CONCEPTOS BÁSICOS Velocidad Velocidad mínima. El dise diseño ño de cana canale les, s, recu recubi bier erto toss o no, no, que que conducen agua con material fno en suspensión, debe considerar que la velocidad media del ujo, para el caudal mínimo de operación, sea mayo mayorr o igua iguall que que la nece necesa sari ria a para para evit evitar ar la sedi sedime ment ntac ació ión n del del material transportado. Velocidad Velocidad máxima. La máxima. La velocidad máima de operación en canales, con o sin recubrimiento de superfcie dura, que conducen agua limpia o mate materia riall en susp suspen ensió sión n debe debe limi limita tars rse e para para evit evitar ar el soca socava vaci ción ón o erosi erosión ón cont contin inua ua del del !ondo !ondo y pare parede dess por por turb turbul ulen enci cia, a, abra abrasió sión n o eventualmente cavitación. Taludes. "e Taludes. "e refere a la inclinación que poseen las paredes laterales del canal y las cuales se epresan en !orma de proporción. La !orma más usada en canales es la trapecial, con taludes que dependen del terreno en el cual el canal será ecavado #$uadro %&.
Borde libre (e). Es (e). Es el espacio entre la cota de la corona y la superfcie del agua, no eiste ste ninguna regla fja que se pueda eda acept eptar univ univer ersa salm lmen ente te para para el cálc cálcul ulo o del del bord borde e libr libre, e, debi debido do a que que las las uctuaciones de la superfcie del agua en un canal, se puede originar por causas incontrolables. En la práctica, en tanto no se tengan valores espe especí cífc fcos os,, es reco recome mend ndab able le usar usar'' e()* e()*+ + d para para secc seccio ione ness sin sin revestimiento y e ( )*- d para secciones revestidas donde d es el tirante del canal en metros. /ero siempre manteniendo un bordo libre mínimo de )0 cm.
Seccin !idráulica "#ima. La "#ima. La capacidad de conducción de un canal aumenta con el radio 1idráulico y varía inversamente con el perímetro mojado. 2esde el punto de vista 1idráulico, para un área dada, la sección más efciente es aquella que tiene el mínimo perímetro. "in embargo, la relación anc1o basal* pro!undidad quedará determinada por un estudio t3cnico4económico.
TIPOS $E C%N%&ES Canales re'es#idos El revestimiento de un canal satis!ace uno o varios de los objetivos que a continuación se mencionan' a) /ermitir la conducción del agua, a costos adecuados y velocidades mayores, en áreas de ecavación pro!unda o di!ícil corte. b) 2isminuir la fltración y !ugas de agua a trav3s del cuerpo del canal y evitar el anegamiento u obras de drenaje costosas en terrenos adyacentes. c) 5educir y 1omogenei6ar la rugosidad, con ello las dimensiones de la sección y los vol7menes de ecavación. d) 8segurar d) 8segurar la estabilidad de la sección 1idráulica y proteger los taludes del intemperismo y de la acción del agua de lluvia. e) Evitar el crecimiento de vegetación y reducir la destrucción de los bordos por el paso de animales. ) 5educir los costos anuales de operación y mantenimiento. 2e acuerdo con lo anterior or,, un buen revesti stimiento debe ser impermeable, resistente a la erosión, de bajo costo de construcción y mantenimiento, y durable a la acción de agentes atmos!3ricos, plantas y animales. En rigo rigorr, 1ast 1asta a los los canal anales es reve revest stid idos os de concr oncret eto o pued pueden en ser ser erosionados por el ujo si se rebasa su resistencia a la erosión o se producen otros !enómenos más complejos como son la cavitación, que puede dislocar e incluso destruir el revestimiento. "in embargo, los revesti revestimie miento ntoss de concre concreto to amplían amplían el interv intervalo alo de resiste resistenci ncia a a la erosión y proporcionan un mejor desempeño 1idráulico. Ti"os de re'es#imien#o Los Los reve revest stim imie ient ntos os en un canal anal se cons constr truy uyen en de vari varios os tipo tiposs de material. El llamado de superfcie dura puede ser a base de concreto
simple, re!or6ado o lan6ado a alta presión, de concreto as!áltico, de mampostería #piedra, ladrillo, bloques pre!abricados, etc&. En general, dic1os materiales satis!acen todos los propósitos antes epuestos y o!recen gran resistencia a la acción erosiva del agua. 9tros revestimientos son a base de materiales granulares, como arcilla, tierra compactada o grava, que o!recen menor resistencia a la erosión, pero superpuestos o no, sobre una membrana impermeable, disminuyen de modo importante las p3rdidas de agua por infltración. Velocidad ínima. En general, para evitar el depósito de materiales en suspensión se - recomienda diseñar un canal revestido con una velocidad mínima aceptable del orden de 0.: a ).0 m*s. Velocidades áximas. En revestimientos no armados, para evitar que los revestimientos se levanten por sub4presión, se recomiendan velocidades menores de %. m*s. "i el revestimiento cuenta con armadura la velocidad deberá limitarse en !unción de la erosión probable. Canales no re'es#idos El cuerpo de 3ste tipo de canales y de los ríos se !orma de materiales con partículas de !orma, tamaño y propiedades di!erentes, que varían desde grandes piedras a material coloidal. "eg7n sea la intensidad del ujo, el material no siempre es capa6 de resistir la !uer6a de arrastre generada por el agua, que crece con!orme aumenta la velocidad. Este aumento de velocidad, generalmente asociado a un incremento de pendiente, puede producir arrastre del material y su posterior depositación en las 6onas donde disminuye la velocidad, lo que puede !avorecer la inundación de terrenos adyacentes por una disminución de su capacidad 1idráulica de conducción. $uando no 1ay revestimiento y el material que se ecava es erosionable, las dimensiones de la sección se eligen para evitar la erosión y la sedimentación apreciable, es decir, se buscará impedir el arrastre producido por el ujo en cualquier condición de operación para que el canal sea !uncionalmente estable. Esto signifca que es más importante que el canal mantenga su sección en equilibrio dentro de los intervalos de uctuación del gasto, que cualquier otra condición de efciencia 1idráulica, económica o constructiva. ;n canal no se reviste cuando el material del lec1o reporta poca perdida de agua, generalmente en suelos arcillosos, para los que pueden ser sufcientes, una ve6 con!ormada la sección, la compactación de su plantilla y taludes.
Velocidad áxima. /ara 3ste tipo de canales, es básico determinar la sección con la cual es posible conducir el gasto de diseño, sin erosión del lec1o, a una velocidad igual a la máima permisible. Esta velocidad es incierta ya que los lec1os en uso soportan, sin erosión, velocidades mayores a los reci3n construidos. *TO$OS + $ISPOSITIVOS $E E$ICI,N $E VE&OCI$%$ EN C%N%&ES Escorren#ía- La escorrentía es el agua generada por una cuenca en la !orma de ujo superfcial y por tanto constituye la !orma más disponible del recurso. El estudio de la escorrentía reviste gran importancia en la planifcación de recursos 1ídricos y en diseño de obras. En manejo de cuencas es muy importante puesto que ella es un reejo del comportamiento y estado de una cuenca. ormulas em"íricas "ara calcular la 'elocidad La velocidad del agua que se desli6a en una corriente o en un canal abierto está determinada por varios !actores. / El 0radien#e o la "endien#e. "i todos los demás !actores son iguales, la velocidad de la corriente aumenta cuando la pendiente es más pronunciada. / &a ru0osidad. El contacto entre el agua y los márgenes de la corriente causa una resistencia #!ricción& que depende de la suavidad o rugosidad del canal. En las corrientes naturales la cantidad de vegetación inuye en la rugosidad al igual que cualquier irregularidad que cause turbulencias. / orma. Los canales pueden tener id3nticas áreas de sección transversal, pendientes y rugosidad, pero puede 1aber di!erencias de velocidad de la corriente en !unción de su !orma. La ra6ón es que el agua que está cerca de los lados y del !ondo de una corriente se desli6a más lentamente a causa de la !ricción un canal con una menor superfcie de contacto con el agua tendrá menor resistencia !ricción y, por lo tanto, una mayor velocidad. El parámetro utili6ado para medir el e!ecto de la !orma del canal se denomina radio !idráulico del canal. "e defne como la superfcie de la sección transversal dividida por el perímetro mojado, o sea la longitud del lec1o y los lados del canal que están en contacto con el agua. El radio 1idráulico tiene, por consiguiente, una cierta longitud y se puede representar por las letras < o 5. 8 veces se denomina tambi3n radio medio 1idráulico o pro!undidad media 1idráulica. La =igura %: muestra cómo los canales pueden tener la misma superfcie de sección transversal pero un radio 1idráulico di!erente. "i todos los demás !actores son constantes, cuanto menor es el valor de 5 menor será la velocidad.
I123% 45 6 Canales con un área id7n#ica de seccin #rans'ersal "ueden #ener radios !idráulicos dieren#es
>odas estas variables que inuyen en la velocidad de la corriente se 1an reunido en una ecuación empírica conocida como la rmula de annin08 tal como sigue'
2onde' V- es la velocidad media de la corriente en metros por segundo 3- es el radio 1idráulico en metros #la letra < se utili6a tambi3n para designar al radio 1idráulico, con el signifcado de pro!undidad 1idráulica media& S- es la pendiente media del canal en metros por metro #tambi3n se utili6a la letra i para designar a la pendiente& n- es un coefciente, conocido como n de annin0 o coe9cien#e de ru0osidad de annin0. En el $uadro + fguran algunos valores correspondientes al ujo de canales. En sentido estricto, el gradiente de la superfcie del agua debería utili6arse en la !órmula de
Esta !órmula parte del supuesto de un valor de n de
Sección transversal uniforme, alineación regular sin guijarros ni vegetación, en suelos sedimentarios finos
0,016
Sección transversal uniforme, alineación regular, sin guijarros ni vegetación, con suelos de arcilla duros u horizontes endurecidos
0,018
Sección transversal uniforme, alineación regular, con pocos guijarros, escasa vegetación, en tierra franca arcillosa
0,020
Pequeas variaciones en la sección transversal, alineación !astante regular, pocas piedras, hier!a fina en las orillas, en suelos arenosos " arcillosos, " tam!i#n en canales reci#n limpiados " rastrillados
0,022$
%lineación irregular, con ondulaciones en el fondo, en suelo de grava o esquistos arcillosos, con orillas irregulares o vegetación
0,02$
Sección transversal " alineación irregulares, rocas dispersas " grava suelta en el fondo, o con considera!le vegetación en los m&rgenes inclinados, o en un material de grava de hasta 1$0 mm de di&metro
0,0'0
(anales irregulares erosionados, o canales a!iertos en la roca
0,0'0
(b) Canales con vegetación
)ram*neas cortas +$01$0 mm-
0,0'00,060
)ram*neas medias +1$02$0 mm-
0,0'00,08$
)ram*neas largas +2$0600 mm-
0,0.00,1$0
(c) Canales de corriente natural
/impios " rectos
0,02$0,0'0
Sinuosos, con em!alses " !ajos
0,0''0,0.0
(on muchas hier!as altas, sinuosos
0,0$0,1$0
I123% 4< 6 Nomo0rama "ara resol'er la rmula de annin0. Si se conocen #res 'ariables8 es "osible encon#rar la cuar#a
Ejemplo: 2ado 5 ( 0,+ m, n( 0,0+, pendiente ( %@ o 0,0% m por m,
encontrar la velocidad A.
Solución: Bnase 5 ( 0,+ y n ( 0,0+ y proy3ctese la línea de re!erencia.
Bnase el punto situado en la línea de re!erencia con la pendiente ( 0,0%. La intersección de la escala de velocidad da A (%,0 m*s. O#ros m7#odos "ara la medicin de 'elocidad en canales son7#odo del =o#ador 7#odo del Tubo Pilo#
7#odo del oline#e >idrom7#rico + se describen a "roundidad más adelan#e. *TO$OS + $ISPOSITIVOS $E E$ICI,N $E %O3O $E C%N%&ES %oro- 2eterminación del volumen de agua que uye por un sitio en un determinado tiempo. El a!oro 1idráulico consiste en medir con un correntómetro la velocidad de la corriente en di!erentes puntos de la sección transversal y defnir para cada medida su área de inuencia. El a!oro se puede determinar por m3todos químicos o por m3todos 1idráulicos, siendo este 7ltimo el más preciso. En general, los m3todos para medir un caudal de agua se pueden clasifcar en tres grupos, los mismos que se presentan a continuación así como las modalidades empleadas en cada uno. ?.6 7#odos de %oro $irec#o Epresan el caudal como una !unción de volumen sobre tiempo #C ( A * t& .Entre ellos se tienen el a!oro gravim3trico, volum3trico, químico y los medidores de 13lice, !abricados de acuerdo con el mismo principio. 9tro m3todo de a!oro directo consiste en medir el descenso en el nivel del agua y el tiempo de vaciado en un depósito con dimensiones conocidas. 8!oro Aolum3trico 8!oro Dravim3trico 8!oro Cuímico o del >ra6ador • • •
%oro Volum7#rico Es aplicable en la medición de pequeños caudales y se reali6a midiendo el tiempo de llenado #t& de un recipiente de volumen conocido #A&, donde se colecta la descarga, como se muestra en la =igura, determinando el caudal en la ecuación'
%oro 1ra'im7#rico
"e sigue un procedimiento similar al anterior, pero el volumen colectado de agua en el intervalo de tiempo cronometrado, en lugar de medirse se pesa, y el peso #& de agua se trans!orma a volumen, dividi3ndolo entre el peso específco F del uido a temperatura de prueba. El recipiente vacío debe ser previamente destarado y, una ve6 lleno, debe pesarse en la misma balan6a.
%oro @uímico o del Tra:ador Esta t3cnica se usa en aquellas corrientes que presenten difcultades para la aplicación del m3todo área velocidad o medidas con estructuras 1idráulicas, como en corrientes muy anc1as o en ríos torrenciales. Los tra6adores pueden ser de tres tipos' ?) @uímicos- de esta clase son la sal com7n y el dicromato de sodio 4) luorescen#es- como la rodamina A) a#eriales radioac#i'os- los mas usados son el yodo )+%, bromo G%, sodio. La sal com7n puede detectarse con un error de )@ para concentraciones de )0 ppm #partes por millón&. El dicromato de sodio puede detectarse a concentraciones de 0.% ppm y los tra6adores uorescentes con concentraciones de )*)0)). Los tra6adores radioactivos se detectan en concentraciones muy bajas #)*)0):&. "in embargo su utili6ación requiere personal muy especiali6ado. El m3todo de los tra6adores puede implementarse de dos maneras' a) Inec#ar rá"idamen#e un 'olumen de #ra:ador . Este m3todo es llamado tambi3n m3todo de integración. "upóngase que en una sección ) de un río se adiciona un pequeño volumen de tra6ador A) con una concentración alta $). "i eiste en el río una concentración, $o, el perfl de concentraciones en el río se comporta con el tiempo así'
b) Ineccin a caudal cons#an#e. En los a!oros químicos o radioactivos se añade de !orma continua y constante una concentración conocida #$)& de una sustancia química o radioactiva a la corriente cuyo caudal #C& desea determinarse.
/or la estequiometría de las reacciones químicas, cuando un caudal constante #q& de una solución salina es descargado dentro del caudal #C&, conteniendo las mismas constituyentes a la concentración #$%&, la me6cla resultante de caudales #C H q& alcan6ará una concentración #$& proporcional a las concentraciones iniciales #$) y $%& de los caudales antes del me6clado, como lo indica la siguiente epresión'
/ara el a!oro químico se emplea generalmente la sal de cocina #Ia $l&, la cual, por conveniencia, se disuelve a ra6ón de %-0 g*l de agua antes de introducirla en la corriente. La solución salina eleva la conductividad el3ctrica del agua, la cual puede ser determinada por el puente 1eatstone. /ara aplicar el m3todo se necesita conocer la conductividad el3ctrica en tres muestras de agua, la primera muestra #$)& es tomada de la solución salina, la segunda muestra #$%& se toma aguas arriba, poco antes del punto de aplicación y la tercera muestra #$& es colectada a una distancia aguas abajo del punto de inyección, donde se asegure el completo me6clado de la sal con el agua de la corriente. ;n caudal constante #q& de solución salina se puede aplicar utili6ando una botella
• • •
Io deben ser absorbidos por los sedimentos o vegetación, ni deben reaccionar químicamente. Io deben ser tóicos. "e deben detectar !ácilmente en pequeñas concentraciones. Io deben ser costosos. 4.6 7#odos de Área6Velocidad
/ara obtener mayor aproimación en la determinación del caudal en canales y tuberías, con la aplicación de estos m3todos, es importante medir la velocidad del caudal en puntos locali6ados de la sección transversal, donde la velocidad promedio ocurra con mayor probabilidad. En un canal, la velocidad máima ocurre entre 0.0 y 0.% del tirante por debajo de la superfcie del agua, y la velocidad mínima se despla6a sobre las paredes del ducto donde la rugosidad tiende a !renar el avance de la corriente. La velocidad media se locali6a aproimadamente a 0.-0 del tirante, y puede determinarse eactamente promediando las velocidades observadas a 0.% y 0.G del tirante. La =igura :4 muestra la distribución típica de velocidades para un canal, la que se asemeja a círculos conc3ntricos con eje en el punto donde se locali6a la velocidad máima. >al distribución su!re de!ormaciones debido a la geometría de la sección, rugosidad del canal y cambios de dirección #curvas, caídas, etc.&. La distribución vertical de velocidades en !unción de la pro!undidad, se asemeja a un paraboloide con !oco sobre la línea donde ocurre la velocidad máima. En una tubería completamente llena, la máima velocidad se despla6a por el centro del tubo y la mínima se despla6a adyacente a las paredes del conducto, donde la !ricción retarda el avance la velocidad promedio se locali6a a +*G de diámetro alrededor del centro de la tubería, como se muestra en la =igura :4-. La velocidad promedio equivale aproimadamente a 0.G0 de la velocidad máima, este criterio práctico es aplicable a las tuberías en general, donde normalmente predomina un ujo turbulento.
• • • •
<3todo del otador <3todo del >ubo /ilot <3todo del uberías, por el <3todo de la >rayectoria 7#odo del =o#ador
lo#adores.6 $onsisten en objetos otantes que adquieren la velocidad del agua que los circundan. /ueden ser de tres tipos. a) Sim"les o de su"er9cie- El inconveniente presentado por este otador se debe al 1ec1o de ser muy inuido por el viento, por las corrientes secundarias y por las olas. b) $obles o su"er9ciales- $onstituyen un pequeño otador de superfcies, al cual está unido por una cuerda un cuerpo sumergido, a la pro!undidad deseada. "e 1ace que el volumen del primero sea despreciado !rente al segundo. En estas condiciones, manteni3ndose el cuerpo sumergido cerca de seis d3cimos de la pro!undidad, se determina la velocidad media.
c) Bas#ones =o#adores o =o#adores las#rados- "on tubos metálicos 1uecos o de madera, que tienen en la parte in!erior un lastre de plomo para que ote en una posición próima a la vertical. L debe ser igual o aproimadamente 0,K J, =igura :4.
Entre los objetos que pueden servir como buenos otadores se encuentra una bola de cauc1o, un tro6o de madera, un limón, una 1oja seca o un envase plástico tapado. 9bservación general.4 8ctualmente, los otadores rara ve6 son usados para mediciones precisas debido a muc1as causas de errores #causas perturbadoras como los vientos, irregularidades del lec1o del curso del agua, etc.&. "on sólo empleados para determinaciones rápidas y a !alta de otros recursos, o cuando no se justifca la compra de dispositivos de a!oro más precisos. %"licacin.6 El m3todo del otador, al igual que los molinetes, tubos /itot, m3todos de la trayectoria y tra6adores, se utili6a para medir la velocidad superfcial del ujo, no el caudal directamente, y se utili6a en el a!oro de surcos, acequias, canales, ríos, diques, etc. En el sitio que se decidió 1acer el a!oro, se 1ace un levantamiento topográfco completo de la sección transversal, el cual dependiendo de su anc1o y pro!undidad, puede 1acerse con una cinta m3trica o con un equipo de topogra!ía =igura :4G. El lugar elegido para 1acer el a!oro o medición debe cumplir los siguientes requisitos' M La sección transversal debe estar bien defnida y que en lo posible no se presente agradación o degradación del lec1o. M 2ebe tener !ácil acceso. M 2ebe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la pro!undidad producidos por curvas. M El sitio debe estar libre de e!ectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansos que a!ecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración.
=ND;58 :4G. Levantamiento >opográfco de la "ección >ransversal. El otador debe ser soltado repetidas veces unos cuantos metros aguas arriba de la sección de prueba, cronometrando el tiempo que tarda en recorrer una distancia conocida #usualmente de ) a 0 m.&, marcada previamente sobre un tramo recto y uni!orme. 2ic1o tramo es seleccionado para las observaciones a lo largo del ducto de prueba, como lo indica la =igura :4G ;na ve6 1allados los tiempos de recorrido, se obtiene un promedio.
Luego, la velocidad superfcial se determina dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo promedio de viaje del otador.
$omo la velocidad superfcial es mayor que la velocidad promedio del caudal, es necesario corregir la medición del otador multiplicándola por un coefciente que varia de K: 0.- a 0.G0 misma que debe ser de 0.- para pequeños caudales #acequias& y de 0.G0 para grandes caudales #ríos, diques y canales&.
Deneralmente las acequias y canales de uso agrícola no están revestidos. "u sección transversal, construida en tierra, no es uni!orme, por tanto, la determinación del área debe 1acerse dividiendo el espejo del agua en varios segmento iguales, de tal !orma que se tenga una serie de fguras geom3tricas consistente en triángulos y trapecios, cuyos lados estarán dados por las pro!undidades #di& del agua y, las alturas, por la longitud del segmento #*n&, tal como se muestra en la =igura :4K.
=inalmente al multiplicar el área de la sección transversal #8& por la velocidad promedio del ujo #Apromedio&, se obtiene el caudal #C& para la corriente a!orada.
7#odo del Tubo Pilo# >ubos de /itot.4 Estos tubos !ueron empleados por primera ve6 por el !ísico !ranc3s /itot, en )+0 #río "ena&. ;n tubo de /itot consiste en un tubo de material transparente con una etremidad doblada en dirección a la corriente del agua, como muestra la =igura :4).
>eóricamente
En realidad, se debe introducir un coefciente de corrección $, =ND;58 :4) >ubo de /itot.
El tubo de /itot solamente conduce a buenos resultados en el caso de corrientes de gran velocidad, siendo por ello más com7nmente empleado en tuberías. 7#odo del oline#e >idrom7#rico oline#es.6 Los molinetes son aparatos constituidos de paletas o conc1as móviles, las cuales, impulsadas por el líquido, dan un n7mero de revoluciones proporcional a la velocidad de la corriente. Eisten dos tipos de molinetes, el de ca6oletas y el de 13lice, los cuales pueden ser montados sobre una varilla para el a!oro de corrientes superfciales o suspendidos desde un cable durante el a!oro de ríos, diques pro!undos, etc. a) $e e;e 'er#ical o ca:ole#as- >ipo /rice, de origen norte4 americano. b) $e e;e !ori:on#al o de !7lice. <ás comunes en Europa $ada molinete viene calibrado de !ábrica y acompañado de una tabla o ecuación, donde se relaciona la velocidad angular de la rueda giratoria con la velocidad de la corriente. La relación típica se ajusta a una recta con una ligera desviación cerca del origen /ara medir la velocidad de una corriente, el molinete se instala por abajo del espejo de agua, a 0.- del tirante #medido desde la superfcie& y las revoluciones de la ruedecilla se cuentan en un intervalo de tiempo previamente establecido #usualmente un minuto&. $uanto mayor sea el n7mero de registros reali6ados en un mismo punto de a!oro, más confable será la apreciación de la velocidad medida por lo mismo, se sugiere eplotar las velocidades de corriente en di!erentes puntos igualmente espaciados sobre el espejo del agua, sumergiendo el instrumento a 0.% y 0.G del tirante respectivo. En canales y acequias donde el anc1o del espejo del agua sea menor de + m, la sección puede dividirse en tres o cuatro segmentos de igual longitud, pero en corrientes de gran anc1ura se acostumbra 1acer las mediciones cada + m sobre el espejo, operando desde un puente o un andamio. Las revoluciones del impulsor, dadas por el intervalo de tiempo, pueden ser contadas visualmente en una corriente superfcial de agua clara y tranquila, sin embargo, en corrientes de agua turbia y caudalosa es necesario un contador el3ctrico para registrarlas. El n7mero de revoluciones por intervalo de tiempo se trans!orma a velocidad de la corriente consultando la tabla del instrumento o su
ecuación respectiva. En la >abla :4) se proporcionan las ecuaciones de calibración para algunos molinetes, donde la ecuación reportada para el medidor /rice4-%% es un promedio de las graduaciones para varios molinetes y es aplicable a cualquier instrumento del mismo modelo #en buenas condiciones&, dentro de un nivel de confabilidad de KK@.
de calibración para
>8OL8 :4). Ecuaciones
molinetes. Oriones "ánc1e6, N. Darcía&
algunos modelos de #8daptado de' D.
El medidor /rice es el molinete adoptado ofcialmente por la 2ivisión de 5ecursos Jidráulicos del 2epartamento de Deología de Estados ;nidos, para el a!oro de corrientes. El molinete Durley es muy usado en los estudios 1idrom3tricos reali6ados en <3ico. %"licacin.6 Este m3todo consiste básicamente en medir en un área transversal de la corriente, previamente determinada, las velocidades de ujo con las cuales se puede obtener luego el caudal. El lugar elegido para 1acer el a!oro o medición debe cumplir los siguientes requisitos' M La sección transversal debe estar bien defnida y que en lo posible no se presente agradación o degradación del lec1o. M 2ebe tener !ácil acceso. M 2ebe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la pro!undidad producidos por curvas. M El sitio debe estar libre de e!ectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansos que a!ecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración. En el sitio que se decidió 1acer el a!oro, se 1ace un levantamiento topográfco completo de la sección transversal, el cual dependiendo de su anc1o y pro!undidad, puede 1acerse con una cinta m3trica o con un equipo de topogra!ía, =igura :4G. La sección escogida se divide en tramos iguales tal como muestra la =igura :4):. En cada vertical, de las varias en que se divide la sección,
se miden velocidades con el molinete a 0.%, 0.- y 0.G de la pro!undidad total. $ada vertical tiene su respectiva área de inuencia #sombreada en la gráfca&, la cual se determina de la siguiente manera' ;na ve6 conocido el tirante inicial yi, y el fnal yiH) inuencia 8i, se determina el tirante promedio'
del área de
Las verticales deben tener las siguientes características' M El anc1o entre ellas #b&, no debe ser mayor que )*) a )*%0 del anc1o total de la sección. M El caudal Ci que pasa por cada área de inuencia 8i, no debe ser mayor que el )0@del caudal total. M La di!erencia de velocidades entre verticales no debe sobrepasar un %0@. La velocidad media en cada vertical se determina como'
A.6 7#odos ue 2#ili:an Con#racciones En los sistemas de riego eisten muc1os instrumentos disponibles para la medición de sus caudales, los cuales a trav3s de la contracción en una sección permiten la medición del caudal. Entre los instrumentos disponibles que se tienen para la medición de caudal en un sistema de riego podemos mencionar los siguientes' •
•
•
El vertedero que es el dispositivo más práctico y económico, siempre que se disponga de sufciente altura, !ueron los primeros instrumentos desarrollados. El orifcio, ya sea libre o sumergido, como las compuertas, se usa para el control de entrega de agua a las parcelas. 8!oradores, como /ars1all, sin cuello, "$, etc., son los instrumentos más com7nmente utili6ados sus ventajas más destacadas son las p3rdidas pequeñas de altura, una eactitud ra6onable para una gama grande de caudales y la inestabilidad a la velocidad de aproimación.
3EE3ENCI%S 2epósito de 2ocumentos de la =89, erreno de la Erosión del "uelo y de la Escorrentía. $apítulo :.4 $audales. NIDEINE5N8 $NANL, /royectos y apuntes teórico4prácticos de Nngeniera $ivil. <3todos de 8!oro. "8D85/8, 2iseñe Jidráulico de un canal de llamada. /ág. :4-.
