Materiales y mtodo rea de estudioEste estudio se realiz en el rea del rio maravillas localizada en la ruta Juliaca Huancan de la ciudad de Juliaca Puno. El rio tiene un rango altitudinal de un promedio de 3828 msnm y anualmente descarga 40.87 m3/seg , con un marcada estacin seca entre mayo y junio ,sus sulos es de textura franco - arenosa y arcillosa, bien drenados. Por sus caractersticas climticas y tipo de vegetacin el rea corresponde a la zona de vida .La mayor parte de las 3 200 hectreas de la Reserva estn cubiertas por bosque en buen estado de conservacin.. Las zonas aledaas estn compuestas por un mosaico de h- bitats compuesto por cultivos, reas en regeneracin natural, pastizales y puntos de asentamiento humano. El bosque nativo se caracteriza por la presencia de especies arbreas de las familias Lauraceae, Rubiaceae, Melastomataceae, Palmae, Bombacaceae, Euphorbiaceae y Cesalpinaceae, con un dosel cercano a los 30 m de altura con un gran cantidad de lianas y epfitas. Las zonas en regeneracin se encuentran dominadas por helechos del gnero Cyathea, arbustos y arboles pioneros de los gneros Psychotria sp. (Rubiaceae), Tibuchina sp. (Melastomataceae) y Clusia sp. (Clusiaceae) y el dosel no supera los 15 m de altura. Los pastizales presentan gramineas para el forrajeo del ganado y algunos rboles aislados de gran tamao. Marco tericoA veces la informacin necesaria con respecto a las corrientes es el caudal mximo y se puede efectuar una estimacin aproximada utilizando el mtodo velocidad/superficie. La profundidad mxima del caudal en una corriente se puede a veces deducir de la altura de los residuos atrapados en la vegetacin de los mrgenes o de seales ms elevadas de socavacin o de depsitos de sedimentos en la orilla. Tambin es posible instalar algn dispositivo para dejar un registro del nivel mximo. Para evitar lecturas falsas debidas a la turbulencia de la corriente, se utilizan pozas de amortiguacin, normalmente una tubera con agujeros del lado aguas abajo. La profundidad mxima del agua se puede registrar sobre una varilla pintada con una pintura soluble en agua, o a partir de las trazas dejadas en el nivel superior de algn objeto flotante sobre la superficie del agua en la varilla. Entre otros materiales utilizados cabe mencionar corcho molido, polvo de tiza o carbn molido. Una vez que se conoce la profundidad mxima de la corriente, se puede medir el rea de la seccin transversal correspondiente del canal y calcular la velocidad por alguno de los mtodos descritos, teniendo presente que la velocidad en un caudal elevado suele ser superior a la de un caudal normal.FIGURA 22 -Clculo del caudal de una comente a partir de las mediciones efectuadas con un molinete. Los clculos correspondientes a este ejemplo figuran en el Cuadro 2

CUADRO 2 -Clculo del caudal a partir de las lecturas en el molinete

D es la profundidad de la corriente en el punto medio de cada seccin.Si se efectan mediciones del caudal por el mtodo del molinete cuando el ro fluye a profundidades diferentes, esas mediciones se pueden utilizar para trazar un grfico del caudal en comparacin con la profundidad de la corriente tal como se muestra en la Figura 23. La profundidad del flujo de una corriente o de un ro se denominanivel de agua,y cuando se ha obtenido una curva del caudal con relacin al nivel de agua, la estacin de aforo se describe comocalibrada.Las estimaciones posteriores del caudal se pueden obtener midiendo el nivel en un punto de medicin permanente y efectuando lecturas del caudal a partir de la curva de calibrado. Si la seccin transversal de la corriente se modifica a causa de la erosin o de la acumulacin de depsitos, se tendr que trazar una nueva curva de calibrado. Para trazar la curva, es necesario tomar mediciones a muchos niveles diferentes del caudal, con inclusin de caudales poco frecuentes que producen inundaciones. Es evidente que esto puede requerir mucho tiempo, particularmente si el acceso al lugar es difcil, por lo que es preferible utilizar algn tipo de vertedero o aforador que no necesite ser calibrado individualmente, como se analiza ms adelante.FIGURA 23 -Ejemplo de la curva de calibrado de una corriente o ro

FIGURA 24- Canales con un rea idntica de seccin transversal pueden tener radios hidrulicos diferentes

La velocidad del agua que se desliza en una corriente o en un canal abierto est determinada por varios factores.El gradiente o la pendiente.Si todos los dems factores son iguales, la velocidad de la corriente aumenta cuando la pendiente es ms pronunciada.La rugosidad.El contacto entre el agua y los mrgenes de la corriente causa una resistencia (friccin) que depende de la suavidad o rugosidad del canal. En las corrientes naturales la cantidad de vegetacin influye en la rugosidad al igual que cualquier irregularidad que cause turbulencias.Forma.Los canales pueden tener idnticas reas de seccin transversal, pendientes y rugosidad, pero puede haber diferencias de velocidad de la corriente en funcin de su forma. La razn es que el agua que est cerca de los lados y del fondo de una corriente se desliza ms lentamente a causa de la friccin; un canal con una menor superficie de contacto con el agua tendr menor resistencia friccin y, por lo tanto, una mayor velocidad. El parmetro utilizado para medir el efecto de la forma del canal se denominaradio hidrulicodel canal. Se define como la superficie de la seccin transversal dividida por el permetro mojado, o sea la longitud del lecho y los lados del canal que estn en contacto con el agua. El radio hidrulico tiene, por consiguiente, una cierta longitud y se puede representar por las letras M o R. A veces se denomina tambin radio medio hidrulico o profundidad media hidrulica. La Figura 24 muestra cmo los canales pueden tener la misma superficie de seccin transversal pero un radio hidrulico diferente. Si todos los dems factores son constantes, cuanto menor es el valor de R menor ser la velocidad.Todas estas variables que influyen en la velocidad de la corriente se han reunido en una ecuacin emprica conocida como lafrmula de Manning,tal como sigue:

donde:V es la velocidad media de la corriente en metros por segundoR es el radio hidrulico en metros (la letra M se utiliza tambin para designar al radio hidrulico, con el significado de profundidad hidrulica media)S es la pendiente media del canal en metros por metro (tambin se utiliza la letraipara designar a la pendiente)n es un coeficiente, conocido comon de Manning o coeficiente de rugosidad de Manning.En el Cuadro 3 figuran algunos valores correspondientes al flujo de canales.En sentido estricto, el gradiente de la superficie del agua debera utilizarse en la frmula de Manning; es posible que no sea el mismo gradiente del lecho de la corriente cuando el agua est subiendo o bajando. Sin embargo, no es fcil medir el nivel de la superficie con precisin por lo que se suele calcular una media del gradiente del canal a partir de la diferencia de elevacin entre varios conjuntos de puntos situados a 100 metros de distancia entre ellos. Se dispone de nomogramas para facilitar la solucin de la frmula de Manning, como indica el ejemplo de la Figura 25.Otra frmula emprica sencilla para calcular la velocidad de la corriente es lafrmula de zanjas colectoras de Elliot,que es la siguiente:

dondeV es la velocidad media de la corriente en metros por segundom es el radio hidrulico en metrosh es la pendiente del canal en metros por kilmetroEsta frmula parte del supuesto de un valor dende Manning de 0,02 y, por consiguiente, slo es adecuada para caudales naturales de corriente libre con escasa rugosidad.Introduccin La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinacin de la cantidad de masa o volumen que circula por la conduccin por unidad de tiempo. Los instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denominan, habitualmente, caudalmetros o medidores de caudal, constituyendo una modalidad particular los contadores, los cuales integran dispositivos adecuados para medir y justificar el volumen que ha circulado por la conduccin. Los medidores de caudal volumtrico pueden determinar el caudal de volumen de fluido de dos formas: directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo, o indirectamente, mediante dispositivos de: presin diferencial, rea variable, velocidad, fuerza, etc. Puesto que la medida de caudal volumtrico en la industria se realiza, generalmente, con instrumentos que dan lugar a una presin diferencial al paso del fluido, abordaremos en primer lugar los medidores de presin diferencial. Esta clase de medidores presenta una reduccin de la seccin de paso del fluido, dando lugar a que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su energa cintica y, por consiguiente, su presin tiende a disminuir en una proporcin equivalente, de acuerdo con el principio de la conservacin de la energa, creando una diferencia de presin esttica entre las secciones aguas arriba y aguas abajo del medidor.2. Mtodo del flotador Este mtodo relaciona el rea de la seccin que conduce agua y la velocidad de escurrimiento. Se utiliza en canales y acequias y da slo una medida aproximada de los caudales, siendo necesario el uso de otros mtodos cuando se requiere mayor precisinLa metodologa es la siguiente: Se elige un tramo del canal que sea recto y de seccin transversal uniforme, entre 10 y 30 metros de largo, donde el agua escurra libremente. Figura 1. Para determinar la velocidad que lleva el agua en esa seccin, se marca en el terreno la longitud elegida y se toma el tiempo que demora un flotador en recorrerla. Como flotador se puede usar cualquier objeto que sea capaz de permanecer suspendido en el agua, como un trozo de madera, corcho u otro material similar, que no ofrezca gran resistencia al contacto con el aire y que se deje arrastrar fcilmente por la corriente de agua. Determinacin de velocidad. Se divide la longitud del tramo por el tiempo que tarda el flotador en recorrerla.

Figura 2. Tramo de acquia o canalEjemplo de clculo de velocidadLongitud del tramo: 10 m; tiempo que demora el recorrido delflotador : 55 segundosPor lo tanto la velocidad es V= 10 m/55 seg = 0,18 m/sUn segundo aspecto de este mtodo considera la determinacin de la seccin o rea de escurrimiento del canal o acequia. Para ello se usa un listn marcado cada 5 cm (d), (esta distancia depende del ancho de la acequia) y una varilla con la cual se mide la profundidad del agua (h) cada 5 cm a lo ancho del cauce, Figura 3.

Figura 3. Perfil de profundidades en la seccin.La seccin se determina mediante la semisuma de dos profundidades contiguas, (descontando la distancia entre el listn y el espejo de agua) y multiplicadas por el ancho o separacin entre cada medicin, en este caso un valor fijo (d). Los datos se ordenan en una tabla de las siguientes caractersticas:

Se procede ahora a determinar el caudal mediante la multiplicacin del rea de la seccin, la velocidad de escurrimiento y unfactor de correccin que incluye ajustes en la velocidad del agua y cambio de unidades de medida. El resultado es expresado enl/s, como se indica en la siguiente expresin:Q=A*V*0,08donde :Q= caudal (l/s) ; A= rea de seccin (cm2) ; V= velocidad del flujo (m/s)Ejemplo:Datos: V= 0,18 m/s ; A = 700 cm2Entonces:Q = 700 cm2 * 0,18 m/s * 0,08Q = 5,6 l/sEl agua es un recurso de alta importancia en todo sistema de produccin agropecuario, por lo tanto, cuantificar o estimar la cantidad de agua que recibe un predio permite determinar la disponibilidad de agua en un predio a travs de la temporada para realizar una correcta planificacin de recursos hdricos intraprediales, disear adecuadamente un mtodo de riego o evaluar la eficiencia de uso del recurso hdrico. Un caso de especial importancia constituye la posibilidad de estimar la superficie posible de regar a partir de un cierto caudal disponible, lo que para zonas de permanente restriccin hdrica como la regin de Arica y Parinacota, es un importante indicador para que un agricultor ajuste sus intenciones de siembra o plantacin. En esta cartilla se explican seis mtodos de aforo o medicin de caudal segn diferentes situaciones y disponibilidad de instrumentos. Los mtodos son: mtodo volumtrico, del flotador, de trayectoria y aforador Parshal.