Las estructura hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad

1. UNIVERSIDAD PERUANA UNION
FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA
E.A.P. Ingeniería Civil
AFORO DE CANAL Y DISEÑO DE MEDIDOR PARSHALL
Presentado por:
Cesario Chacon Cruz
Dennis David Cayo Mamani
Rolby Umpiri Calla
Ibeth Yuli Larico Mamani
Docente:
Bach. Rody Smith Montesinos Tamara
X Ciclo
Villa Chullunquiani, 11 de noviembre de 2013

2. INTRODUCCION
1. OBJETIVO
2. DESCRIPCION DE LA ZONA DEL CANAL
3. AFORO DE LA VELOCIDAD DEL CANAL
4. PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
5. MEDIDORES PARSHALL
6. DISEÑO DE MEDIDOR PARSHAL

3. INTRODUCCION
Las estructura hidráulicas son las obras de ingeniería necesarias para lograr el
aprovechamiento de los recursos hídricos y controlar su acción destructiva. Trabajan en la
mayoría de los casos en combinación con elementos y equipos mecánicos. Se construyen en
beneficio del hombre y el desarrollo de la humanidad
En la actualidad existen diversos tipos de medidores de caudal para canales abiertos, uno de
estos es el llamado “Canal de Parshall o Aforador de Parshall”, el cual existen diversos
tamaños dependiendo de en donde quiera aplicarse este medidor. Por la importancia que
tiene un Aforador Parshall dentro de la Hidráulica, es necesario conocer cuáles son los
requerimientos mínimos para su elaboración, así como sus dimensiones, su clasificación y
la forma de elaborarlo.
1. OBJETIVO
 Diseñar un medidor Parshall aplicando los conceptos aprendidos en el curso de
Estructuras Hidráulicas.
 Aforar el caudal de un canal de riego
2. DESCRIPCION DE LA ZONA DEL CANAL
El canal al cual se le tendrá que diseñar un medidor Parshall está ubicado en el
Departamento de Puno Provincia de San Román y Distrito de Cabanilla (Fig.2.1)
Como bien se sabe el Proyecto Especial Lago Titicaca PELT, ejecuta obras de
irrigación para todo el departamento, en el presente trabajo se toma como referencia el
canal ejecutado en la comunidad de Rosario.
Ubicado al norte del Distrito de Cabanillas, aproximadamente a 25km, las única via
principal de acceso a dicha comunidad es de afirmado, para su transporte los pobladores
de dicha zona utilizan las motos lineales, y también moto taxi.
Durante el recorrido se encontraron diversos canales, ya sean revestidos de concreto, y
otros sin revestir, para realizar el aforo más exacto se tomó un canal de sección
trapezoidal ubicado dentro de la comunidad Rosario.

4. Figura 2.1
3. AFORO DE LA VELOCIDAD DEL CANAL
Entre los métodos más utilizados para medir caudales de agua se encuentran los
siguientes:
 Método del flotador
 Método del correntómetro
 Método volumétrico
 Método de la trayectoria
El método empleado para medir el caudal del canal elegido fue el método del flotador,
ya que es mas sencillo en cuanto a su medición, dando resultados confiables.
A continuación se detalla el proceso del método.

5. Método del flotador:
El método del flotador se utiliza en los canales y acequias y da solo una medida
aproximada de los caudales. Su uso es limitado debido a que los valores que se obtienen
son los estimados de caudal siendo necesario el uso de otros métodos cuando se requiere
una mayor precisión. En este método, de igual manera, se utilizan los valores promedio
de las variables determinadas.
Pasos:
a) Primer paso: Seleccionar el lugar adecuado.
Se selecciona en el río o canal un tramo uniforme, en el que el agua fluya libremente, sin
turbulencias, ni impedimentos, que sea recto y de sección transversal uniforme, de
alrededor de 3 metros de largo, donde el agua escurra libremente.
b) Segundo paso: Medición de la velocidad.
En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de llegada) y medir la
distancia, una persona se ubica en el punto A con el las boyas y otra en el punto B con el
reloj o cronómetro. Se medirá el tiempo de recorrido del flotador del punto A al punto B.
Se recomienda realizar un mínimo de 3 mediciones y calcular el promedio. La velocidad
de la corriente de agua del río se calcula con base en la siguiente:
c) Tercer paso: Medición del área de la sección transversal del canal.
En el tramo seleccionado, ubicar la sección o el ancho del canal que presente las
condiciones promedio y en la que se nos facilite la medición del área transversal.
Luego se calcula el área usando el método del trapecio:
d) Cuarto paso: Cálculo del Caudal del río.

6. Con los datos obtenidos se procede a calcular el caudal del río, QR, con base en la
siguiente ecuación:
( ⁄ ) ( ⁄ ) ( )
Donde K es un factor de corrección relacionado con la velocidad. El valor de K se debe
seleccionar de acuerdo al tipo de río o canal y a la profundidad del mismo, de
conformidad con la tabla:
4. PRINCIPIO DE ARQUIMEDES
Arquímedes de Siracusa vivió entre los años 287 y 212 A.C. Entre sus descubrimientos
más notables está el principio de flotabilidad de los cuerpos, conocido hoy como
principio de Arquímedes.
Arquímedes descubrió que un cuerpo, al ser sumergido parcial o totalmente en el interior
de un fluido, experimenta una fuerza hacia arriba, llamada fuerza de empuje o,
simplemente, empuje, cuyo módulo es igual al peso del fl uido que desplaza.
En este caso el objeto permanece parcialmente sumergido, es decir, flota. Esto se debe a
que si el cuerpo se sumerge completamente, su peso es menor que el peso del fluido que
desplaza, de manera que asciende hasta la superficie
Así, para un objeto flotante, la condición de equilibrio en función de su densidad (ρ0) y
la densidad de fl uido (ρ) es:
5. MEDIDORES PARSHALL
La conducción elevada Parshall es un dispositivo aforador de camino crítico que se
puede instalar en un canal, acequia o surco, para medir el caudal de agua. Es una forma

7. particular de conducción elevada ventura y se denomina como su principal creador, el
fallecido R.L. Parshall. La conducción elevada (Figura 5.1) ha sido normalizada y
calibrada para una amplia gama de capacidades en los Estados Unidos.
CONDUCCION ELEVADA PARSHALL Figura 5.1
La conducción elevada consta de tres secciones principales: una sección convergente o
de contracción en su extremo de aguas arriba; un tramo que conduce a una sección
contraída o garganta y una sección divergente o creciente aguas abajo
Las conducciones elevadas de dimensiones mayores tienen un suelo de acceso y muros
en aleta en el extremo de aguas arriba. (Fig. 5.2)El suelo de la sección convergente está
nivelado, tanto en sentido longitudinal como transversal. El suelo de la garganta se
inclina hacia abajo y el suelo de la sección divergente se inclina hacia arriba.

8. SECCIÓN CONTRAÍDA O GARGANTA Y UNA SECCIÓN DIVERGENTE FIG. 5.2
La conducción elevada tiene varias ventajas significativas. Puede funcionar con pérdidas
de altura relativamente pequeñas. Esta posibilidad permite su utilización en canales de
profundidad relativamente pequeña y perfiles planos. Para una descarga, la pérdida de
altura con una conducción elevada Parshall es solamente alrededor de ¼ de la requerida
por un vertedero en condiciones similares de derrame libre. La conducción elevada es
relativamente insensible a la velocidad de aproximación. Permite, además, realizar
buenas mediciones sin inmersión, con una inmersión moderada o incluso con una
inmersión considerable aguas abajo. Si se construye y mantiene debidamente, se pueden
obtener exactitudes con un margen de error de ± 2 por ciento para derrame libre y ± 5

9. por ciento para derrame sumergido. La velocidad de la corriente es lo bastante elevada
como para eliminar virtualmente los depósitos de sedimentos dentro de la estructura
durante el funcionamiento. Otra ventaja es que no existe ninguna forma fácil de alterar
las dimensiones de las conducciones elevadas ya construidas o de cambiar el dispositivo
o canal de algún modo para conseguir una proporción de agua no permitid
Un inconveniente de la conducción elevada es que las dimensiones normalizadas han
reseguirse con unas tolerancias muy pequeñas para poder conseguir una exactitud
razonable en las mediciones. Esto exige que la construcción se realice con exactitud,
empleando mano de obra especializada, lo que hace que el dispositivo resulte
relativamente caro. Otro inconveniente es que las conducciones elevadas no se pueden
utilizar en estructuras formadas por la combinación en forma compacta de desviación,
dispositivos de control y dispositivos de aforo.
La conducción elevada Parshall se puede construir con arreglo a una amplia gama de
tamaños para medir descargas comprendidas entre un litro por segundo y más de 100 m
3
por segundo. La anchura de la garganta (W en la figura 5.2) se usa para designar el
tamaño de la conducción elevada.
5.1. Propiedades hidráulicas
La descarga por la conducción elevada Parshall puede tener lugar en condiciones
derrame libre o derrame sumergido. Para determinar el régimen de descarga, se disponen
dos limnímetros (Ha
y Hb
). Ambos limnímetros se gradúan con el punto cero en la cota
media de la coronación de la conducción elevada.
Cuando se elige la relación correcta entre la anchura de la garganta y la descarga, la
velocidad de aproximación queda automáticamente controlada. Este control se realiza
eligiendo una anchura de garganta que sea suficiente para adaptarse al caudal máximo
que haya que medir, aunque debe ser lo suficientemente estrecha para hacer que se
produzca un aumento en la profundidad de la corriente aguas arriba. Esto da como
resultado una superficie mayor de sección transversal de la corriente de aproximación y,
por ende, una reducción de la velocidad.
5.2. Derrame libre
En condiciones de derrame libre, el régimen de descarga depende únicamente de la
longitud de la coronación, W, y de la profundidad del agua en el punto en que se halle
situado el limnímetro, Ha
, en la sección convergente, siendo en esto similar a un
vertedero en el que solamente intervenga en el cálculo de la descarga la longitud de la
coronación y la altura. Una de las importantes características de la conducción elevada

10. Parshall en su posibilidad de soportar un grado relativamente elevado de inmersión,
dentro de una amplia gama de conducciones de aguas remansadas aguas debajo de la
estructura, sin reducción del régimen indicado de derrame libre. La corriente que pasa
por la garganta y las secciones divergentes de la conducción elevada puede fluir en dos
etapas diferentes: (i) cuando el agua velocidad se desplaza en forma de lámina delgada
adaptándose perfectamente a la inclinación del extremo inferior de la garganta (indicado
por Q en la Figura 5.2), y (ii) cuando el agua remansada eleva la superficie del agua
hasta la Cota S, haciendo que se forme un rizo u onda en el extremo de la garganta o
justamente aguas debajo de la misma.
5.3. Derrame sumergido
En la mayoría de las instalaciones, cuando la descarga se aumenta por encima de un
valor crítico, la resistencia a fluir en el canal aguas abajo llega a ser suficiente para
reducir la velocidad, aumentar la profundidad de la corriente y producir un efecto de
agua remansada en la conducción elevada Parshall. Pudiera pensarse que la descarga
empezaría a reducirse tan pronto como el nivel de agua remansada Hb
sobrepasase la
cota de la coronación de la conducción elevada; sin embargo, no sucede así. Los ensayos
de calibración revelan que la descarga se reduce hasta que la razón de inmersión Hb
: Ha
,
expresada en porcentaje, sobrepasa ciertos límites.
El límite superior de la razón de inmersión es 95 por ciento. En este punto la conducción
elevada deja de constituir un dispositivo eficaz de aforo pues la diferencia de altura entre
Ha
y Hb
llega a ser tan pequeña que cualquier ligera inexactitud en alguna de las lecturas
de altura se traduce en un gran error en la medición del caudal.
6. DISEÑO DE MEDIDOR PARSHALL
Canal 1
Sección Inicio: (2)
Y = 0.165 m
T = 1.075 m
B = 0.79 m
Sección final: (1)
Y = 0.165 m
T = 1.06 m
L

11. B = 0.78 m
Medición de tiempo en el espejo de agua para una distancia de 20 m
Tiempo (s)
1 34.96
2 24.52
3 25.96
4 29.36
5 26.86
Canal 2
Sección del canal
Y = 0.145 m
T = 1.16 m
B = 0.85 m
Medición de tiempo en el espejo de agua para una distancia de 20 m
Tiempo (s)
1 42.66
2 45.45
3 41.94
4 39.33
5 40.03
6 41.98