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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

INGENIERIA CIVIL

CONTENIDO II.RESUMEN EJECUTIVO III. TITULO

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IV.OBJETIVOS 2 V. MARCO TEORICO

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VII.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7 VIII.BIBLIOGRAFIA IX. ANEXOS

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II.RESUMEN EJECUTIVO En la siguiente información como trabajo de laboratorio se realiza la medición del caudal (aforamiento) en una corriente superficial (rio) aplicando los métodos de sección y pendiente, flotador y correntómetro y un manante con el método volumétrico, realizando las medidas correspondientes se realiza los procedimientos de cálculo para el resultado final por cada método a realizar.

II.SUMMARY In the following information, as laboratory work, the flow measurement is measured (aforamiento) in a superficial current (river) applying the methods of section and slope, float and current meter and a manante with the volumetric method, making the corresponding measurements. calculation procedures for the final result for each method to be performed

AFORAR UNA CORRIENTE SUPERFICIAL POR LOS METODOS DE SECCION Y PENDIENTE, FLOTADOR Y CORRENTOMETRO Y UN MANANTE CON EL METODO VOLUMETRICO.

PEÑA YAURI JOHAN

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III. AFORAR UNA CORRIENTE SUPERFICIAL POR LOS METODOS DE SECCION Y PENDIENTE, FLOTADOR Y CORRENTOMETRO Y UN MANANTE CON EL METODO VOLUMETRICO. IV.OBJETIVOS  Adquirir el conocimiento de métodos rápidos y prácticos para el aforamiento de una corriente superficial. 

Estimar las variaciones que resultan de estos métodos de aforamiento.

V. MARCO TEORICO El concepto de aforar hace referencia a la medición del caudal en una sección de un rio, canal, etc. A. Método de la Sección - Pendiente: Para este método se hará el uso de la fórmula de Manning.(R: radio hidráulico, S: pendiente en un tramo, n: coeficiente de rugosidad) 𝑉=

𝑅2/3 ∗ 𝑆 1/2 𝑛

Para aplicar el método sección-pendiente, se requiere la siguiente información: Un tramo de canal lo suficientemente largo, donde no existan afluentes ni efluentes. El cambio de elevación del agua a través del tramo (pendiente longitudinal del agua). Estimación del coeficiente de rugosidad del tramo. B. Método de los flotadores: Con este método se calcula las velocidades superficiales de una corriente (rio, canal, etc.) es un método muy sencillo y se

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realizara de una manera provisional, para una mayor precisión se usara un correntómetro. Aplicación: -Cuando no se tiene equipos especializados. -En crecidas del rio o canal, pone en peligro equipos de aforamiento (correntómetro). -Cuando existe impedimentos para usar el correntómetro. -En caso que uno desea saber de manera aproximada el caudal. Dentro de las ventajas encontramos la posibilidad de medir directamente la velocidad superficial con un costo no considerable, dejando de lado el acarreo de materiales ya que no influye directamente con este método. Dentro de las desventajas la inexactitud del método ya que solo mide de una manera aproximada la velocidad de la superficie de la corriente, sabiendo que en la altura de la sección de la corriente la velocidad es variable. C. METODO DEL CORRENTOMETRO Para determinar la velocidad en cualquier punto y profundidad de un canal abierto el procedimiento más sencillo, por facilidad operativa, es el uso de correntómetros más conocidos como molinetes, los cuales registran la velocidad del flujo valiéndose de aspas, conos o pequeñas turbinas. Estas registran el número de revoluciones o vueltas que genera el flujo al chocar con éstas.

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Una vez conocidas las velocidades medias de cada subsección, el caudal se calcula con: 𝑛

𝑄 = ∑ 𝑉𝑖 𝑑𝑖 ∆w𝑖 𝑖=1

Donde: Vi: es la velocidad media de la subsección… (m/s) Di: es la profundidad de flujo velocidad de flujo en el punto donde se midió la velocidad… (m) ∆w𝑖 : es el ancho de la subsección… (m) Procedimiento A. Método de la sección pendiente 1. Localizar marcas de máxima escurrimiento. 2. Se calculara: Área hidráulica, perímetro mojado total y parcial, rugosidad, tirante medio. 3. Localizar una segunda sección transversal con una longitud mínima de 75m, tomando en cuenta que entre las dos secciones no existan curvas, caídas, obstáculos, afluentes, efluentes, etc. 4. Para luego calcular: Área hidráulica, perímetro mojado total y parcial, rugosidad, tirante medio. 5. Calcular la pendiente de la superficie libre del agua, con las elevaciones previamente medida de las marcas de máximo escurrimiento. 6. Calcular los coeficientes de conducción (K), para cada sección. 7. Calcular el factor de forma, el cual para que proceda el método, no debe exceder del 30%. 8. Calcular el factor geométrico medio de forma para el tramo

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9. Estimar el gasto pico, de orden cero, mediante la ecuación. 10. Calcular la aproximación de primer orden del gasto, mediante la refinación de la estimación de la pendiente de energía. Donde k es factor de corrección por contracción / expansión. Si el tramo se expande, o sea V1 > V2, entonces k = 0.5. Si el tramo se contrae, o sea V1 > V2, entonces k = 1.0, entonces:

11. se repite el paso 10 hasta encontrar:

12. Se considera apropiado promediar los gastos estimados para varios tramos. …(Para 6) …(Para 7)

…(Para 8)

…(Para 9)

…(para 10)

B. Método del flotador AFORAR UNA CORRIENTE SUPERFICIAL POR LOS METODOS DE SECCION Y PENDIENTE, FLOTADOR Y CORRENTOMETRO Y UN MANANTE CON EL METODO VOLUMETRICO.

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1. Aforar el modelo (cualquier método excepto el volumétrico), L/s. 2. Delimitar un volumen de control donde exista una estructura (compuerta, transición, etc.). 3. Medir características hidráulicas del volumen de control. 4. Calcular las velocidades en las secciones transversales de aguas arriba y aguas abajo del volumen de control, m/s. 5. Establecer las fuerzas que actúan en el volumen. 6. Obtener el valor del coeficiente de momentum. 7. Calcular la fuerza sobre una estructura interna en el volumen de control. C. Método del correntómetro 1. Localizar la sección transversal más adecuada, donde no haya influencia de estructuras o transiciones. 2. Medir la profundidad del flujo. 3. Fijamos el correntómetro a distintas profundidades de la base a la superficie libre, contando el número de vueltas que den los tazones del correntómetro respecto a su eje durante un minuto (N), para cada profundidad. 4. En la ecuación siguiente, sustituir el valor de N calculado en el paso número 3 para cada profundidad y obtener la velocidad. (V=aN+b). 5. Graficar los valores de la velocidad respecto a la profundidad. 6. Calcular la velocidad media del flujo, fijando el correntómetro a 0.6y, medido de arriba hacia abajo. 7. Calcular la velocidad del flujo a profundidades de 0.8 y 0.2 del tirante. 8. Calcular la velocidad media del flujo, a partir de los datos del paso 7, con la siguiente ecuación. 𝑉 = (𝑣0.8 + 𝑣0.2 )/2

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9. Comparar la velocidad calculada en el paso 6, con la calculada en el paso 8 10. Graficar la velocidad media en el gráfico del paso 5. El cálculo correspondiente se detalla en las hojas de cálculo (excel) VII.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  Estudiamos los métodos de aforo existentes para estimar el caudal de un río, considerando entre ellos al flotador, correntómetro y sección pendiente. 

Comprendimos los métodos del flotador, correntómetro y sección pendiente para la estimación del caudal máximo que circula a través de un río

VIII.BIBLIOGRAFIA -VILLÓN, Máximo. Hidrología. Editorial Tecnológica de Costa Rica. Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2004. -VILLÓN, Máximo. Hidrología estadística. Editorial Tecnológica de Costa Rica. Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2006. IX. ANEXOS

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