embargo se pueden implementar tambi!n en peque*as corrientes naturales de agua.
El aforo volum!trico consiste en medir el tiempo que gasta el agua en llenar un recipiente de volumen conocido para lo cual, el caudal es f"cilmente calculable con la siguiente ecuación: '-t.
METODO DEL FLOTADOR Son los m"s sencillos de reali#ar, pero tambi!n son los m"s imprecisos+ por lo tanto, su uso queda limitado a situaciones donde no se requiera mayor precisión. %on este m!todo se pretende conocer la velocidad media de la sección para ser multiplicada por el "rea, y conocer el caudal, seg/n la ecuación de continuidad. ' velocidad 0"rea Para la eecución del aforo se procede de la siguiente forma. Se toma un trec)o de la corriente de longitud L+ se mide el "rea 1 de la sección, y se lan#a un cuerpo que flote aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo por dic)o punto se inicia a controlar el tiempo que dura el viae )asta el punto de control corriente abao.
2015
Ingeniería Civil
Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda
E2isten distintos tipos de flotadores, superficiales, subsuperficiales y profundos.
METODO DEL MOLINETE El principio de la medición de velocidad con molinete es el siguiente: Supóngase un molinete puesto en un punto de una corriente que tiene una velocidad -. La longitud S, es el recorrido de una partícula fluida movi!ndose a lo largo del contorno completo de la línea que determina una vuelta de la )!lice. La situación es an"loga al suponer quieta el agua y el molinete despla#"ndose a trav!s de !sta con velocidad -. Para un despla#amiento S, la )!lice tambi!n dar" una vuelta.
Para un movimiento uniforme, El espacio, S, recorrido por la )!lice, o por la partícula líquida a trav!s de !sta, se representa por el n/mero de rotaciones, 3, que da el molinete en t segundos.
Luego %omo e2isten fricciones en las partes mec"nicas del aparato, es necesario introducir un coeficiente de corrección, b.
Entonces
4 )aciendo
, la frecuencia de giro, se tiene: -b0n
%on la sensibilidad del aparato se )ace sentir a partir de determinada velocidad mínima, a, que en general, es del orden de 5 cms, por debao de la cual el aparato no se mueve, la ecuación del aparato se transforma en:
2015
Ingeniería Civil
Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda
- a6 b0n Ecuación que corresponde a una línea recta. Los aparatos vienen con su respectiva ecuación de calibración, dependiendo del tipo de molinete y de la casa productora, o tabuladas las velocidades en función del n/mero de revoluciones por minuto.
E2isten dos tipos de molinetes, )!lice )ori#ontal y vertical:
METODO POR VERTEDERO
AFORO POR EL MÉTODO QUÍMICO El m!todo químico es un m!todo muy preciso para conocer el caudal que circula por un cauce. Se utili#a para medianos a c)icos caudales y cuando la sección del cauce es muy irregular. Este m!todo tambi!n tiene el nombre de 1foro del &ra#ador los tra#adores pueden ser de tres tipos:
'uímicos: de esta clase son la sal com/n y el dicromato de sodio 7luorescentes: como la rodamina $ateriales radioactivos: los m"s usados son el yodo 589, bromo 9, sodio.
2015
Ingeniería Civil
Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda
Para la elaboración de esta investigación se reali#aran los eemplos con tra#ador químico, como ya sabemos, consiste en )allar el caudal introduciendo en proporción conocida una sustancia química en el agua de la corriente y determinando la cantidad de dic)a sustancia que contiene est" en una sección situada suficientemente leos aguas abao para asegurar su me#cla perfecta con el agua. Se basa en la medición de la %onductividad El!ctrica ;%E< del agua que circula por el cauce. %omo se sabe la %E es directamente proporcional al contenido salino del agua. Para su aplicación se necesitan los siguientes elementos:
%onductímetro port"til =alde de 5> litros apro2imadamente y tarro au2iliar =otella de $ariotte o instrumental que asegure un caudal constante ;peque*o< Probeta graduada de ?>> mililitros =olsas de sal dom!stica ;cloruro de sodio< %ronómetro
ELABORACIÓN DEL AFORO 5< Se prepara una solución salina )omog!nea ;agua del lugar 6 sal de cloruro de sodio< 9< Se coloca en la botella de $ariotte. Se asegura una estructura para un caudal constante 8< Se elige un lugar donde aplicar el caudal. En nuestro caso en el punto 8: boca de registro con tapa circular met"lica. Se eroga un caudal constante y se mide ;probeta y cronómetro<. 1l inicio y final del aforo. @< Se dea caer ese caudal sobre el punto 8 y se mide la %E con el conductímetro en el punto @. Se observa que la %E del agua que circula comien#a a aumentar )asta alcan#ar un valor constante y decae cuando se dea de aplicar el caudal en el punto 8. ?< Se toma un volumen conocido de la solución salina y se coloca en el balde. Se le agrega agua del canal que se quiere aforar, midiendo la conductividad el!ctrica de la
2015
Ingeniería Civil
Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda
nueva solución salina del balde. Se mide %E y volumen agregado )asta que la %E sea igual al valor m"2imo constante del punto @. Este es un proceso iterativo de agregado de volumen y medición de %E. A< Se calcula el caudal del canal con la fórmula: Q=
() y x
q
∗
donde: y -olumen de agua del cauce agregada al balde )asta alcan#ar la %E m"2ima del canal 2 -olumen de solución salina agregada al balde q caudal medio erogada por la botella de $ariotte ;promedio de valor inicial y final<
2015
Ingeniería Civil
