El documento describe tres experimentos realizados para calcular caudales mediante el uso de vertederos triangulares, rectangulares y de desborde (aliviaderos). En cada experimento se midieron los caudales y se calcularon los caudales teóricos para analizar los coeficientes de descarga. Los resultados muestran las tablas de datos recolectados y los cálculos realizados para diferentes caudales en cada tipo de vertedero.

1. 1. Introducción
1.1Objetivos
Este laboratorio tiene como principal objetivo calcular el caudal que escurre
por un canal mediante el uso de vertederos. Por otro lado, calcular la
pérdida que se genera en un aliviadero.
La primera experiencia, Vertederos triangulares, tuvo como objetivo
calcular el caudal de un canal empleando un vertedero triangular. Además,
obtener y analizar los coeficientes “Cd” para diferentes caudales.
La segunda experiencia, Vertederos rectangulares, tuvo como objetivo
calcular el caudal de un canal empleando un vertedero rectangular. Además,
obtener y analizar los coeficientes “Cd” para diferentes caudales.
La tercera experiencia, Vertederos de desborde (aliviaderos), tuvo como
objetivo calcular la pérdida que se genera en un aliviadero en función del
coeficiente α.
Además, obtener y analizar el coeficiente “C” para diferentes caudales
empleando dos métodos: WES y general.
Finalmente, las tres experiencias tuvieron como objetivo obtener el gráfico
“Q” vs “H” para el caudal teórico y caudal medido.
1.2Aplicaciones prácticas en la ingeniería
Conocer acerca de vertederos y aliviaderos es importante para la ingeniería
hidráulica, estos conocimientos pueden ser aplicados en diferentes casos,
algunos de los cuales serán mencionados a continuación.
- Los vertederos principalmente son empleados para calcular el caudal
que escurre por un canal natural o artificial.
- En presas, los vertederos permiten la evacuación de aguas, este suele
ser un procedimiento frecuente debido a que con ello se puede controlar
el nivel de agua del reservorio.

2. - Además los vertederos son empleados para regular el nivel de agua y
reducir las fluctuaciones de aguas de rio, de este modo el rio se usará
como lago y/o como zonas de navegación.
- Por otro lado, un aliviadero es empleado para la disipación de energía
con el fin de reducir daños en el proceso de devolución de cauce natural
no genera daños, para ello se pueden utilizar saltos.
- En presas, el aliviadero es muy importante para la seguridad de la
estructura hidráulica pues este evita que la elevación del nivel aguas
arriba supere el nivel máximo permitido.
2. Metodología y Datos
2.1Fundamento teórico
a. Vertederos triangulares
Un vertedero es utilizado para medir caudales en canales. Estos
consisten de una placa delgada, generalmente presenta material
metálico y es instalado transversalmente al canal. Presentan una
escotadura por donde pasa el agua. “El agua y el vertedero tienen lugar
según un arista”.
Antes del vertedero se produce un remanso de la corriente, la velocidad
con que se aproxima el agua disminuye bastante, por lo cual usualmente
la altura de velocidad se desprecia.

3. En vertederos de sección triangular, se tiene la siguiente expresión para
el caudal teórico.
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 =
8
15
√2𝑔.tan (
𝜃
2
) . 𝐻
5
2
Donde 𝜃 es el ángulo de escotadura y “H” la carga de agua medida desde el
vértice.
Por otro lado, el caudal real es menor que el caudal teórico debido a que
existen pérdidas por fricción y contracción de la vena y velocidad de
aproximación.
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝐶𝑑.
8
15
√2𝑔.tan (
𝜃
2
). 𝐻
5
2
b. Vertederos rectangulares
Un vertedero es utilizado para medir caudales en canales. Estos
consisten de una placa delgada, generalmente presenta material
metálico y es instalado transversalmente al canal. Presentan una
escotadura por donde pasa el agua. “El agua y el vertedero tienen lugar
según un arista”.
Antes del vertedero se produce un remanso de la corriente, la velocidad
con que se aproxima el agua disminuye bastante, por lo cual usualmente
la altura de velocidad se desprecia.
Análogamente al caso anterior tenemos las siguientes relaciones.
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 =
2
3
√2𝑔. 𝐿(( 𝐻 + ℎ𝑣)
3
2 − ℎ𝑣
3
2)
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝐶𝑑.
2
3
√2𝑔. 𝐿(( 𝐻 + ℎ𝑣)
3
2 − ℎ𝑣
3
2)
c. Vertederos de desborde (aliviaderos)

4. Un aliviadero es un vertedero que consiste en una estructura cuyo perfil
usual reproduce la superficie libre inferior de la vena de descarga de un
vertedero de pared delgada.
Sobre este tipo de vertederos el flujo es rápidamente variado (no se
puede suponer distribución hidrostática de presiones, y la pérdida de
fricción se desprecia debido a que tiene lugar en un tramo tan corto.
El U.S. Army Corps of Engineers, en su WES ha desarrollado varias
formas estándar de perfiles para este tipo de aliviaderos de los cuales,
en este caso emplearemos la siguiente.
𝑋1.85
= 2. 𝐻𝑑0.85
. 𝑌
Donde X e Y son coordenadas del perfil de la cresta con el origen en el
punto más alto de ella y Hd es la altura de diseño sin considerar la altura
de velocidad de aproximación. Para vertederos diseñados para la forma
WES la ecuación experimental que rige la descarga es:
𝑄 = 𝐶. 𝐿. 𝐻𝑒1.5
Según ensayos, para vertederos altos (h > 1.33 Hd), el efecto de la
velocidad entrante se desprecia. Para esta condición y con altura de
diseño, el coeficiente de descarga es 2.215 (m^0.5)/s.

5. 2.2Procedimiento
a. Vertederos triangulares
En primer lugar se instaló el vertedero triangular en el canal.
A continuación, se abrió la válvula y se fijó un caudal.
Luego, en el vertedero de sección triangular, medimos las cotas de fondo
y de superficie.
Este proceso se realizó 4 veces para diferentes caudales.
b. Vertederos rectangulares
En primer lugar se instaló el vertedero rectangular en el canal.
A continuación, se abrió la válvula y se fijó un caudal.
Luego, en el vertedero de sección rectangular, medimos las cotas de
fondo y de superficie.
Este proceso se realizó 3 veces para diferentes caudales.
c. Vertederos de desborde (aliviaderos)
Primero colocamos el aliviadero en el canal.
Luego se abrió la válvula y se fijó un caudal.
Finalmente se tomaron las medidas de las cotas.
Este proceso se realizó 2 veces para diferentes caudales.

6. 2.3Descripción de los datos
a. Vertederos triangulares
En esta experiencia trabajamos con 4 caudales diferentes. Para cada
caso medimos los tirantes aguas arriba, antes de llegar al vertedero
triangular.
Además medimos la altura del vertedero.
Tabla de datos
Altura del vertedero 16.5 cm
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
5
Y superficie 24.39
Y 26.35
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
10
Y superficie 21.1
Y 29.64
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
15
Y superficie 18.51
Y 32.23
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
20
Y superficie 17.47
Y 33.27

7. Tabla de datos resumen
Q real
(lps)
Altura de agua a 2m. Aguas
arriba (cm)
Altura del
Vertedero
(cm)
Ángulo de
escotadura (°)
5 26.35 16.5 90
10 29.64 16.5 90
15 32.23 16.5 90
20 33.27 16.5 90
b. Vertederos rectangulares
En esta experiencia trabajamos con 3 caudales diferentes. Para cada
caso medimos los tirantes aguas arriba, antes de llegar al vertedero
triangular.
Además medimos la altura del vertedero
Tabla de datos
Altura del vertedero 11.6 cm
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
25
Y superficie 23.47
Y 27.27
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
35
Y superficie 20.42
Y 30.32
Q (lps)
y1 (cm)
Y fondo 50.74
45
Y superficie 16.83
Y 33.91

8. Tabla de datos resumen
Q real
(lps)
Altura de agua a 2m. Aguas
arriba (cm)
Altura del
Vertedero (cm)
25 27.27 11.6
35 30.32 11.6
45 33.91 11.6
c. Vertederos de desborde (aliviaderos)
Para esta experiencia trabajamos con dos caudales diferentes.
Tabla de datos
Q (lps)
y1 (cm) y2 (cm)
Cota del vertedero 24.83 h vertedero 11.65
Y fondo 50.74 Y fondo 9.93
15
Y superficie 18.54 Y superficie 13.07
Y 32.2 Y 1.42
Q (lps)
y1 (cm) y2 (cm)
Cota del vertedero 24.83 h vertedero 11.65
Y fondo 50.74 Y fondo 9.93
25
Y superficie 16.2 Y superficie 14.19
Y 34.54 Y 2.54
Tabla de datos resumen
Q real (lps) y1 (cm) y2 (cm)
15 32.2 1.42
25 34.54 2.54

9. 3. Resultados y discusión de resultados
3.1Resultados
a. Vertederos triangulares
Realizaremos los cálculos para el caudal de 5 lps
 En primer lugar calculamos H: Y – altura del vertedero
H = 26.35 – 16.5 = 9.85 cm
 Luego calcularemos el Q teórico:
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 =
8
15
√2𝑔.tan (
𝜃
2
) . 𝐻
5
2
Entonces
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 =
8
15
√2 ∗ 9.81.tan (
90
2
). 0.0985
5
2 = 0.00719
𝑚3
𝑠
= 7.19 𝑙𝑝𝑠
 Finalmente calculamos Cd:
𝐶𝑑 =
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
Entonces
𝐶𝑑 =
5
7.19
= 0.70
Tabla de resultados:
Q real
(lps)
H
(cm)
Q teórico
(lps)
Cd
5 9.85 7.19 0.70
10 13.14 14.79 0.68
15 15.73 23.18 0.65
20 16.77 27.21 0.74

10. b. Vertederos rectangulares
Realizaremos los cálculos para el caudal de 25 lps
 En primer lugar calculamos H: Y – altura del vertedero
H = 27.27 – 11.6 = 15.67 cm
 Luego calcularemos la velocidad y altura de velocidad
𝑣 =
𝑄
𝐵. 𝑦
ℎ𝑣 =
𝑣2
2𝑔
Entonces
𝑣 =
0.025
0.4 ∗ 0.2727
= 0.23 𝑚/𝑠
ℎ𝑣 =
2.232
2 ∗ 9.81
= 0.0027 𝑚 = 0.27 𝑐𝑚
 A continuación analizaremos si se realizará corrección de L
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20 25
H (cm)
H (cm)

11. “ t = 0.10 m”
H = 0.1567
2.5 H = 2.5 * 0.1567 = 0.39
“ t > 2.5 H” En este caso no cumple.
Entonces no se realizará corrección a L.
 Después calculamos el Q teórico
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 =
2
3
√2𝑔. 𝐿(( 𝐻 + ℎ𝑣)
3
2 − ℎ𝑣
3
2)
Entonces
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 =
2
3
√19.62.∗ 0.2 ((0.1567 + 0.0027)
3
2 − 0.0027
3
2 ) = 0.0375
𝑚3
𝑠
= 37.5𝑙𝑝𝑠
 Finalmente calculamos Cd:
𝐶𝑑 =
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
Entonces
𝐶𝑑 =
25
37.5
= 0.667
Tabla de corrección del ancho de vertedero :
Q real
(lps)
t
(m)
2.5 H
(m)
t > 2.5 H
N°
contracciones
(n)
L corregido
(m)
25 0.1 0.392 NO 2 0.2
35 0.1 0.468 NO 2 0.2
45 0.1 0.558 NO 2 0.2
Tabla de resultados:

12. Q real
(lps)
H
(cm)
hv
(cm)
V (m/s)
Q teórico
(lps)
Cd
25 15.67 0.27 0.23 37.5 0.667
35 18.72 0.42 0.29 49.3 0.710
45 22.31 0.56 0.33 64.3 0.699
c. Vertederos de desborde (aliviaderos)
 En primer lugar calculamos H: Y – altura del vertedero
H = 32.20 – 25.91 = 6.29 cm
 Luego calculamos el hv de entrada y de salida
ℎ𝑣 = (
𝑄
𝐴
)2
.
1
2𝑔
Entonces
ℎ𝑣 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = (
0.0015
0.4 ∗ 0.00629
)2
.
1
2 ∗ 9.81
= 1.81 𝑐𝑚
ℎ𝑣 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 = (
0.0015
0.4 ∗ 0.00142
)2
.
1
2 ∗ 9.81
= 35.55 𝑐𝑚
 Luego sacamos el delta de Energía
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50
H (cm)
H (cm)

13. 𝑫𝒆𝒍𝒕𝒂𝑬 = 𝐸2 − 𝐸1
Entonces
𝑫𝒆𝒍𝒕𝒂𝑬 = 1.42 + 1.72 + 35.55 − (25.91 + 6.29 + 1.81) = 0.0467 𝑚
 Calculamos el Alpha
𝐴𝑙𝑝ℎ𝑎 =
𝐷𝑒𝑙𝑡𝑎 𝐸
𝑣2
2𝑔
Entonces
𝐴𝑙𝑝ℎ𝑎 =
0.0467
0.5962
2 ∗ 9.81
= 2.58
 Cálculo de C
𝑄𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 = 𝐶
2
3
√2𝑔. 𝐿(( 𝐻 + ℎ𝑣)
3
2 − ℎ𝑣
3
2)
Entonces
0.015 = 𝐶
2
3
√2 ∗ 9.81.∗ 0.40 ((0.0629 + 0.0181)
3
2 − 0.0181ℎ𝑣
3
2) = 0.62
𝑚1/2
𝑠
 Cálculo de C WES
𝐶 =
𝑄𝑟𝑒𝑎𝑙
𝐿. 𝐻𝑒1.5
Entonces
𝐶 =
0.015
0.40 ∗ (0.0629+ 0.0181)1.5
= 1.63

14. Tabla de resultados:
Q (lps)
H
(cm)
hv Entrada
(cm)
hv Salida
(cm)
alpha
C
(m^0.5/s)
CWES
(m^0.5/s)
15 6.29 1.81 35.55 2.58 0.620 1.63
25 8.63 2.67 30.86 2.36 0.630 1.64
3.2Discusión de resultados
a. Vertederos triangulares
Para los 4 diferentes caudales obtenemos valores de Cd muy cercanos
entre ellos.
Por otro lado, para los cuatro casos el caudal teórico es mayor al caudal
real.
Además, vemos que mientras mayor es la altura de carga, es mayor la
diferencia entre el caudal real y teórico.
b. Vertederos rectangulares
En este experimento no se realizó la corrección al L, debido a que para
ningún caso se cumple la condición para aplicar la corrección al ancho
de cresta.
En esta experiencia también se aprecia que el coeficiente de descarga
Cd es menor a 1.
c. Vertederos de desborde (aliviaderos)
Para esta experiencia se ve que la altura de velocidad es inversamente
proporcional al caudal suministrado.
Además el alpha tiene un valor aproximado de 2.5 para las dos casos.
También el valor de C utilizando la ecuación general para vertedero es
menor al Coeficiente de descarga WES

15. FUENTES DE ERROR
En las tres experiencias se observaron diferencias entre valores obtenidos
teóricamente y experimentalmente.. Estos, posiblemente se debieron a fuentes
de error que se mencionarán a continuación.
- Los vertederos presentaban filtraciones por los costados del canal.
- Errores en la toma de datos.
4. Conclusiones y recomendaciones
4.1Conclusiones
- Para la primera experiencia, se observó que el Cd para los tres casos
era menor que 1, entonces concluimos que el caudal teórico es mayor
que el caudal real. Esto sucede debido a que en el cálculo de caudal
teórico no consideramos altura de velocidad.
- Sobre la segunda experiencia con vertederos rectangulares se observó
que el caudal teórico es mayor que el caudal real. Por lo tanto el
coeficiente de descarga es menor a 1.
- De la segunda experiencia, según la tendencia d los datos, concluimos
que a mayor caudal, mayor es la altura de carga. Esto sucede debido a
que al tener una misma sección y ante un incremento de caudal, la
velocidad será mayor.
- Con respecto a la tercera experiencia vemos que la altura de velocidad
es mayor mientras el caudal es menor. Esto se produce debido al
incremente de la velocidad al incrementarse el caudal en el canal.
4.2Recomendaciones
- Se recomienda trabajar con vertederos de los cuales se conoce la altura
a la arista inferior de este. Ya que nos dieron un dato teórico de la altura
de la arista inferior del vertedero y obtuvimos un valor diferente al
medirlas.

16. 5. Bibliografía
- MECÁNICA DE FLUIDOS I
Wendor Chereque
Studium S.A.
Lima, 1987
- HIDRÁULICA DE LOS CANALES ABIERTOS
Ven Te Chow
Editoria Diana
Mexico, 1982
- HIDRAULICA DE TUBERÍAS Y CANALES
Arturo Rocha
UNI, 2007
- GUÍA DE LABORATORIO DE HIDRÁULICA DE CANALES ABIERTOS
PUCP, 2016