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7/24/2019 AFORO-DE-CORRIENTES.docx

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AFORO DE CORRIENTES

INTRODUCCIN

El conocimiento de la variacin del caudal que fluye or una determinada!eccin de un cauce natural e! de !uma imortancia en lo! e!tudio!"idrol#ico!$ De acuerdo con la calidad y la cantidad de lo! re#i!tro! decaudale! nece!ario! en un e!tudio "idrol#ico% la! medicione! !e ueden "acerde una manera continua o ermanente o de una manera untual o in!tant&nea%la! medicione! continua! de caudale! requieren de la in!talacin de unae!tacin medidora 'limnim(trica) o de una e!tacin re#i!tradora 'limni#r&fica)$*a! medicione! ai!lada!% untuale! o in!tant&nea!% !e reali+an endeterminado! momento! en que !e de!ee conocer la ma#nitud de unacorriente en articular$

la mayor,a de lo! m(todo! de aforo !e -a!an en la ecuacin decontinuidad ' . / 0 1 A )$

2$ 34TODOS DE AFORO DE CORRIENTES DE A5UA 3AS UTI*I6ADOS$

2$7$ AFORO 0O*U34TRICO$ Se alica #eneralmente en lo! la-oratorio! de"idr&ulica% ya que !olo e! funcional ara eque8o! caudale!9 !in em-ar#o !eueden imlementar tam-i(n en eque8a! corriente! naturale! de a#ua$

Fi# 7 y 2

Fig 1$ in!talacin temoral ara Fig 2$ In!talacin ara un aforo0olum(trico con vertedero$ 0olum(trico$

El aforo volum(trico con!i!te en medir el tiemo que #a!ta el a#ua enllenar un reciiente de volumen conocido ara lo cual% el caudal e!f&cilmente calcula-le con la !i#uiente ecuacin:./0;t$2$2$ AFORO CON 0ERTEDEROS < CANA*ETAS$ Se utili+anrincialmente en la medicin de caudale! en eque8a! corriente!% encanale! artificiale! y de la-oratorio9 !u u!o en corriente! naturale! e!muy re!trin#ido$ Un funcionamiento t,ico de un vertedero ara aforarcorriente! naturale! !e mue!tra en la Fi# =$


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Fi#$ =$ Seccione! de control artificiale! ara aforar corriente! naturale!$

2$=$ AFORO CON TU>O DE ?ITOT$ Su mayor alicacin !e encuentraen la medicin de velocidade! en flu@o a re!in% e! decir% flu@o! entu-er,a!$ Sin em-ar#o% tam-i(n !e utili+a en la medicin de velocidade!

en canale! de la-oratorio y en eque8a! corriente! naturale!$ E! tu-ode itot ermite medir la velocidad de la corriente a diferente!rofundidade!% or lo cual !e uede conocer la velocidad media en la!eccin% que multilicada or el &rea de (!ta% roduce el caudal de lacorriente$

2$$ AFORO CON TRA6ADORES F*UORESCENTES B CO*ORANTES$El emleo de colorante! ara medir la velocidad del flu@o en corriente!de a#ua e! uno de lo! m(todo! m&! !encillo! y de mayor (ito$ Una ve+ele#ida la !eccin de aforo% en la que el flu@o e! r&cticamente con!tantey uniforme !e a#re#a el colorante en el etremo de a#ua! arri-a y !emide el tiemo de lle#ada al etremo de a#ua! a-a@o$ Conocida ladi!tancia entre lo! do! etremo! de control% !e uede dividir e!ta or eltiemo de via@e del colorante% o-teni(ndo!e a!, la velocidad !uerficial o!u !uerficial de la corriente liquida$ *a velocidad media de flu@o !eo-tendr& dividiendo la di!tancia entre lo! do! etremo! o unto! decontrol% or el tiemo medio de via@e$

Si !e inyecto un colorante detio -rillante% como la eo!ina% y !i !e!u!ende "ori+ontalmente una l&mina -rillante% de lon#itud conocida% enun !itio a#ua! de-a@o de la inyeccin% e! o!i-le detectar lo! in!tante!

en que de!aarecen y aarece el colorante en lo! etremo! de dic"alamina$ *a medida del tiemo que tran!curre entre lo! in!tante! dede!aaricin y aaricin del colorante !e uede emlear comorere!entativo del tiemo medio del flu@o a lo lar#o de la l&mina$ *avelocidad media !uerficial del flu@o !e o-tendr& dividiendo la lon#itud dela l&mina or el tiemo medio del flu@o$

Otro! colorante!% comn y efica+mente emleado! como tra+adore!% !onla fluore!ce,na% el ro@o Con#o% el erman#anato de ota!io% la rodamina- y el ontacil ro!a > -rillante$ E!te ltimo e! e!ecialmente til ene!tudio! de di!er!in de contaminante! en el a#ua$ En lo! ltimo! a8o!

!e "an lo#rado con!idera-le! me@ora! en la! t(cnica! de medicin con


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tra+adore! fluore!cente!% e!ecialmente con la rodamina >% rodaminaT% la! !ulforrodamina! > y 5 la uramina y el -romuro 2$

2$G$ AFOROS CON TRA6ADORES .UH3ICOS < RADIOACTI0OS$ E!un m(todo muy adecuado ara corriente! tur-ulenta! como la! de

monta8a!$ E!to! tra+adore! !e utili+an de do! manera!: comoaforadore! qu,mico!% e!to e!% ara determinar el caudal total de unacorriente y como medidore! de velocidad de flu@o$

En lo! aforo! qu,mico! y radioactivo!% !e inyecta una ta!a con!tante q t%de la !u!tancia qu,mica% radioactiva o tra+ador% de concentracinconocida% Cti% a la corriente cuyo caudal% .% de!ee determinar!e y cuyaconcentracin de la !u!tancia% Ca% en la corriente% tam-i(n !e conoce$ Auna di!tancia corriente a-a@o% !uficientemente #rande ara a!e#urar que!e "an me+clado totalmente el tra+ador y el a#ua% !e toman mue!tra! de(!ta% y !e determina la concentracin de la !u!tancia qu,mica o

radioactiva% Ct$ ' Fi# )

Fig.4$ ?rocedimiento de inyeccin y"a#o un mue!treo en unaforocontra+ador$

El caudal de la corriente !e uede determinar% entonce!% emleando la!i#uiente ecuacin$

En !u emleo como medidore! de velocidad% lo! tra+adore! qu,mico! yradioactivo! !e inyecta a#ua! arri-a del rimer unto de control de lacorriente$ Se calcula el tiemo de a!o del ri!ma de a#ua que contieneel tra+ador entre dic"o unto de control y otro !ituado a#ua! a-a@o a unadi!tancia reviamentedeterminada$ El cociente entre e!ta di!tancia y eltiemo de a!o e! la velocidad media de la corriente$

Cuando !e emlea la !al comn ' NaCl ) como tra+ador qu,mico% !e

mide el tiemo de a!o entre lo! do! unto! de control% utili+andoelectrodo! conectado! a un amer,metro% e!to e!% un conductiv,metro$


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E!te m(todo de medicin e! o!i-le de-ido a que la !al inyectadaaumenta la concentracin de !lido! di!uelto! y% or lo tanto% laconductividad del a#ua$

Un comue!to qu,mico comnmente emleado como tra+ador e! la

me+cla de 2# de An",drido T&tico con B$72G de Difenil J Car-a+ida y GBcm=de alco"ol de K$ Tam-i(n% !e utili+a el clorato de !dico% lafluore,na y el -icromato de !odio$

*o! tra+adore! radioactivo! m&! u!uale! !on: el Tritio ' T% i!too delLidr#eno% con tre! rotone!)$

*a! !u!tancia! qu,mica! y radioactiva! emleada! ara medicindecaudale! de-en reunir la! !i#uiente! condicione!:

M De-e me+clar!e f&cil y "omo#(neamente con el a#ua% ara lo

cual !e requiere de una fuerte tur-ulencia en el trayectocomrendido de!de donde !e inyecta la !u!tancia al cauce% "a!tadonde !e reco#en la! mue!tra!$

M De-e !er -arato% !olu-le en a#ua% inocuo% no corro!ivo% nitico% de den!idad cercana a la del a#ua$

M De-e !er f&cilmente det(cta-le en el a#ua% an enconcentracione! eque8a!$

M De-e !er con!ervativo% e! decir% no de#rada-le ni reactivo%entre el momento de la inyeccin y el momento del an&li!i! final

de la! mue!tra!$M De-e !er fotoe!ta-le% e! decir% no decolora-le ni reactivo antela accin de la lu+$

2$$ AFORO CON F*OTADORES$ Son lo! m&! !encillo! de reali+ar%ero tam-i(n !on lo! m&! imreci!o!9 or lo tanto% !u u!o queda limitadoa !ituacione! donde no !e requiera mayor reci!in$ Con e!te m(todo !eretende conocer la velocidad media de la !eccin ara !er multilicadaor el &rea% y conocer el caudal% !e#n la ecuacin de continuidad$

. / velocidad 1&rea

?ara la e@ecucin del aforo !e rocede de la !i#uiente forma$ Se toma untec"o de la corriente de lon#itud *9 !e mide el &rea A% de la !eccin% y !elan+a un cuero que flote% a#ua! arri-a de rimer unto de control% y ala!o del cuero or dic"o unto !e inicia la toma del tiemo que dura elvia@e "a!ta el unto de control corriente a-a@o$ Como !e mue!tra en la!i#uiente fi#ura$


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Fig. 5$ E!quema ilu!trativo ara aforo con flotador$

*a velocidad !uerficial de la corriente% 0!% !e toma i#ual a la velocidaddel cuero flotante y !e calcula mediante la relacin entre el e!aciorecorrido *% y el tiemo de via@e t$

Se con!idera que la velocidad media de la corriente% 0 m% e! del orden deB$G0!a B$B 0!% donde el valor mayor !e alica a la! corriente! dea#ua! m&! rofunda! y r&ida! ' con velocidade! mayore! de 2 m;!$La-itualmente% !e u!a la !i#uiente ecuacin ara e!timar la velocidadmedia de la corriente$ 0m/ B$G0S$

Si !e divide el &rea de la !eccin tran!ver!al del flu@o en var,a!

!eccione!% de &rea Ai% ara la! cuale! !e miden velocidade!!uerficiale!% 0!i% y !e calculan velocidade! media!% 0mi% el caudal total!e odr& determinar como la !umatoria de lo! caudale! arciale! q i% dela !i#uiente manera:

Se ueden o-tener re!ultado! al#o m&! reci!o! or medio deflotadore! la!trado! % de !umer!in a@u!ta-le% como mue!tra en la fi#uraG$ E!to! flotadore! con!i!ten en un tu-o del#ado de aluminio% de

lon#itud *fl% cerrado en am-o! etremo! y con un la!tre en !u etremoinferior% ara que ueda flotar en una o!icin rima a la vertical% detal manera que !e !umer@an "a!ta una rofundidad aroimadamente de2G a =B cm !o-re el fondo% y emer@an uno! G a 7B cm$

*a velocidad o-!ervada de flotador !umer#ido% 0f% ermite ladeterminacin de la velocidad media de la corriente% 0 m% a lo lar#o de !ucur!o% or la !i#uiente formula eerimental:


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donde y e! la rofundidad de la corriente de a#ua$

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