Vertedor Sutro o Proporcional

VERTEDOR SUTRO O PROPORCIONAL

DEFINICION.

Este vertedero, también denominado vertedero proporcional, tiene la capacidad de dejar pasar un caudal directamente proporcional a la carga. Se emplea como un dispositivo que regula el tirante en desarenadores. Estos tendrían una sección transversal rectangular proporcionando una velocidad constante, aunque el caudal de ingreso sea variable debido a su forma, lo que garantiza la sedimentación de la arena. Es aquel cuya forma hace que el gasto sea proporcional a la carga H. Su aplicación en hidrometría se encuentra limitada debido al costo de construcción, a rangos estrechos de medición y a la dificultad en el logro de la sección requerida. Sin embargo, poseen la característica mencionada anteriormente, el caudal es una función muy sencilla de la carga (h), lo cual puede constituir una ventaja.

Por sus características de ley de descarga, es considerado en un laboratorio como vertedero de aforo, o bien en canales pequeños cuando se desea este tipo de ley para facilitar las mediciones.

Ecuación de vertedero proporcional o Sutro

Para determinar el gasto total de un vertedor:

Para utilizar esta misma ecuación para este tipo de vertedor se tendría:

Que sería la ecuación de x para un vertedero simétrico.

La ecuación del gasto quedaría de la siguiente manera:

Utilizando una sustitución trigonométrica:

Y sustituyendo:

 Ahora entre los límites

Integrando:

la ecuación anterior sería entonces:

Tomando los límites y operando se tiene:

Que sería la ecuación general para calcular el caudal en un vertedero proporcional simétrico, el cual demuestra que el gasto es proporcional a la carga. Sin embargo, es necesario agregar el coeficiente μ que considere el efecto de contracción de la lámina vertiente . Se puede considerar el valor medio de μ=0.62 cuando el canal de llegada tiene dimensiones grandes, y μ=0.67 cuando la plantilla del canal de llegada coincide con la cresta del vertedero y su ancho.

Valores de μ para vertederos proporcionales

Usos de un vertedero proporcional

Como cualquier vertedero de pared delgada, el vertedero proporcional es utilizado en el cálculo de caudal que pasa por un conducto, pero existen varias situaciones donde colocar un vertedero proporcional es lo apropiado debido a sus condiciones.

Plantas de tratamiento en medición de caudales

El conocimiento del caudal de aguas servidas en una planta de tratamiento es utilizado para saber si la capacidad de las unidades aún es suficiente en función de la población servida o si las unidades operadas en paralelo reciben flujo convenientemente repartido. En instalaciones más grandes puede ser útil para determinar horarios de descarga de lodo de los sedimentadores coincidentes, por ejemplo, con las horas de máximo caudal. Pero la mayor utilidad de la medición del caudal está en trabajos de investigación respecto de la eficiencia de la planta y de verificación de los parámetros de diseño. Desarenadores

Una de las propiedades del vertedero proporcional es dejar pasar un caudal directamente proporcional a la carga, por lo tanto, se emplea como dispositivo de regulación o control del tirante en desarenadores. Estos tendrían una sección transversal rectangular permitiendo una velocidad constante.