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• Miguel Angel Riera

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Obras Hidráulicas – Ing. Liliam Huayta Valda

AFORO – MÉTODO QUÍMICO INTRODUCCIÓN El aforo es la 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 manejo del agua de riego. Entre los métodos más utilizados para medir caudales de agua se encuentran los siguientes: Método Directo

Método volumétrico

Método del flotador Métodos Indirectos

Método del Molinete Con Trazadores Químicos Por vertedero

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METODO VOLUMETRICO Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes naturales de agua.

El aforo volumétrico consiste en medir el tiempo que gasta el agua en llenar un recipiente de volumen conocido para lo cual, el caudal es fácilmente calculable con la siguiente ecuación: Q=V/t.

METODO DEL FLOTADOR 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 *área Para la ejecución del aforo se procede de la siguiente forma. Se toma un trecho 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 a controlar el tiempo que dura el viaje hasta el punto de control corriente abajo.

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Existen 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 V. La longitud S, es el recorrido de una partícula fluida moviéndose a lo largo del contorno completo de la línea que determina una vuelta de la hélice. La situación es análoga al suponer quieta el agua y el molinete desplazándose a través de ésta con velocidad V. Para un desplazamiento S, la hélice también dará una vuelta.

Para un movimiento uniforme, El espacio, S, recorrido por la hélice, o por la partícula líquida a través de ésta, se representa por el número de rotaciones, N, que da el molinete en t segundos.

Luego Como existen fricciones en las partes mecánicas del aparato, es necesario introducir un coeficiente de corrección, b.

Entonces

Y haciendo

, la frecuencia de giro, se tiene: V=b*n

Con la sensibilidad del aparato se hace sentir a partir de determinada velocidad mínima, a, que en general, es del orden de 1 cm/s, por debajo de la cual el aparato no se mueve, la ecuación del aparato se transforma en:

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V= a+ b*n 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 número de revoluciones por minuto.

Existen dos tipos de molinetes, hélice horizontal y vertical:

METODO POR VERTEDERO

AFORO POR EL MÉTODO QUÍMICO El método químico es un método muy preciso para conocer el caudal que circula por un cauce. Se utiliza para medianos a chicos caudales y cuando la sección del cauce es muy irregular. Este método también tiene el nombre de Aforo del Trazador los trazadores pueden ser de tres tipos:  Químicos: de esta clase son la sal común y el dicromato de sodio  Fluorescentes: como la rodamina  Materiales radioactivos: los más usados son el yodo 132, bromo 82, sodio.

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Para la elaboración de esta investigación se realizaran los ejemplos con trazador químico, como ya sabemos, consiste en hallar el caudal introduciendo en proporción conocida una sustancia química en el agua de la corriente y determinando la cantidad de dicha sustancia que contiene está en una sección situada suficientemente lejos aguas abajo para asegurar su mezcla perfecta con el agua. Se basa en la medición de la Conductividad Eléctrica (CE) del agua que circula por el cauce. Como se sabe la CE es directamente proporcional al contenido salino del agua. Para su aplicación se necesitan los siguientes elementos:      

Conductímetro portátil Balde de 10 litros aproximadamente y tarro auxiliar Botella de Mariotte o instrumental que asegure un caudal constante (pequeño) Probeta graduada de 500 mililitros Bolsas de sal doméstica (cloruro de sodio) Cronómetro

ELABORACIÓN DEL AFORO 1) Se prepara una solución salina homogénea (agua del lugar + sal de cloruro de sodio) 2) Se coloca en la botella de Mariotte. Se asegura una estructura para un caudal constante 3) Se elige un lugar donde aplicar el caudal. En nuestro caso en el punto 3: boca de registro con tapa circular metálica. Se eroga un caudal constante y se mide (probeta y cronómetro). Al inicio y final del aforo. 4) Se deja caer ese caudal sobre el punto 3 y se mide la CE con el conductímetro en el punto 4. Se observa que la CE del agua que circula comienza a aumentar hasta alcanzar un valor constante y decae cuando se deja de aplicar el caudal en el punto 3. 5) 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 eléctrica de la

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nueva solución salina del balde. Se mide CE y volumen agregado hasta que la CE sea igual al valor máximo constante del punto 4. Este es un proceso iterativo de agregado de volumen y medición de CE. 6) Se calcula el caudal del canal con la fórmula: Q=

( xy )∗q

donde: y = Volumen de agua del cauce agregada al balde hasta alcanzar la CE máxima del canal x = Volumen de solución salina agregada al balde q = caudal medio erogada por la botella de Mariotte (promedio de valor inicial y final)

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