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• Jencarlosdj Yin Hurtado Berrospi

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I.

INTRODUCCION

La medición del caudal o gasto de agua que pasa

por la sección

transversal de un 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 el área de la sección y la velocidad del agua, para medir la velocidad se utiliza un flotador con él se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador cualquier cuerpo pequeño que flote: como una pelota de ping pong, una botella, pelotas de tenis o también un fluido que se pueda distinguir en el agua como un tinte. En el caso del aforo que se efectuó en la quebrada de Pampayacu , donde se aplicó el método de flotador para determinar el caudal de dicha quebrada y en este informe se aplicaron todos los procedimientos para calcular los resultados de los datos obtenidos en el aforo. I.1. Objetivo General 

Medición del caudales (aforo) de una quebrada pampayacu la mediante los métodos del flotador.

I.2. Objetivo General 

Medir el Caudal con el método Volumétrico.



Medir el Caudal con el método de Flotador.

II. II.1.

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA

Aforo Con Flotadores Son

los

más

más imprecisos; por donde

no

sencillos

lo tanto,

de su

realizar, uso

queda

pero

también

limitado a

son

los

situaciones

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 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 

Se

pueden

obtener

resultados algo

L t

más precisos por

medio

de

flotadores lastrados, de sumersión ajustable. Estos flotadores consisten en un tubo 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

fondo, y emerjan unos 5 a 10 cm.

de 25 a

30 cm

sobre

el

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:

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

II.2. Características 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. II.3. Características 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.  Que el agua corra libremente. II.4. Método volumétrico. La aplicación de este método es para determinar caudales de manantiales, es decir caudales muy pequeños, que en proyectos de riego se utiliza para poder determinar la capacidad de un reservorio nocturno a ser almacenado con agua de manantiales. Este método se basa en medir el tiempo que demora en llenarse un balde de un volumen conocido. Al dividir la capacidad del balde (litros) por el

tiempo empleado (segundos) se obtiene el caudal en l/s, como se indica en la siguiente fórmula: Caudal (l/s) Q = V

Tiempo que demora en llenarse (s) Tiempo que Volumen del balde (litros)

Como toda el agua se debe recibir en un balde u otro recipiente, este método sirve para medir caudales no muy grandes, como el caudal de manantiales, reservorios, sifones, caja de distribución, caudal en un surco, la descarga de algunos aspersores, salidas de sistemas californianos.

III.

MATERIALES Y METODOS

III.1. Lugar de ejecución La práctica se realizó en la quebrada Pampayacu, Ubicado en el Centro poblado de Pampayacu, Distrito de Uchiza, Provincia de Tocache y departamento de San Martin.

III.2. Materiales 

Cronometro.



Tinta.



Libreta de apuntes.



Cámara fotográfica.



Jalones.



Laptop

III.3. Metodología La presente práctica consistió en el desplazamiento desde el área del I.E.S.T.P. “Francisco Vigo Caballero” hasta la quebrada Pampayacu donde se realizaron el siguiente:

Procedimientos 

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.



Ubicar las boyas o cuerpos flotantes en nuestro punto inicial, con lo cual mediremos el tiempo en el cual estas demoran en llegar hacia el punto B. Para ello mínimo se debe realizar tres repeticiones. Con ello podremos determinar la velocidad de la corriente de agua: Velocidad = L / T



Para calcular el área en una sección A, medimos el Espejo de Agua(T), Luego dividir T en 5 o 10 ( midiendo cada 0.5) y en cada extremo su profundidad, y se calcula el área para cada Tramo por el método del Trapecio, A1 = (h0 +h1) T1/2 El area total sera: At = ∑ Ai Luego con estos valores se aplican la ecuación de continuidad, y se calcula: Q = v*A

IV.

RESULTADOS

IV.1. De la medición del Método Flotador

VELOCIDAD

1,07

E/T

m/s

Tiempo

Valor

T2

7,62

Longitud transversal

9

T3

10,65

Tiempo Promedio

8,44

T4

7,05

Sección Área I Nº

profundidad (cm.)

Profundidad (m.)

1 2 3 2 3 4 3 4 5 4 5 6 5 6 7 6 7 8 7 suma

0 6 10 13 14,5 9 13 15 29 24 29 34 37 39 39 41 38 21 0

0 0,06 0,1 0,13 0,145 0,09 0,13 0,15 0,29 0,24 0,29 0,34 0,37 0,39 0,39 0,41 0,38 0,21 0

Distancia (m.)

área (m*m)

velocidad

profundidad

longitud acumulada

caudal

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 9

0,015 0,04 0,0575 0,06875 0,05875 0,055 0,07 0,11 0,1325 0,1325 0,1575 0,1775 0,19 0,195 0,2 0,1975 0,1475 0,0525 0 1,88

1,066

0 -0,06 -0,1 -0,13 -0,145 -0,09 -0,13 -0,15 -0,29 -0,24 -0,29 -0,34 -0,37 -0,39 -0,39 -0,41 -0,38 -0,21 0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 0

0,01599526 0,04265403 0,06131517 0,07331161 0,0626481 0,05864929 0,07464455 0,11729858 0,14129147 0,14129147 0,16795024 0,18927725 0,20260664 0,20793839 0,21327014 0,21060427 0,15728673 0,05598341 0

Figura 1. Perfill longitudinal de la quebrada Pampayacu (Secccion 1)

Sección Área II

Nº

profundidad (cm.)

Profundidad (m.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 suma

0 4 12 28 21 29 22 25 30 23 40 34 39 29 0

0 4 5 10 20 23 25 30 34 33 35 37 36 42 45

Distancia (m.) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 7

área (m*m) 1 2,25 3,75 7,5 10,75 12 13,75 16 16,75 17 18 18,25 19,5 21,75 0 178,25

velocidad

profundidad 0 -4 -5 -10 -20 -23 -25 -30 -34 -33 -35 -37 -36 -42 -45

longitud acumulada 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 0

caudal 0 2,3992891 3,99881517 7,99763033 11,4632701 12,7962085 14,6623223 17,0616114 17,8613744 18,1279621 19,1943128 19,4609005 20,7938389 23,193128 0

Figura 2. Perfill longitudinal de la quebrada Pampayacu (Secccion 2)

V.

DISCUSIONES

La determinación del caudal en un río es indispensable para la resolución de varios problemas a los que distintos profesionales se enfrentan a menudo, sea en el campo de los recursos hídricos o en redes de saneamiento para conocer mejor y predecir los caudales que son generalmente utilizados para fines económicos, sociales o medioambientales. Para ello, es indispensable disponer de instrumentos adecuados capaces de medir de manera precisa, detallada y con el menor coste posible, los distintos parámetros necesarios para los estudios a realizar. Conviene advertir que para el uso correcto de los instrumentos de medida es preciso previamente conocer sus características y coeficientes, siendo necesario, en la mayoría de los casos, realizar el calibrado de los mismos de acuerdo con las aplicaciones del proceso. (ledwinTEC TTO AGUA, 2010). (Galecio, 2007) deduce que existen distintos instrumentos que permiten medir el caudal pasante en un cauce, los cuales presentan distintos niveles de exactitud y condiciones de operación.

VI. 

CONCLUSIONES

El método de flotador nos otorgó datos confiables, lo cual permitió calcular la velocidad de caudal del rio pampayacu, que en promedio es de 0.12 m/s en el primer sector y mientras el segundo es 14 m/s



Con este método flotador se miden caudales de pequeños a grandes con mediana exactitud. Conviene emplearlo más en arroyos de agua tranquila y durante períodos de buen tiempo, porque si hay mucho viento y se altera la superficie del agua, el flotador puede no moverse a la velocidad normal.

VII.

RECOMENDACIONES

 Repasar la teoría antes realizar cualquier manejo o método emplearse durante la práctica.  Prestar atención a los cálculos y manejo del método flotador durante la realización de la práctica.  Es necesario contar con un correntómetro, ya que el método flotador pueden tener cierto margen de error por influencia de muchos factores durante la ejecución.

VIII.

REFERENCI BIBLIOGRÁFICA

GALECIO, J.E. (2007). Métodos de aforo para la estimación de la recarga de acuíferos. (Memoria para optar por el título de Ingeniero Civil). Santiago: Universidad de Chile. TEC TTO AGUA (2010). Métodos de caudales, consultado el 14 de octubre del 2015 en la dirección:http://aguapotableledwin. blogspot.com/2010/01/metodosdemediciondecaudale s.html LINCOGRAFIA 

https://es.slideshare.net/iracundo2012/proyecto-mediciondecaudal



http://www.fao.org/tempref/FI/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/Gener al/x6705s/x6705s03.htm



https://es.scribd.com/doc/20584309/Medicion-del-caudal-por-el-metododel-flotador

ANEXO Anexo 1. Panel Fotográfico de la práctica de medición de caudal