Métodos de medición y aforo de caudales

1. AFORO DE CAUDALES

2. QUE ES HIDROLOGÍA?
Elaborado por Ing. Juliana Correa Vásquez

3. HIDROMETRÍA
Es una parte de la hidrología que mide el volumen de agua que
circula por una sección de un conducto en un tiempo dado. El
nombre deriva del griego hydro (agua) y metron (medida).
Además de medir la cantidad de agua que circula por la sección
de un río, tubería o canal, también se ocupa de procesar la
información sobre los sistemas de riego o la distribución de agua
en una ciudad, con el fin de conocer la cantidad de agua
disponible y la eficiencia de su distribución.
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4. Sistema hidrométrico.
Red hidrométrica:
• Es el conjunto de puntos de medición del agua de un
sistema, de forma que permita relacionar la
información, y es el soporte físico de la red.
Puntos de control
• Son aquellos en donde se mide el caudal.
Registro
• Es el conjunto de datos recogidos. Su utilización
posterior depende del de donde se hayan tomado los
datos.
Reporte
• Resultado final del proceso.

5. IMPORTANCIA
• Dotar de información para el ajuste del pronóstico de
la disponibilidad de agua. Mediante
el análisis estadístico de los registros históricos de
caudales de la fuente (río, aguas subterráneas, etc).
Esta información es de suma importancia para la
elaboración del balance hídrico.

6. Que es NIVEL del agua?
Se denomina nivel del agua en una corriente
(río, quebrada, arroyo, caño) o en un cuerpo de
agua (ciénaga, lago, laguna, embalse), a la
elevación o altura de la superficie del agua en un
punto determinado, el cual está ligado
topográficamente a un origen de referencia
identificado con una cota arbitraria o al nivel
medio del mar
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7. • las mediciones continuas de niveles de agua
requieren de la instalación de una estación medidora
(limnimétrica: miden los niveles del agua con miras)
o de una estación registradora (limnigráfica: miden
los niveles de agua en forma grafica y continua).
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8. Elaborado por Ing. Juliana Correa Vásquez

9. QUE ES CAUDAL?
• Es la cantidad o volumen de agua que pasa
por determinado sitio en un tiempo
establecido.
• Se utiliza como un parámetro hidráulico a
monitorear en las corrientes de agua
• Conociendo el Caudal y haciendo un
seguimiento de éste podremos determinar la
oferta hídrica para satisfacer las necesidades
humanas, agrícolas, industriales, animales. etc
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10. Se puede medir en unidades de
volumen por unidad de tiempo, las
más utilizadas son:
L/s
m3/s
pulg3/s
gal/s
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11. El conocimiento de la variación del caudal que fluye
por una determinada sección de un cauce natural es
de suma importancia en los estudios hidrológicos.
De acuerdo con la calidad y la cantidad de los
registros de caudales necesarios en un estudio
hidrológico, las mediciones se pueden hacer de una
manera continua o permanente o de una manera
puntual o instantánea.
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12. Medición del caudal
• Es un procedimiento que consiste en realizar una
serie de mediciones en campo que permiten
posteriormente calcular el caudal de una corriente.
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13. MEDICION DEL CAUDAL
• 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 = 𝑉. 𝐴
Donde:
Q = Caudal o Gasto.
A = Área de la sección transversal.
V = Velocidad media del agua en el punto.

14. REQUERIMIENTOS PARA LA SELECCION DE
LA SECCION DE AFORO
a. El canal en el sitio de medición debe ser recto
y tener sección transversal uniforme y una
pendiente que minimice las distribuciones
anormales de velocidad.
Nota: cuando la longitud del tramo recto del río es limitada, para
hacer las mediciones con molinetes u otros métodos de
determinación de velocidad se debe ubicar la sección de tal
manera que la longitud aguas arriba sea por lo menos dos veces
la de aguas abajo.
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15. b) Los sitios que presenten vórtices (remolinos),
flujo reversible o zonas muertas deben ser
rechazados.
c) El lecho y las márgenes del río deben ser estables
y bien definidas para todas las condiciones del flujo,
de tal manera que se pueda hacer una medición
precisa del área de la sección transversal.
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16. c) La sección de medición debe ser claramente
visible a través del ancho y no debe presentar
obstrucciones como árboles, plantas acuáticas u
otros. Cuando se afora desde un puente con
varios estribos que dividen la sección transversal
cada subsección del canal debe ser tratada
individualmente.
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17. d) La profundidad del agua en la sección debe
ser suficiente para proveer una inmersión
efectiva del molinete en cualquier punto en que
se mida.
e) El sitio debe tener fácil acceso en todo
momento y contar con los equipos necesarios
de medición.
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18. METODOS DE MEDICION
– AFORO POR VADEO.
Se emplea cuando la corriente es
poco profunda, pequeña y de fondo
resistente
Es necesario tener un abscisado que
permita determinar la posición de
las verticales sobre las cuales se
hace la medición de profundidades
y velocidades de flujo. Para medir
estos parámetros, el técnico entra al
río con el equipo de medición, toma
como referencia una cuerda
abscisada o una cinta métrica y
efectúa las mediciones

19. Correntómetro o molinete
La velocidad del agua se mide
por medio de un instrumento
llamado correntómetro que
mide la velocidad en un punto
dado de la masa de agua.
Existen varios tipos de
correntómetros, siendo los mas
empleados los de ELICE cuando
más grandes sean los caudales
o más altas sean las
velocidades, mayor debe ser el
tamaño del aparato.
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20. • Se mide la velocidad en varios
puntos de la misma vertical y a
diferentes de la sección del
cauce.
• Cada correntómetro debe tener
un certificado de calibración en
el que figura la formula para
calcular la velocidad sabiendo él
numero de vueltas o
revoluciones de la hélice por
segundo.
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21. AFORO POR FLOTADORES
• Este método de aforo comúnmente se utiliza
cuando es difícil o peligroso implementar el
método de aforo por molinete o cuando la
corriente es muy pequeña y no brinda las
condiciones mínimas para la inmersión del
mismo.

22. Características de los instrumentos utilizados:
– FLEXOMETRO:
Construido por una delgada cinta
metálica flexible, dividida en
unidades de medición, y que se
enrolla dentro de una carcasa
metálica o de plástico.
• CORCHO:
Es un material poroso e
impermeable que se extrae de la
corteza de la encina corchera una
especie originaria del Mediterráneo
occidental.

23. Características de los instrumentos utilizados:
• CRONOMETRO:
Es un reloj cuya precisión ha sido
comprobada y certificada por algún
instituto o centro de control de
precisión. Con el que medimos el
tiempo.
– CUERDA:
Las cuerdas han sido usadas desde la
edad prehistórica. Gracias al
desarrollo de la cuerda se han
inventado gran cantidad
de cabos (nudos) con diversas
utilidades.

24. • A la vez que se mide la velocidad se mide la
profundidad en cada vertical y el ancho exacto
del cauce
• En cada vertical se mide la distancia desde la
orilla (distancias A‐1, A‐2, etc.), la profundidad
en ese punto, y se realizan una o varias medidas
de la velocidad a distintas profundidades.
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25. • Para el aforo con flotadores se debe escoger una
sección recta del río o canal y medir y demarcar una
distancia conocida a lo largo del mismo;
• Se debe colocar suavemente sobre la superficie del
agua un elemento flotante en el canal y
simultáneamente activar el cronometro y medir el
tiempo transcurrido hasta que el objeto termine de
recorrer la distancia asignada.
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26. Medición de la velocidad del agua
• Se emplea la fórmula
Tiempo promedio = Sumatoria Tiempos / # medidas
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27. Medición de la sección transversal
• Se debe dividir el ancho de la sección en anchos
iguales, a cada uno de estos se le medirá la
profundidad promedio de la lámina de agua desde la
superficie y se promedian calculándose el área de
cada sección.
Área sección = Ancho sección* profundidad promedio
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28. Las áreas de cada sección las multiplicamos por
la distancia que se desplazo el flotador y lo
divido por el tiempo de desplazamiento.
Obteniéndose:
Q = Área promedio * Distancia desplazamiento
Tiempo promedio
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29. • A veces se aconseja multiplicar el valor
obtenido con flotadores por un coeficiente del
orden de 0,7 ó 0,8, ya que con los flotadores
suele medirse preferentemente la velocidad
en la parte central del cauce, no teniendo en
cuenta las partes próximas a las orillas, de
velocidades más bajas, obteniéndose un error
por exceso.
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30. AFORO VOLUMÉTRICO
• La medida volumétrica del caudal se aplica
solamente a las corrientes muy pequeñas
• Se determina el tiempo requerido para llenar un
recipiente de capacidad conocida o el tiempo
necesario para llenar parcialmente un recipiente
calibrado a un volumen determinado.
La Ecuación a utilizar sería
Q = Volumen/tiempo
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31. 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.
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32. • Con el aforo
volumétrico
también se pueden
medir caudales de
sustancias a utilizar
en el tratamiento
del agua
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33. Elaborado por Ing. Juliana Correa Vásquez

34. Aforo con vertederos
• En algunos casos de corrientes
pequeñas es posible realizar el
aforo utilizando un control
artificial (canaletas y
vertederos) de tal manera que
el caudal se pueda determinar
directamente con la lectura del
nivel en la estructura la cual ha
sido precalibrada y por lo tanto
cuenta con una ecuación para
realizar el cálculo.
Q= 1,83* L*H ^ (3/2)
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35. Vertedero
• Este método es comúnmente utilizado para
corrientes de bajo caudal, en plantas de
tratamiento de aguas residuales y en
industrias que manejan bajos caudales.
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36. Instalación de vertederos en una corriente
de agua
• Elegir un sector del canal lo más recto posible y más angosto
que el vertedero y colocar éste en forma perpendicular a la
corriente del agua
• Excavar el borde y fondo del canal e instalar la estructura de
manera que quede nivelada y sellar los bordes para que no se
produzcan filtraciones por el fondo y los lados
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37. Instalación de la regleta
• Instalar la reglilla de lectura de carga o altura de agua
sobre el vertedero a una distancia aguas arriba igual
o mayor de 6 veces el valor de la carga que se va a
medir.
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38. Vertedores rectangulares
Q = 1.84 * L * H3/2
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39. VERTEDERO TRIANGULAR
Q = 1.25 * H5/2
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40. CANALETA PARSHALL
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Unidades Métricas
W K n
3” 0.176 1.547
6” 0.381 1.580
9” 0.535 1.530

41. GC-F--004 V.01
GRACIAS