IMFORME DE PRÁCTICA

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ

CARRERA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERA SANITARIA Y AMBIENTAL

IMFORME DE PRÁCTICA

CURSO

I.- INTRODUCCION

El presente informe está orientado al estudio y análisis de AFOROS que consiste en la determinación del caudal o descarga en un curso de agua para un nivel observado ya sea en un punto de medición de la sección de control, para realizar esta práctica de campo se utilizó el instrumento CORRENTOMETRO que nos sirve para medir la velocidad del agua del rio.

Para realizar este aforamiento se aplicó el Método del Lastre en vadeo el cual se realiza cuando el rio tiene características de ancho y profundidad que permite el ingreso de un aforador.

Gran parte de los problemas de la administración del agua radica en la deficiencia de controles del caudal en los sistemas de riego.

La Hidrometría se encarga de medir, registrar, calcular y analizar los volúmenes de agua que circulan en una sección transversal de un río, canal o tubería; pertenecientes a un pequeño o gran sistema de riego en funcionamiento.

II.- OBJETIVOS

• Aforar el rio Coata en el puente Unocolla

• Medir el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo dentro de una sección transversal de flujo.

• Evaluar e interpretar adecuadamente los datos de medición proporcionados por cada uno de los diferentes dispositivos y poder correlacionar las lecturas obtenidas a través de las diferentes metodologías.

• Tener en conocimiento del manejo adecuado de los instrumentos.

III.- UBICACIÓN:

3.1.-UBICACION DEL RIO COATA:

Rio Coata (Río Coata) es un/una corriente (class H - Hidrográfica) en Departamento de Puno (Puno), Perú (South América) con un código de región de Américas/Western Europea. Se encuentra a una altitud de 3,731 metros sobre el nivel del mar.

Río Coata se conoce también como Rio Coata, Rio de Coata, Río Coata.

3.2.-COORDENADAS:

Sus coordenadas son 15°34'60" S y 69°54'0" W en formato DMS (grados, minutes, segundos) o -15.5833 y -69.9 (en grados decimales). Su posición UTM es DC07 y su referencia Joint Operation Graphics es SD19-14.

La hora local actual es 17:38; el sol sale a las 09:02 y se pone a las 21:09 hora local (América/Lima UTC/GMT-5). La zona horaria de Rio Coata es UTC/GMT-5

En 2014 el horario de verano comienza el - y termina el -.

A Corriente es un cuerpo de agua corriente en movimiento a un nivel inferior en un canal en tierra.

IV.- MARCO TEORICO:

4.1. CONCEPTO DE AFORO

Aforar es medir un caudal. Para realizar un aforo en un sistema hidráulico, se puede medir directamente el volumen, en un recipiente y el tiempo, con un cronómetro.

Este método volumétrico es el más recomendable, sin embargo a veces es difícil de aplicar, solamente resulta útil para caudales pequeños y donde las características físicas lo permitan.

Debido a lo anterior, han surgido los métodos indirectos, que como su nombre lo señala miden otras variables físicas distintas del caudal, como por ejemplo la velocidad o la altura piezométrica, para luego, aplicando los principios hidráulicos, obtener dicho caudal.

Los métodos de medición indirectos de caudales se pueden agrupar en dos tipos: área-Velocidad y Altura Piezométrica. A continuación se describen ambos métodos:

4.1.1 Método área – Velocidad

En este método se utiliza la ecuación de continuidad.

El caudal en una sección transversal de área A está dado por:

(1.2)

en donde la integral se aproxima sumando los caudales incrementales calculados para cada medición i, i = 1,2,…,n, de velocidad y profundidad Di. Las mediciones representan valores promedio a lo largo de un ancho del

cauce, luego el caudal se calcula como:

(1.3)

Por su parte, la velocidad , en un punto, se puede medir, por ejemplo, con alguno de los siguientes dispositivos: flotador y reloj, molinetes y sensores de inducción magnética.

Con el flotador y el reloj se toman lecturas del tiempo que recorre un cuerpo que avanza flotando sobre el agua. El molinete registra el número de vueltas que impone el efecto dinámico del agua y se relaciona esta frecuencia de giro con la velocidad. El sensor de inducción magnética basa su funcionamiento en la ley de Faraday que dice que si un medio electro conductor se desplaza en un campo magnético, una tensión inducirá dicho conductor; por lo tanto la tensión es proporcionalmente lineal a la velocidad del conductor eléctrico (corriente de agua).

Figura 1.1: Dispositivos para medición del Caudal

Al usar uno u otro aparato de medición es necesario tener siempre presente la posibilidad de generar errores en las mediciones, debido a que un pequeño error inicial se puede propagar y repercutir en el dato final.

4.1.2 Método de la altura piezométrica

El otro método indirecto para medir el caudal que tiene una corriente de agua, es el que expresa este caudal como una función de la altura piezométrica. La relación es muy sencilla, siendo del tipo potencial:

Figura 1.2: Dispositivos para medición del Caudal

(1.4)

En donde,

Q: caudal

C: coeficiente de descarga

Hp: altura piezométrica

Z: exponente

Tanto el coeficiente C como el exponente z, dependen de las características geométricas del dispositivo de medición que se trate.

Son varios los dispositivos que utilizan esta relación, como por ejemplo: vertederos, Canaletas Parshall y sensores de nivel, entre otros.

Existen en el mercado equipos que son más sofisticados, en donde las lecturas de las alturas o cargas piezométricas se realizan por medio de celdas de presión (transductores) y equipos ultrasónicos, que por un lado mejoran las mediciones notablemente, pero por otro resultan muchísimo más costosos.

Hay varios requerimientos para la instalación física de estos equipos de medición, que dependen de cada dispositivo en particular. En canales de superficie libre, la altura piezométrica debe medirse en lugares donde la altura de velocidad sea despreciable, lo cual se logra donde el agua escurre con flujo subcrítico o donde el agua se encuentra estancada.

4.2.-MEDICION DEL CAUDAL DEL AGUA

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.

La fórmula que representa este concepto es la siguiente:

Q = A x V

Donde:

Q = Caudal o Gasto.

A = Área de la sección transversal.

V = Velocidad media del agua en el punto.

4.3.-MÉTODOS DE AFORO DE CORRIENTES NATURALES DE AGUA MÁS UTILIZADOS.

4.3.1. AFORO VOLUMÉTRICO.

Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes naturales de agua. Fig 1 y 2

Fig. 1. Instalación temporal para Fig. 2. Instalación para un aforo Volumétrico con vertedero. Volumétrico.

El aforo volumétrico consiste en medir el tiempo que gasta el agua en llenar un recipiente de volumen conocido para lo cual, el caudal es fácilmente calculable con la siguiente ecuación:

Q=V/t.

4.3.2. AFORO CON VERTEDEROS Y CANALETAS.

Se utilizan principalmente en la medición de caudales en pequeñas corrientes, en canales artificiales y de laboratorio; su uso en corrientes naturales es muy restringido. Un funcionamiento típico de un vertedero para aforar corrientes naturales se muestra en la Fig. 3.

Fig. 3. Secciones de control artificiales para aforar corrientes naturales.

4.3.3. AFORO CON TUBO DE PITOT.

Su mayor aplicación se encuentra en la medición de velocidades en flujo a presión, es decir, flujos en tuberías. Sin embargo, también se utiliza en la medición de velocidades en canales de laboratorio y en pequeñas corrientes naturales. Es tubo de pitot permite medir la velocidad de la corriente a diferentes profundidades, por lo cual se puede conocer la velocidad media en la sección, que multiplicada por el área de ésta, produce el caudal

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