UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO FILIAL BARRANCA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
AFORO CON FLOTADOR ALUMNOS: AYALA CACHA, CACHA, Delarc HIDALGO ZULUAGA, Angel MEYHUEY TRINIDAD, Julio NATIVIDAD PRINCIPE, Cesar Ciclo: VII Facultad:: INGENIERÍA CIVIL Facultad Curso: HIDROLOGIA
Barranca - Perú 2012
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO – FILIAL BCA.
I) INT NTRO RODU DUCC CCIION
La medición medición del caudal o gasto de agua que pasa por la sección transversa transversall de un conducto conducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua, se conoce como aforo o medición de caudales. Este caudal depende directamente del área de la sección transversal a la corriente y de la velocidad media del agua. El método del flotador se utiliza cuando no se tiene equipos de medición y para este fin se tiene que conocer conocer el área de la sección sección y la velocidad velocidad del agua, agua, para medir la velocidad velocidad se utiliza utiliza un flotador con él se mide la velocidad velocidad del agua de la superficie, superficie, pudiendo pudiendo utilizarse utilizarse como flotador flotador cualquier cualquier cuerpo cuerpo pequeño pequeño que flote: como una pelota pelota de ping pong, pong, una botella, pelotas de tenis o también un fluido que se pueda distinguir en el agua como un tinte. tinte. En el el caso caso del aforo que se efectuó efectuó en el el río Pativilca Pativilca se se aplico aplico el método método de flotador flotador para para determinar el caudal de dicho río y en este informe se aplicaron todos los procedimientos para calcular los resultados de los datos obtenidos en el aforo.
HIDROLOGIA CULTURA DEL AGUA
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II) REV REVISI ISION ON BI BIBLI BLIOGR OGRAFIC AFICA A 2.1) AFORO CON FLOTADORES
Son los más sencillos de realizar, pero también son los más imprecisos; por lo tanto, su uso queda limitado a situaciones donde no se requiera mayor precisión. Con este método se pretende conocer la velocidad media de la sección para ser multiplicada por el área, y conocer el caudal, según la ecuación de continuidad. Q = velocidad x área Para la ejecución del aforo se procede de la l a siguiente forma. Se toma un techo de la corriente de longitud L; se mide el área A, de la sección, y se lanza un cuerpo que flote, aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo por dicho punto se inicia la toma del tiempo que dura el viaje hasta el punto de control corriente abajo. La velocidad superficial de la corriente, Vs, se toma igual a la
velocidad del cuerpo flotante y se calcula mediante la relación entre el espacio recorrido L, y el tiempo de viaje t.
Vs
=
L t
Se pueden obtener resultados algo más precisos por medio de flotadores lastrados, l astrados, de sumersión ajustable. Estos flotadores fl otadores consisten en un tubo t ubo delgado de aluminio, de longitud Lfl, cerrado en ambos extremos y con un lastre en su extremo inferior, para que pueda flotar en una posición próxima a la vertical, de tal manera que se sumerjan hasta una profundidad aproximadamente de 25 a 30 cm sobre el fondo, y emerjan unos 5 a 10 cm.
Observaciones: Como la velocidad superficial es mayor que la velocidad promedio del caudal, es necesario corregir la medición del flotador multiplicándola por un coeficiente (K), el cual se detalla a continuación:
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Considerando que el caudal está en función del área hidráulica y de la velocidad se tiene:
K= f (viento)
K= 0.90 cuando no se presenta viento
K= 0.95 cuando se presenta viento y frena el flotador
K= 0.85 cuando se presenta viento pero no afecta la velocidad del flotador
2.2) CARACTERISTICAS DEL FLOTADOR
La parte expuesta al viento debe ser lo más reducida posible, pero el flotador siempre debe estar visible.
La parte sumergida no debe ser voluminosa, para evitar interferencia con objetos sumergidos.
Debe ser, en lo posible, simétrico y de preferencia de plantilla redonda, esto con objeto de que al rotar siga ofreciendo la misma resistencia tanto al agua como al aire.
De fácil manejo resistente a las sacudidas bruscas, sencillo de construir, ligero y económico.
Fácil de transportar.
Debe ser pequeño, ya que muchos canales de descarga tienen poca profundidad.
Deben adquirir una velocidad cercana a la velocidad de la corriente de agua. y esto sólo se consigue si es ligero y está expuesto al viento.
2.3) CARACTERISTICAS DEL CAUCE A AFORAR
La sección a aforar debe ser lo más regular posible.
La profundidad del cauce debe ser suficiente como para que el flotador no toque el fondo.
Debe ser lo más recto posible, es decir que sea alejado de curcas o que forme parte de ella.
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Que el agua corra libremente.
III) MAT MATERIALE ERIALES S Y MET METODOS ODOS 3.1) UBICACIÓN DEL AREA
La práctica se realizo en el rio Pativilca, en el distrito de Barranca, provincia de Barranca y departamento de Lima.
3.2) MATERIALES
Cronometro. Tinta.
Libreta de apuntes.
Cámara fotográfica.
Palo.
3.3) METODOLOGIA 3.31 Procedimientos Procedimientos
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Buscar un lugar adecuado para aforar (el tramo debe ser recto y uniforme).
Seleccionar las secciones de control por las cuales va a pasar el flotador; levantar y calcular las secciones inicial y final del tramo elegido.
Dividir la sección de entrada y de salida del flotador en sub secciones para determinar con mayor exactitud la trayectoria.
Medir la distancia longitudinal entre las secciones de control.
Determinar las áreas hidráulicas de las secciones de control.
Lanzar el flotador; el flotador debe ser soltado unos cuantos metros aguas arriba de la sección de control.
Medir el tiempo que demora el flotador en pasar por las secciones de control.
Determinar la sección media del cauce, para luego determinar el caudal.
Repetir el proceso por lo menos cinco veces.
3.32 Formulas a utilizar Velocidad superficiVal:=
Área promedio A: prom prom
=
AA
L
h
2
t
+
AB
Caudal:Q = Vt xAprom
2
IV)
RESULTADOS
4.1) CALCULO DEL AREA DE LAS SECCIONES 4.11 AREA DE LA SECCION “A”
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+
Área de la A sei c=ciói -1n:
h1
xT
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4.12 AREA DE LA SECCION “B”
4.13 CALCULO DEL AREA DE LA SECCION “A”
Nº
Profundidad (m)
Ancho (m)
Área (m2)
H0
0
0.50
0.045
H1
0.18
0.50
0.1025
H2
Interpreta 0.23 cion :
0.50
0.1088
H3
En el0cuadro .205 nos muestra 0.50
0.1163
H4 H5
que en esta seccion se obtuvo 0.26
0.50
un area total de 0.6126 m 0.16
H6
0.19
H7
0
2
0.50
0.105 0.0875
0.50
0.047 5
0.50
Total del área área de la sección
0 0.6126 0.61 26
4.14 CALCULO DEL AREA DE LA SECCION “B”
Nº
Profundidad (m)
Ancho (m)
Área (m2)
H0
0
0.60
0.054
H1
0.18
0.60
0.114
H2
Interpreta 0.20 cion :
0.60
0.087
H3
En el0cuadro .09 nos muestra 0.60
0.111
H4
que en esta seccion se obtuvo 0.28
0.60
un area total de 0.696 m HIDROLOGIA CULTURA DEL AGUA
2
0.159
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H5
0.25
0.60
H6
0.16
0.60
H7
0
0.60
0.123 0.048
Total del área área de la sección
0 0.696 0.69 6
Entonces se tiene un promedio del área en ambas secciones de: 0,6543 m2 con lo cual se podrá obtener el caudal. 4.2) CALCULO DE LA VELOCIDAD (Seg)
T1
6.93
T2
6.91
T3
6.26
Interpretacion :
En el cuadrose muestra que se T4 obtuvouna6.13 velociada T5m/s. de 0.358
6.00
T6
5.98
Sumatoria
38.21
promedio
6.368 3
Largo (m)
10
Velocidad (m/s)
1.57
4.3) CALCULO DEL CAUDAL (m3/s)
Q
=
A prom prom xV = 0.6543 x1.57
=
1.027 m 3 / s
El caudal calculado que pasa por la sección promedio va hacer 1.027 m3/s.
V) CO CONC NCLU LUSI SION ONES ES
Se concluye que en el tramo escogido en el rio Pativilca su caudal va hacer 1.027 m3/s.
Utilizar tinte en vez de un flotador por que nos proporcionara un valor mas aproximado de la velocidad promedio del rio.
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VI)) AN VI ANEX EXOS OS
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VII)
BIBLIOGRAFIA
•
CHOW, Ven Te; Hidrología aplicada. Mc Graw Hill. Colombia, 1994.
•
MAXIMO VILLON, Bejar; Hidrología. Instituto tecnológico de Costa Rica. Lima, 2002.
HIDROLOGIA CULTURA DEL AGUA
