Este documento describe diferentes métodos para medir el caudal de corrientes y afluentes, incluyendo aforo volumétrico, aforo por área-velocidad utilizando correntómetros o flotadores, y medición de caudal en canales abiertos usando vertederos o canaletas. Explica los procedimientos, fórmulas y limitaciones de cada método.

1. Aforo de Caudal
AFORO DE CAUDALES EN CORRIENTES Y AFLUENTES
Introducción
No aplica.
Definiciones especiales
Caudal: flujo de agua por unidad de tiempo.
Efluente: salida de un sistema de tratamiento.
Responsables de ejecución y supervisión.
El Oficial de Calidad es responsable por la adecuada implementación de este
procedimiento.
El personal que realiza el muestreo es el responsable por la observancia del
presente documento.
Recursos
Documentos
FF-LAB-CVS 53 Aforo de ríos, caños, quebradas y arroyos.
FF-LAB-CVS 54 Aforo volumétrico de caudal.
FF-LAB-CVS 67 Aforo área – Velocidad de caudal.
Equipos
Cronómetro.
Cinta métrica, con graduaciones en centímetros y pulgadas.
Regla de perfil cuadrado, graduada en centímetros, para medición de altura libre y
las coordenadas X, Y
Correntómetro o molinete, con todos sus accesorios y con hélice liviana #3.
Materiales
Balde o caneca plástica de 10 a 100 L de capacidad, con graduaciones de 1 L , para
aforo volumétrico.
Probeta plástica, de 100 a 1000 mL de capacidad, para aforo volumétrico de
caudales bajos.
Esferas plásticas huecas (pimpones), para aforo por área-velocidad.

2. Limitaciones e interferencias
En la determinación de caudales debe adoptarse la forma más práctica de aforar
dependiendo del tipo de descarga que se tenga; si se hace necesario adecuar el
sitio de muestreo, se deben dar las instrucciones para la implementación de la
adecuación. Los factores que se han de tener en cuenta en el momento de
seleccionar un sistema de aforo son los siguientes:
•Tipo de conducto y accesibilidad.
•El intervalo de medida debe cubrir, con la mejor precisión posible, los caudales
máximo y mínimo previstos teóricamente. Si el punto de medida recoge aguas
pluviales e interesa determinar su caudal, habrá que tener en cuenta la lluvia
máxima registrada caída en la zona.
•Debido a que los vertimientos de aguas residuales se hacen por gravedad, el
método seleccionado deberá producir la mínima pérdida posible de carga.
•Distancia mínima a la que se encuentran todos aquellos servicios generales
precisos para el funcionamiento de todos los aparatos de medida (aire a presión,
corriente eléctrica, etc.).
•Máxima sencillez de manejo y lectura.
•Características del agua r esidual a medir, y su influencia en el equipo (corrosión,
abrasión, ataque químico, taponamiento, etc.).
•Como norma general, todas las partes en contacto con el líquido deben estar
totalmente protegidas, y en aquellos casos en que se puedan desprender g ases o
vapores, los equipos y el personal se separan de su acción lo más lejos que sea
posible, o bien se dotan con la protección adecuada.
Procedimiento
Aforo volumétrico
La medición del caudal se realiza de forma manual utilizando un cronómetro y un
recipiente aforado, generalmente un balde. El procedimiento a seguir es tomar un
volumen de muestra cualquiera (V) y medir el tiempo transcurrido (t) desde que se
introduce a la descarga hasta que se retira de ella; la relación de estos dos valores
permite conocer el caudal (Q) en ese instante de tiempo. Se debe tener un especial
cuidado en el momento de la toma de muestra y la medición del tiempo, ya que es
un proceso simultáneo donde el tiempo comienza a tomarse en el preciso instante
que el recipiente se introduce a la descarga y se detiene en el momento en que se
retira de ella. Se deben realizar varias mediciones y calcular el promedio.
El caudal se calcula como: Q = V / t
Siendo: Q = caudal, en L/s; V = volumen, en L; t = tiempo, en segundos.
Este método tiene la ventaja de ser el más sencillo y confiable, siempre y cuando el
lugar donde se realice el aforo garantice que al recipiente llegue todo el volumen de
agua que sale por la descarga. Entre sus desventajas se cuenta que la mayoría de
veces es necesario adecuar el sitio de aforo para evitar pérdida de muestra en el

3. momento de aforar; también se deben evitar represamientos que permitan la
acumulación de sólidos y grasas.
2. Aforo en canales abiertos
Vertedero
El vertedero es un canal en el cual se coloca una estructura de rebose que puede
adoptar distintas formas; el líquido represado alcanzará distintas alturas en función
del caudal, relacionadas por ecuaciones dependientes del tipo de vertedero, que
puede ser rectangular, triangular o trapezoidal. Las ventajas de este tipo de
vertederos radican en su fácil construcción, bajo costo y buen rango de precisión en
líquidos que no contengan sólidos.
Vertedero rectangular
Es el más utilizado y puede ser de dos tipos:
Con contracción: Tiene una abertura rectangular más pequeña que el ancho del
canal, la cual produce con el caudal un chorro angosto y más acelerado que el flujo
del canal. El flujo se calcula con la fórmula de Francis:
Q = 1.83 ´ L ´ H 1.5
Donde: Q= caudal en m 3 /s; L= longitud de la cresta, en m; H= cabeza, en m.
Sin contracción: Tienen el ancho de la cresta igual al ancho del canal, por lo tanto
los lados del canal actúan como los lados del vertedero. La ecuación para el cálculo
del caudal es la siguiente:
Q = 3.3 ´ L ´ H 1.5
Donde: Q = caudal, en pies cúbicos/s; L = longitud de la cresta, en pies; H =
cabeza, en pies.
Vertedero triangular
Consiste en una ranura angular cortada en el centro del vertedero de tal forma que
el ápice de la ranura esté a la misma distancia del fondo del canal como los lados
del ángulo a la pared del canal. Los ángulos más utilizados son de 90° y 60°. Son
los mejores para medir caudales menores de 28 L/s. El cálculo del caudal es:
Para 90°: Q = 1.4 ´ H (2.5)
Para 60°: Q = 0.775 ´ H (2.47)
Donde: Q = caudal, en m 3 /s; H = altura, en m.
Vertedero trapezoidal
También llamado vertedero Cipolleti, se caracteriza por su forma trapezoidal siendo
las proyecciones de sus paredes 1horizontal y 4 vertical. El cálculo del caudal se
hace aplicando la expresión:

4. Q = 1.859 ´ L ´ H 1.5
Donde: Q = caudal, en m 3 /seg; H = Altura, en m; L = Longitud de la cresta, en
m.
Método de área–velocidad
Este método es utilizado para hallar el caudal en corrientes superficiales y canales
abiertos. Para ello es necesario definir el área de la sección (A) y la velocidad
promedio (V). El caudal se calcula como:
Q = A ´ V
En la práctica, el área transversal total de la corriente o canal se divide en
pequeñas áreas seccionales y en cada una de estas áreas se determina el flujo o
caudal parcial (q i ). El caudal total se obtiene sumando los caudales parciales.
Para medir la velocidad se pueden utilizar correntómetros, molinetes o flotadores.
Medida de la velocidad con correntómetro o molinete
El medidor de corriente o molinete es un dispositivo constituido por una serie de
paletas las cuales giran al estar en contacto con una corriente de agua, siendo el
número de revoluciones proporcional a la velocidad de la corriente. Los aforos del
flujo pueden realizarse siguiendo diversos métodos:
•Con el método de un solo punto se mantiene el medidor a una profundidad de 0.6
h por debajo del agua y en el centro de la misma, siendo poco confiable los
resultados obtenidos.
•En el método de dos puntos se observa la velocidad a 0.2 y 0.8 h, tomándose el
promedio de estos dos valores para representar la velocidad media en la sección
vertical. La profundidad en el canal o corriente deberá ser suficiente para que
pueda trabajar el molinete.
Hay varios tipos de hélices dependiendo de la velocidad de la corriente; si es para
poca velocidad se requiere una hélice liviana (#3). En estos medidores la relación
entre velocidad del agua y el número de revoluciones está dado por:
Q = V ´ A
Donde: Q= caudal; V= velocidad; A= área de la sección; V= a+bnV= velocidad del
agua, en m/seg; a y b son constantes de calibración del equipo; n= N° de
revoluciones/seg.
El tramo o sección a medir debe ser canal abierto, más o menos recto, de fácil
acceso, sin turbulencia. Medir el ancho de la sección y dividirla en 4 franjas,
tomando las distancias en cada punto. En la parte central de cada una de estas
franjas medir la altura de la lámina de agua (h). Ajustar el molinete a 0.4h y medir
el número de revoluciones en 1 minuto; medir mínimo 2 veces en cada punto y a
esa altura. (Si los datos son muy diferentes entre sí es necesario hacer otra
lectura). Ajustar el equipo a 0.6h y medir nuevamente la velocidad por duplicado en
cada punto.

5. Nota: Es importante la selección del número de la hélice utilizada; en el caso
nuestro la más común es la No. 3. La ecuación en este caso es:
Para n < 0,6: V= 0,236 ´ n + 0,016
Para n > 0,6: V= 0,256 ´ n + 0,004
Medida por velocidad superficial (flotadores)
Este método sólo se aplica en tramos uniformes. Consiste en determinar la
velocidad del flujo colocando uno ó varios flotadores tales como esferas plásticas
huecas, hojas, etc., del mismo tamaño y midiendo el tiempo gastado en recorrer
una distancia. Para determinar el área de la sección transversal se mide el largo de
la sección escogida, las alturas de la lámina de agua y el ancho de la sección en
varias partes.
Para medir el tiempo de recorrido del flotador colocar este suavemente sobre la
superficie del agua; no se los debe arrojar porque le imparte velocidad y puede
afectar la medición. Medir el tiempo de recorrido en la distancia seleccionada varias
veces y calcular el promedio.
La velocidad resultante se multiplica por un factor entre 0,4 y 0,92 dependiendo de
la textura del fondo del lecho o canaleta así:
•Poco áspera 0,40 - 0,52
•Grava con hierba y caña 0,46 - 0,75
•Grava gruesa y piedras 0,58 - 0,70
•Madera hormigón pavimento, 0,70 - 0,90
•Grava 0,62 - 0,75
•Arcilla y arena 0,65 - 0,83
Q = V ´ A
Donde: V = velocidad promedio; A = área transversal promedio.
Este método solo sirve para estimar el caudal. Se recomienda hacer mínimo 3
lecturas para el cálculo de la velocidad; Si hay muchas diferencias el proceso se
debe repetir de 20 a 30 veces, luego se debe elaborar una curva y obtener el valor
medio.
Medida de Caudal en tuberías total o parcialmente llenas Horizontes ó inclinadas
por el método de las Coordenadas X Y.
Es posible hacer el cálculo aproximados del caudal que es descargado libremente
por una tubería, midiendo las longitudes en las direcciones X, Y del chorro, una vez
ha dejado la tubería como se muestra a continuación.

6. Después de medido los valores de X, Y se procede a medir el área Hidráulica ( A )
utilizando la siguiente grafica:
h/D
0,00
0
0,05
0
0,10
0
0,15
0
0,20
0
0,25
0
0,30
0
0,35
0
0,40
0
0,45
0
0,50
0
0,60
0
0,70
0
0,80
0
0,90
0
1,00
0
A/A
o
1,00
0
0,98
1
0,94
8
0,90
5
0,85
8
0,80
5
0,75
0
0,69
9
0,62
7
0,56
4
0,50
0
0,37
5
0,25
3
0,14
2
0,05
2
0,00
0

7. Donde:
D = Diámetro de la Tubería (cm) A 0 = Área Total de la Tubería (cm 2 )
h = Borde Libre (cm) A = Área Hidráulica (cm 2 )
Con los valores anteriores se calcula el valor del caudal con la siguiente ecuación:
Q = Caudal en Litros /seg.
0.0221 = factor de conversión L* cm -5/2 * s -1
A = Área Hidráulica en cm 2
X = Valor de Abcisa en cm.
Y = Valor de la ordenada en cm.
Canaletas
Las canaletas están compuestas de 3 secciones: una sección convergente aguas
arriba, una garganta o sección contraída y una sección divergente aguas abajo. La
canaleta Parshall es el dispositivo ideal para usar en canales abiertos para
monitoreo continuo de caudal.
Las canaletas se usan más común mente en canales abiertos donde:
•La cantidad de flujo no pueda medirse adecuadamente por un vertedero.

8. •Haya una significante cantidad de partículas y otros materiales que podrían llenar
un vertedero.
•La capacidad de la cabeza hidráulica sea insuficient e para utilizar el vertedero.
Las ventajas que presenta una canaleta es que los sedimentos y otros sólidos
pueden ser lavados a través de ella (son autolimpiantes) y son útiles para medir un
amplio rango de caudales.
El caudal puede ser libre o sumergido. El grado de sumergencia es indicado por la
relación de la cabeza de aguas abajo (Hb) a la cabeza aguas arriba (Ha): Relación
de sumergencia = Hb/Ha
La fórmula general para calcular el caudal es:
Q = 4WH n
Donde: Q = caudal, en pies cúbicos por segundo; W = ancho de la garganta, en
pies; H = altura, en pies; n = 1.522 * W (0.026)
Conversión de unidades
1 pie 3 /s = 28,31 L/s; 1 m 3 /s = 1000 L/s
Sistema de control
Además de los métodos de aforo donde se debe medir varias veces el caudal y
calcular el promedio, si para los demás métodos se tienen dudas de los resultados
se deben obtener y registrar varios datos sucesivos del caudal.
Cuando sea posible, se pueden utilizar dos o más métodos de aforo, para
establecer la repetibilidad de resultados entre ellos. Registrar todos los resultados.
Referencias bibliográficas.
Briones, Sánchez Gregorio. Aforo del agua en canales y tuberías. Editorial TRILLAS
Mexico 1997.
Salazar Arias Álvaro. Contaminación de Recursos Hídricos. Modelos y Control.
Medellín Colombia 1996.