Docente: CayoLenidasRamosTaipe.Alumno: RubenRadoVillalobosCurso: MtodosdeAnlisiseningenieraderecursoshdricos|fecha: 07demayode2013

TcnicasdeAforoHIDROMETRIA

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IntroduccinEnsuformaclsica,sedefinelahidrometracomolapartedelahidrologaquetieneporobjetomedirelvolumendeaguaquepasaporunaunidaddetiempodentrodeunaseccintrasversaldelflujoocorriente.Lahidrometra.Apartedemedirelcaudaldelaguacirculanteporunaconduccinlibre(porgravedad)o (forzada (a presin), comprende tambin el planear, ejecutar yprocesar la informacin que seregistradeunsistemaderiegodeunacuencahidrogrfica,odeunsistemaurbanooindustrialdedistribucindelagua.Enestecontextotienedospropsitosgenerales:

Conocerelvolumendeaguadisponibleenlafuente Conocerelgradodeeficienciadeladistribucindelrecursoagua.

Lanecesidadsesaberlacantidaddeaguaquesedistribuyeenlasredesderiegoesyauniversalmentesentida.Unprocedimientodeaforo,sugeridoporelsignificadopropiodeestetrmino,eslamedicindelacantidaddevolumen,odepeso,delaguaaportadaporunacorrienteenuntiempoquetambinhadesermedido.Losmtodosvolumtricosygravimtricoscorrespondientessonapropiadosparaelaforodeloscaudalespequeos,comolosemitidosporaspersoresogoteroso,incluso,losdistribuidosalossurcosderiego.Enrelacinconotras tcnicaspuedenproporcionar unaestimacin integradade laaportacinatravsdeseccionesdeterminadas,debedejarseconstanciadeldesarrollorecientedelosmedidoresdeultrasonido.Estosdisponendeelementosemisoresconcomponentesenelsentidoycontrasentidodelacorrientedeagua,asimismo,desensores,dispositivossensiblesalaspulsacionesemitidasyquereciben el efecto producido por la composicin de velocidades resultantes. Su adaptabilidad a laautomatizacindesistemasdedistribucinyelhechodequenoproduzcanperdidasdecargasondetallesdeintersquepodrnjustificarunusoenredesderiego.

PG.2

FINALIDADDELAMEDICIONDELAGUALamedicindelgastoesdegranutilidadenlatomadedecisionesdurantelaadministracindelosrecursos hidrulicos, en la ejecucin de los programas de riego y en diversas actividadesrelacionadasconelmanejodelagua,entreestasltimassemencionanlassiguientes:

Controlodelacantidaddeaguaderiegoentregadaacadausuarioenundistritoderiego. Registrodelvolumendeaguapotableconsumidoporresidenciasenlasciudades. Deteccindeproblemaspotencialesenelfuncionamientodeunabombaoenlaoperacin

deunsistemaderiego. Registrocontinuodelosabastecimientosdeunacuferoafinderegularlasextracciones,

especialmentedondetalrecursoeslimitado. Determinacinde lasprdidasde agua,por conduccin en las redesdedistribucin y

evaluacindelafactibilidaddelrevestimientoenacequiasycanalesdetierra. Calibracindeestructurasdeaforoydeterminacindeloscoeficientesempricosparasu

ecuacindedescarga. Pruebasdecapacidadenbombasparadeterminacindecurvacaractersticadeoperacin. Ensayosconturbinasconfineshidroelctricosydemodelacin. Determinacin de los escurrimientos pluviales y magnitud las crecientes en corrientes

naturales. Pruebasdepermeabilidadenacuferos,paradeterminacinparalaproduccinespecficay

evaluacindelafactibilidaddelarecargaartificial. Medicindelacapacidaddeunsistemadedrenes,enlugaresconnivelelevado.

Grafico N aforo volumtrico

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DefinicionesElcaudal.

Descargaogasto,esdefinidocomoelvolumendelflujodeagua,incluyendocualquiersustanciaensuspensinodiluidodentrodeella,quepasaatravsdeunaseccinenundeterminadomomento.Ladescargaseexpresageneralmente

enmetroscbicosporsegundo.

Estacindeaforo.

Eslainstalacinquecontienelosimplementosylosdispositivosnecesariosparaestimarladescargaqueenunmomentodado,atraviesalaseccindelriosobreel

cualestubicadalaestacin.

Aforarenelcampodelahidrologa.

Esrealizarunconjuntodeactividades,medianteloscaudalessetomanlosdatosenunaestacindeaforos.

Paracadaestacindeaforossecalculanlasdescargasparadiferentesnivelesdelrio,conelfindedeterminarlallamadacurvadecalibracin,laquesegnloexijalascircunstancias,puedeserunarelacinsimpleentreelniveldeaguayelcaudal

cero(0),unarelacinmscomplejaentrelacualladescargaesestimadaenfuncindelniveluotrasvariables.Inicialmentelasdescargassemidenpara

variosnivelesenlaestacin,parapoderdefinirlacurvadecalibracin,perounavezdefinidaesta,serealizanmedidasperidicas,mensualcomomnimo,paraverificarlacurva,paradetectarcualquiercambiooriginadoporlamodificacin

delcauce.

FinalidaddelasobrasdeaforoEnhidrulicaaforareslomismoquemedircaudales.Enloscanalesdenivellibre,elloseconsiguegeneralmenteconobrasdefbricaespecialesllamadasaforadores,queaprovechanlaspropiedadeshidrulicasdelosvertederos(enpareddelgadaogruesa,segnloscasos)paraconocerelcaudalcirculante,enfuncindelaalturadeenergaenelcanaldeaguasarriba.Bastaconelloconocerlascaractersticasdelaforador.

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1.MtodosdeaforodirectoAFOROVOLUMETRICOEsaplicableenlamedicindepequeoscaudalesyserealizamidiendoeltiempodellenado(t)deunrecipientedevolumenconocido(V),dondesecolectaladescarga,determinandoelgastoconlaecuacin:

AFOROGRAVIMETRICOSesigueunprocedimientosimilaralanterior,peroelvolumencolectadodeaguaenelintervalodetiempocronometrado,enlugardecubicarsesepesa,yelpeso(W)delaguasetrasformaavolumen,dividindoloentreelpesoespecfico(w)delfluidoatemperaturadeprueba.Elrecipientevacodebeserpreviamentedestarado(descontado)y,unavezlleno,debepesarseenlamismabalanza.Medianteelmtodogravimtrico,elgastoaforadosedeterminaconelsiguienterazonamiento:

Grafico N aforo volumtrico

Grafico N cronometro y balanza para el clculo volumtrico

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AFOROQUIMICOOTRAZADOREn losaforosqumicosoradiactivosseaadedeformacontinuayconstanteunaconcentracinconocida,unasustanciaqumicaoradiactivaalacorrientecuyocaudaldeseadeterminarse.Porlaestequiometriadelasreaccionesqumicas,cuandoungastoconstante,deunasolucinsalinaesdescargadodentrodelcaudal,conteniendolasmismasconstituyentesalaconcentracin.Lamesclaresultantedecaudalesalcanzaraunaconcentracinproporcionalalasconcentracionesinicialesdelosgastosantesdelmezclado,comoloindicalasiguienteexpresin.MEDIDORESDEHELICELosmedidoresdehliceehidrmetrosdeturbinaestnentrelosmedidoresdegastomsprcticosparaelaforodetuberas,debidoaqueson fcilesdeoperar,confiablesyde instalacinsimple.Esencialmente,todoslosmedidoresdehliceregistranelvolumentotaldeaguaquepasaatravsdeellosymuchosestnequipadosconmecanismosadicionalesparamedirgastos.Estosmedidoresdeaforovolumtricodirectosecaracterizanporunahlicedealetamltipleconstruidadecaucho,plsticoometal.Lahlicehacegirarunaflechaquecomunicaelmovimientoalacajadelmedidor,dondeunmarcadorindicaelvolumenacumulado,elgastodelacorrienteoambosdatos,sobrelacaratulagraduada.Eldimetrode lahlicevariageneralmenteentre50y80%enrelacin coneldimetrode latuberayesimportantequelahliceestecentradayquesuflechaseaparalelaalalneacentraldelatubera.Todos lomedidoresestndiseados,paraoperarexactamentedentrodeunrangoespecificodegastosytiendenaperderexactitudbruscamente bajasvelocidadesdeflujo, laturbulenciaenlaseccindelmedidor,causadaporvlvulas,codos,etc.,reducelaexactituddelalectura.Porestarazn,losfabricantesrecomiendanunmnimodecincodimetrosdetuberarectaaguasarribadelahliceymnimoundimetrodetuberarectaaguasabajodelmedidor.

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2.Mtodosreavelocidad.Paraobtenermayoraproximacinenladeterminacindelgastoocaudalenloscanalesytuberas,con la aplicacin de estos mtodos, es importante medir la velocidad del caudal en puntoslocalizadosdelaseccintransversal,dondelavelocidadpromedioocurraconmayorprobabilidad.Enuncanal,lavelocidadmximaocurreentre0.05y0.25deltirantepordebajodelasuperficiedeagua,ylavelocidadmnimasedesplazasobrelasparedesdelductodondelarugosidadtiendeafrenarelavancedelacorriente.Lavelocidadmediaselocalizaaproximadamentea0.6deltirante,ypuededeterminarseexactamentepromediandolasvelocidadesobservadasa0.2y0.8deltirante.METODODELFLOTADOREl mtodo del flotador al igual que los molinetes, tubos Pitot, mtodos de la trayectoria ytrazadores,seutilizaparamedirlavelocidaddelcaudal,noelgastodirectamente.Losflotadoresproporcionanunamedicinaproximadadelavelocidaddelflujoyseutilizacuandonoserequieregranexactitudocuandonosejustificalacompradelosdispositivosdeaforomsprecisos.Losflotadoresmidenlavelocidadsuperficialdelagua,yseutilizanenlosaforosdesurco,acequias,ros,canalesydiques.Durantelamedicin,seregistraeltiempoquetardaunpequeoflotadorenrecorrerunadistanciaconocida(usualmentede10m.)marcadapreviamentesobreuntramorectoyuniforme.Dichotramoesseleccionadoparalasobservacionesalolargodelductodeprueba.Elflotadoressoltadorepetidasvecesunoscuantosmetrosaguasarribade laseccindeprueba,cronometrandoeltiempoderecorrido,paraobtenerunpromedio.Luegolavelocidadsuperficialsedeterminadividiendoladistanciarecorridaentreetiempopromediodeviajedelflotador.Entrelosobjetosquepuedenservircomobuenosflotadoresseencuentranunaboladecaucho,untrozodemadera,unlimn,unahojasecaounenvaseplsticotapado.Almultiplicarlasreasdelaseccintrasversalporlavelocidadpromediodelflujoseobtieneelcaudalparalacorrienteaforada.

Grafico N flotadores

METODODELMOLINETEHIDROMETRICOUnmolinete es un pequeo instrumento constituido por una ruedecilla con aspas, la cual, alsumergidaenunacorrientegiraproporcionalmentealavelocidaddelamisma.Existendostiposdemolinetes,eldecazoletasyeldehlice,lascualespuedensermontadossobreunavarillaparaelaforodecorrientessuperficialesosuspendidosdesdeuncableduranteelaforoderosydiquesprofundos.Cada molinete viene calibrado de fbrica y acompaado por una tabla o ecuacin, donde serelacionalavelocidadangulardelaruedagiratoriaconlavelocidaddelacorriente.Tericamentelavelocidadlinealdelacorrienteesproporcionalaldimetrodelaruedecillamultiplicadoporpi,paraobtener lacircunferencia recorridaporunavuelta.Lacualmultiplicadapor lenmerode

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vueltasdelavelocidadangularproporcionalavelocidadlineal,delcaudal,mismaquesecorrigeporelcoeficientedecalibracindelinstrumentoparaexpresar.Larelacintpicaseajustaaunacorriente,elmolineteseinstalapordebajodelespejodeaguaa0.6deltiranteylasrevolucionesdelaruedecillasecuentanenunintervalodetiempopreviamenteestablecido.Cuandomayorseaelnmeroderegistrosrealizadosenunmismopuntodeaforo,msconfiableserlaapreciacindelavelocidadmedida;por lomismo,sesugiereexplorarlasvelocidadde lacorriente endiferentes puntos, igualmente espaciados sobre el espejo de agua, sumergiendo einstrumentoa0.2y0.8deltiranterespectivo.Encanalesyacequiasdondeelanchodelespejodelaguaseamenorde3mlaseccinpuededividirseentresocuatrosegmentosdeiguallongitud,peroencorrientesdegrananchuraseacostumbraalasmedicionescada3msobreelespejooperandodesdeunpuenteoandamio.Lasrevolucionesdelimpulsor,dadaporintervalosdetiempo,puedensercontadasvisualmenteenuna corriente superficialde agua clara y tranquila, sin embargoen corrientesdeagua turbia ycaudalosaesnecesariouncontadorelctricopararegistrarlas.Elnmeroderevolucionespor intervalode tiempo,se trasformaa lavelocidad de lacorrienteconsultado la tabla del instrumento su ecuacin respectiva, se proporciona las ecuaciones decalibracinpara algunosmolinetes,donde la ecuacin reportadapara elmedidorPrice esunpromediode lasgraduacionespara variosmolinetes y esaplicable a cualquier instrumentodelmismomodelodentrodeunniveldeconfiabilidaddel99%.

Grafico N correntmetros

METODODELTUBOPITOTUntuboPitotesunpequeotuboacodadoenformadeLconambosextremosabiertos,usadoprincipalmenteparamedirlavelocidaddelaguaentubera.Cuandoeltuboessumergidoenun

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caudal,conelextremoinferiorencarandoalacorrienteyelotroextremoabiertoalaatmosfera,unapequeacolumnadeaguaseelevadentrodeltubo,porencimade lasuperficiedelagua laalturadedichacolumnaesequivalentealacargaporvelocidad.Unsolotubonopermiteunaapreciacinexactadelaalturadelacolumnadeagua,porlocualsecombinandostubos,proyectandoelextremoacodadodeunodeellosendireccinaguasarriba,mientraselotroseproyectaaguasabajo.Ladiferenciadealturaentreambascolumnasesigualadosoveceslacargadelavelocidad.Yaque lamayorade los tubosPitotmiden lavelocidad solamente enunpuntode la seccintransversaldelatubera,sedebeaplicaralgnprocedimientoparaobtenerlavelocidadmediaydeallelgasto.Elmtodomssimple,peromenosseguroescolocaretubopitotenlcentrodelatubera,dondelavelocidadesmxima,yaplicaruncoeficienteparaobtenerlavelocidadmedia.Perodebidoaquelarelacinentrevelocidadmximaymediaesafectadapormuchosfactores,noesposibleobtenermedicionesprecisasconestemtodo,aelloseagregalaincertidumbreenlaextrapolacindeloscoeficientesloscualesvaranconlaconstruccinydiseodelostubos.Puedeobtenersemayorexactitudtomandolavelocidadendospuntos,unoacadaladodelcentrodelatubera,enposicionesdondelavelocidadseaaproximadaigualalavelocidadmedia.Estosdospuntosselocalizana3/8deldimetrointernoporencimaypordebajodelcentrodelatuberaoseaa1/4delradiodelducto.MEDIDORESELECTROMAGNETICOSLos medidores electromagnticos son especialmente indicados para lquidos sucios, viscosos,corrosivosoconslidosensuspensin;puedenaforarlamayoradelquidosdesdeligeroshastaespesos, siemprequeel fluidoporaforar seaunconductorelctrico,por locualnecesitanunaconductividadelctricaenelfluido,mininade20microsiemens/cm.Losprincipalescomponentessoneltuboconductordeflujoyelvoltmetro.Eltubodeflujoseinstaladirectamenteenlatubera,y la cadadepresin a travsdelmedidor es lamismaqueocurre cuando e caudal cruzaunalongitudequivalentedetubodebidoaquenohaypartesmvilesuobstrucciones.Elvoltmetropuedeestaradaptadoenformadirectaatuboopuedeestarmontadoremotamenteyconectadoaestemedianteuncableconaislamiento.Los hidrmetros electromagnticos funcionan con base en la ley de Faraday de induccinelectromagntica, lacualestablecequese inducirunvoltajecuandounconductorsemuevaatravsdeuncampomagntico,ellquidoactacomoelconductor,elcampomagnticoescreadopor las bobinas energizadas, la cantidad de voltaje producido es directamente proporcional lamagnituddelcaudal.Doselectrodosmontadosenlapareddelatuberadetectanelvoltaje,elcualesmedidoporelelementosecundario.HIDROMETROSDEULTRASONIDOLoshidrmetrosdeultrasonidosonmuyexactosytambincaros,consistenenuntrazodetuboqueseembridaenlatuberaprincipalporlaquecirculaellquido.Estoshidrmetrostienendosemisoresdevibracindelavelocidaddelfluido,mientrasqueelemisordoslohacenensentidoopuesto.Unayotravibracinformaunnguloenrelacinconladireccindelflujo.Lavibracinunosetrasmiteamayorvelocidadquelados.Lasvelocidadesdelaondaultrasnicaysecalculanconelmedidor,ladistanciaconocidaentreemisoryreceptor.

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Loshidrmetrosdeultrasonidomideneltiempodeviajedeunaondasonoraqueatraviesaelfluidoenmovimiento.Elmedidordeultrasonidotienetransductoresmontadosencadaladodelatubera,suconfiguracinestalquelaondasonoraalviajarentrelosdosdispositivos,deemisorareceptor,se emite enunngulode45 con respectoaladireccindel fluido conocido en la tubera.Lavelocidaddelasealqueviajaentrelostransductoresseincrementaodisminuyenconladireccinde trasmisin y con la velocidad del lquido que est siendo medido. Una limitacin de losmedidoresdeultrasonidoesqueloslquidosporaforardebenestarrelativamentelibresdeburbujasdegasoslidosparareducirlainterferenciadelasealylaabsorcin,dispersinorebote.Caulalimetrodeultrasonido

3.MtodosqueutilizancontraccionesDentrodeestegrupolastoberas,losdiafragmas,ylosmedidoresVenturiseutilizanparaelaforodeaguaconducidaapresinportuberas,mientrasquelovertederos,orificiosycanaletasParshallseempleanparalamedicindelaguaenacequias,canalesyductosabiertos.MEDIDORESVENTURIElprincipiodelmedidorVenturi,basadoenelteoremadeenergadeBernuolli,fueestablecidoen1979,porel italiano J.B.Venturi.PerosuaplicacinprcticasedebealestadounidenseClemensHerschel,quienloutilizolaprimeravezen1887paralamedicindegastosentuberas.Secomponedetrespartes:

Elconodeentrada,dondeeldimetrodelatuberasereducegradualmente. Laseccincontradaogarganta. Elconodesalidaodifusor,dondeeldimetroaumentagradualmentehastaigualarel

dimetrodelatuberaaforada.Elconodeentrada,elcaudalnormalmenteconducidoabajavelocidadyalapresin,esaceleradogradualmenteypartedesuenergadepresincambiaaenergacintica,llegandoalagargantaconunacondicinhidrulicadealtavelocidadybajapresin.Lacadadepresinoperdidadecarga

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piezometricaentre latuberadeentraday laseccincontradade lagargantaesmedidoporunmanmetrodiferencial.Lafuncindeesteconodesalidaesdesacelerarsuavementealfluidoyllevarlapresintancercacomo sea posible de su valor de entrada. Esta retransformacin de energa nunca se logracompletamente,debidoalainevitableperdidadecargaporfriccinquesiempreocurrecuandoelfluidopasaatravsdelVenturi.La recuperacin de la carga piezometrica varia de 80 a 90% o sea que la perdida de la cargapiezometricavariade10a20%,peroesteporcentajedisminuyeconeltamaodelmedidoryconelincrementoenlavelocidad.LosVenturi generalmente son piezasmetlicas de fundicin con garganta y cono de entrada,rectificadosamquina,deacabadolisoenlatnobronceybridasenlosextremosparaatornillarenlatubera.LosVenturismuypequeosparatuberasmenoresde5cmdedimetro,sefabricandelatn,bronceoclorurodepoliviniloPVC,mientraslosVenturismuygrandesdehasta6m,seconstruyendeconcretoconparedafinadaygargantametlicatorneadaamquina.Los medidores Venturi deben instalarse sobre una tubera recta mnimo de 10 dimetros dedistanciaaguadebajodecualquiercodoovlvula,estoconelfindeevitarquelaturbulenciadelacorriente,o losremolinos,alteren la lecturadelmanmetro.Cuandonoesposibleproporcionaruna longituddetuberasuficiente, lacorrientedebeuniformizarsemediantepaletasdirectrices,unacruzde lminametlicade 1a2dimetrosde longitud, insertadaen latubera, justamenteantesdelVenturi,sirveparadichopropsito.EcuacindedescargaparaunVenturiElteoremadeenergademuestraqueenunVenturi,lacadadelgradientehidrulicoodelnivelpiezometrico,esequivalentealincrementoenenergacintica,mslafriccinqueocurreentrelaentradaylagargantadelmedidor.FLUJOATRAVESDEORIFICIOSYCOMPUERTASPor la simplicidadde sudiseoyconstruccin, losorificioscircularesdebordesbiselados, sonusadosgeneralmentepara lamedicindelaguaencanalesy tuberas,aunque tambinpuedenemplearseorificioscuadradosyrectangulares.La descarga de agua a travs de orificios y compuertas, con la seccin transversal de flujocompletamentellena,estadadapor laformulabsicadegasto:Q=A*V.dondeAeselreadelaabertura,corregidaporlaconcentracinquesufreelchorroalsalir,yVeslavelocidaddesalida,expresadaenfuncindelacargahidrulicaycorregidaporfriccin,detalformaque:

DESCARGAENVERTEDEROSUnvertederoesunamuescaoescotaduradeformarectangularatravsdelacualelaguapuedefluir.Losvertederosusadosparalamedicindeaguaencanalesydiquesabiertos,serecortansobreplacasdemetal,madera,platicoofibradevidrio,mientrasqueaquellosutilizadosparaeldesagede excedentes en canales, estanques y presas, son generalmente estructuras permanentes,construidasdeconcretoomampostera.

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Elbordesobreelcualsevierteelaguasedenominacrestadelvertedero.Lalminadeaguaquefluyeporencimadelacrestasellamamantoylaalturadeaguaqueproduceenderrame,eslacarga.Elcanaldellegaoaccesoeselqueconducehastaelvertederoylavelocidaddelaguaenesecanalseledenominavelocidaddeacercamiento.Losvertederosseclasificandeacuerdoconlaformadelaescotaduraenrectangulares,triangulares,trapezoidales,circularesyparablicos.Siendolastresprimerasformasmsusadasenmedicindeaguaderiegoencanalesyacequias.Porelacabadodelascrestassedistinguendosvertederos,eldecrestaagudayeldecrestaancha.VertederosrectangularesEltpicovertederorectangulardecrestaaguda.Fueunodelosprimerostiposutilizadosenelaforodecorrientes.Suprincipiohidrulicosirviparaeldiseodelosotrostipos.Lafrmulabsicaparaunvertederorectangularconvelocidaddeaceleramientodespreciableestdadapor:VertederostriangularesElvertederotriangularoescotaduraenV,esapropiadoparalamedicindepequeoscaudales,esfcildeconstruireinstalary,desdeelpuntodevistaprctico,estbienadaptadoparaelaforodegastos menores de 120 l/s. la formula bsica para el derrame de un vertedero triangulardespreciandolavelocidaddellegada:

tan 2 .

Grafico N vertederos

VertederostrapezoidalesLadescargaenunvertederotrapezoidalesigualalasumade losgastosdadosporunvertederorectangularytriangular.Unvertederotrapezoidalmuyusadoenlamedicindeaguaderiego,eselCipolleti,tieneundependienteenloscostados,aproximadamentelanecesariaparaobtenerunderrameatravsdelaPorcintriangularquecompenseladisminucindelgastoocasionadoporlascontraccioneslaterales.LafrmulaparaelvertederoCipolleti,esrecomendadoenmedicionesdeprecisin:

1.859.

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Grafico N vertedero trapezoidal, conjuga tanto el rectangular y

el triangular. InstalacindeunvertederoBajolamayoradelascondicionesdecamposepuedeesperarunaprecisinde8a95%cuandounvertederoestaapropiadamenteconstruidoeinstalacin.Paralocualsedebenseguirlassiguientesinstrucciones:

Construyalacrestaylosladosdelaescotaduradelvertederodeunespesornomayorde1/8(3mmdeespesoromenos).

Diseelaestructuraparalacargamximaesperadaenlacorrienteporaforar;elvertederopuedeserdemaderaconescotadurametlicabiselada.Lamximacarganosermayorqueunterciodelalongituddecresta.

Coloqueelvertederotrasversalalacorrientesobreuntramorectoyuniformedecanal,procurandoqueladistanciaaguasarribadelvertederosea,porlomenos,igualadiezveceslalongituddecresta.

Eviteobstruccionesenelladoaguasarribadelvertederoyasegurequelacrestaesterectayanivel.

Enloposible,instaleelvertederoenelextremofinaldeundiquelargo,suficientementeanchoyprofundo,detalformaqueelaguaseaproximealvertederolibrederemolinos,aunavelocidadnomayorde0.15m/s.

Laalturadelacrestadelvertederoporencimadelfondodelcanaldeberaseraproximadamenteigualadosvecesy,preferentemente,resveceslacargadeagua.Ladistanciaentrelosladosdelamuescadelvertederoylasparedesdelcanalnodebesermenorquedosveceslacarga,exceptoparavertederossuprimidos.MedicindelacargasobreunvertederoLacargaoespesordelalminadeaguaquepasasobrelacrestadelvertedero,debemedirseaguasarribadelpuntodeinstalacin,dondelacadadelmantonoafectelamedicin.Paraestoseclavauna estaca aguas arriba del vertedero a una distancia mnima de seis veces la carga mximaesperada.Enseguidasenivelalacabezadelaestacaconfrecuenciaalacrestadelvertedero;semidelacargamidiendolaalturadelaguaporencimadelacabezadelaestaca,paralocualseutilizaunaescalaounmedidordegancho.Unescalmetropermitelecturasdirectasdecarga,peroseobtienemayorexactitudconunmedidordeganchoyunpozodecalma.

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CanaletademedicinParshallPrincipiodediseo:Elaforoconvertederosessumamentesimple,perogeneraunperdidadecargarelativamentealta,ademssielaguacontienepartculassuspendidas,estsserndepositadasenelembalseaguasarriba,formadoporelvertedero,modificandogradualmenteelcoeficientededescarga.Estasdificultadessepuedensolucionardeformaparcial,conunacanaletadeflujocrtico,diseadaconbaseenelprincipiodelmedidorVenturi.LacanaletaParshallusualmenteesoperadabajocondicionesde flujo libreonosumergidayeltirante critico ocurre en la seccin contrada (garganta), y un salto hidrulico en la seccindivergentealasalida.Sinembargo,enalgunasocasioneselsaltopuedeestarsumergido.DescripcindelacanaletaParshallElpisodelaseccinaguasarribaestanivelylasparedesconvergenhacialagarganta.lasparedesdelagargantasonparalelasyelpisoestinclinadohaciaabajo.Lasparedesdelaseccinaguasabajodivergenhacialasalidayelpisotienenunainclinacinascendente.UnacanaletaParshall requieredeunapequeaperdidadecarga,autolimpiableypermitaunamedicin segura, aun cuando este parcialmente sumergida. El tamao de la canaleta estdeterminadopor elanchode garganta.Tales canaletasdeben ser construidasdeacuerdo a lasdimensionesespecificadasylascargasmedidasenlospuntossealados.LaecuacindecalibracinparacanaletasParshall.RelacionescargadescargaparalascanaletasParshalldevariostamaos,comofueroncalibradasempricamentesonrepresentadasporlassiguientesecuaciones.InstalacindeunacanaletaParshall.Generalmente,laanchuradelagargantadelacanaletadebetenerdeuntercioaunmediodelaanchuradel canal.En comparacin con vertederos yorificios, la canaletade flujo critico tieneciertasdesventajasentreellas,nopuedeserusadaencombinacindirectaconunacompuerta,adems,suconstruccinesmscostosayrequieredemanodeobracapacitada.Esdeseable instalar las crestasde la canaleta,de tal formaque ladescarga libreocurra.Si lascondiciones no permiten el flujo libre, el porcentaje de sumersin debe sermantenido, en loposible,pordebajodel95%,deotramanera lacanaletaperderconfiabilidadsi lasumersinesmayorqueeselmiteprcticoLaaceptableoperacindelacanaletaParshalldependedelacolocacindelacrestaaunaalturaapropiadaporencimadelfondodelcanal,procurandolaelevacindeltirantequeresultaaguasarribadelmedidor,norebaseebordelibredelcanal.Dondeelcanaltieneconsiderablependienteylostaludessonaltos,lacanaletapuedeserinstaladaconpocosproblemasoperativos,sinembargo,dondelostaludessonbajosylapendientedelcanalrelativamenteplana,eltamaodelacanaletayelsitioparasuinstalacin,sedebenseleccionarmscuidadosamente.

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Grafico N canaleta tipo Parshall

PARTIDORESLosaforadorespuedenseguirsiendomuytilesenestoscasos,paraconocerloscaudalesrealmentecirculantes, aunque no como elementos bsicos para la entrega o control de losmismos. Lasestructurasnecesariasenestoscasossonpartidores,esdecir,estructurasquerepartenelcaudalqueaellasllegaenproporcinanmerospredeterminados,derivndolosaloscaucesoparcelasquetienederechoaellos.Estas estructuras constan de una pieza metlica ajustable, en forma de cuchilla mvil,(generalmente giratoria alrededor de un eje vertical, aunque tambin es a veces trasladableparalelamenteasimismaquedividelalminadeaguaquellegaenotrasdos.Silapiezametalizaestuvieseubicadaenzonadergimenhidrulicolento,losremolinosformadosyladesigualdaddelos radios hidrulicos correspondientes a las dos laminas obtenidas, introduciran errores,invalidandolaparticin.Porellosecolocaenunazonadergimenrpido(convelocidaddelaguasupracritica),generalmenteenunvertedero.Enestasituacin,losacaudalesobtenidosestnenlaproporcindelasanchurasenquelalminavertientequedadivididaporlacuchilla,sinquedarafectadasporlaperturbacinqueseproduzca,yaqueestpicodelavelocidadsupracriticaelquelasperturbacionesenellquidonosetrasmitenaguasarriba.SIFONESNoesunaestructuradeseccincontrada,sinembrago,porserlaltimaentrataryconobjetodeahorrarespacioseincluyedentrodeestacategorabajoelsubttulodeotrosdispositivos.Lossifonesseutilizanenriegoporsuperficieparapasarelaguadesdeunaacequiaocanalhaciaunsurcoomelga.Tambinsehanusadoconxitoparamedirelaguaaplicada.Un tuboencorvado,dealuminiooplstico, funcionacomoun sifncuandoesadecuadamentecebado(llenadoconagua)ycolocadosobreelbordedeundiqueouncanal,detalformaqueunodelosextremossemantengasumergidoenelaguayelotrodescargueenelsurcooalaentradadelamelga.

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Lacargaporvelocidadenunsifncondescargalibreesladiferenciadeelevacinentrelasuperficiedelaguaeneldiqueylabocadesalidadelsifn.Enunsifncondescargaahogada,lacargasemideporladiferenciadeelevacindelaguaentreambosextremos.MedicindecaudalesmximosenlacuencadelRoSantaReddeestacionesLacuencadelroSantacuentaconunaredhidromtricaconformadapor16estaciones.DeestasdosseubicanenelValledeSanta:PuenteCarretera,situadacasienladesembocaduradelroalmar y,Condorcerro, en cabecera de valle y a una altitud de 412m.s.n.m. La estacin PuenteCarreteraseinstalenmarzode1931,estubicadaalpiedelPuentePanamericana,quecruzaelroSanta,aunos3Km.delmar.SENAMHI. Direccin deGeneral de Hidrologa y RecursosHdricos. ImpactoHidrolgico delFenmenoElNioyLaNiaenlaCuencadelRoSanta.InformeFinal.Lima,2005.13EncuantoalaestacinCondorcerro,inicialmenteestabaubicadasobreelroSanta,inmediataala confluenciaconel roTablachaca.Estopermitamedir loscaudalesnaturalesde la cuenca.Desafortunadamente el alud provocado por el terremoto del 31 demayo de 1970 la destruycompletamente,volviendoafuncionarenjuliode1975.CaudalesenlacuencaParaevaluarelcomportamientodeloscaudalesenlacuencatantoentiempocomoensumagnitudseempleanlosregistrosdelaestacinPuenteCarretera.CaudalespromediosElexcesodelaguaproduceinundaciones,deslizamientosdesuelos,aluvionesenformaespordicaperoconfuertesimpactosnegativos,fsicosysocioeconmicosparalaspersonasmsvulnerablesporque sus viviendas estn ubicadas en zonas ribereas y marginales debido a sus precariaseconomas.EnlacuencadelroSanta,lacantidaddelaguavaraespacialytemporalmente.EnlosmesesdeEneroaMarzosepresentanloscaudalesmximosenlasquebradasyrosqueocasionandaosalainfraestructura hidrulica: puentes, defensas ribereas, viviendas, alcantarillas, etc.; tambinocasionandeslizamientosyhuaycosquedaanalascarreteras,canalesderiego,etc.Estoseventoshidrometeorolgicoscombinadosconotroseventosgeolgicosproducenimpactosnegativossobreelmedioambiente,laeconomalocalyregional,yconfuertesimpactosnegativossobrelacalidaddevidadelapoblacinmsvulnerable.

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ConstruccindeunaforadorParshallparalamedicindelcaudaldeunro.