AFORO

Aforar significa determinar el gasto que ocurre atraves de un curso natural o un canal artificial de agua.

AFORO DE CORRIENTE:

El aforo de una corriente de agua es la medida del caudal circulante que pasa por una sección en un momento determinado: Q = v·S, donde

V: es la velocidad de la corriente y

S: es la sección que es atravesada por la corriente.

MÉTODOS PARA CALCULAR EL AFORO.

Los distintos métodos para calcular el aforo son:

Aforo volumétrico. Aforo por medida de velocidades (molinetes). Aforo por medida del nivel de agua. Aforo en una sección de control. Aforo por trazadores. Aforo con flotadores

AFORO VOLUMÉTRICO.

Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales.

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

AFORO POR MEDIDA DE VELOCIDAD.

El problema principal que se plantea en el aforo es la diferencia de velocidades entre los distintos puntos de la sección. Este método exige la medida de la velocidad mediante unos aparatos denominados molinetes, constituidos por una hélice o aspa que gira en función de la velocidad del agua. La velocidad lineal del agua queda entonces en función del número de vueltas dividido por el tiempo, cociente que se mide mediante un dispositivo contador electrónico. La ecuación que relaciona el número de vueltas con la velocidad es v = a·n + b,

Dónde: a y b son constantes del aparato y n es el nº de vueltas partido por el tiempo. La sección total de un cauce se divide en pequeñas secciones y de cada una de ellas se obtiene una vi, de forma que Q = vi·Si.

AFORO POR MEDIDA DEL NIVEL DE AGUA

En una determinada sección el caudal circulante es función de la altura de la lámina, es decir Q = Q (h), función denominada curva de capacidad. Si se conoce esta curva y se mide la altura del agua, se puede calcular inmediatamente el caudal. Esta medida de la altura se hace por medio de una mira graduada llamada limnímetro. Las medidas realizadas por este método

son baratas, pero su principal problema es la existencia de errores por cambio en las condiciones de la sección, bien por variación de la sección, bien por variación de la rugosidad, o bien del propio régimen del río. Esto exige un tarado y control periódico de las curvas de capacidad, unido a medidas para garantizar la estabilidad de la sección evitando erosiones, sedimentaciones y cambios de rugosidad.

AFOROS EN UNA SECION DE CONTROL

En puntos donde el caudal no es muy alto se pueden realizar obras de fábrica que generan una sección donde el caudal sea calculable por medio de formulación. Por ejemplo, en un vertedero de pared delgada el caudal viene dado por Q =Ca·2/3· (2·g·L)1/2·H3/2, que con coeficiente de contracción Ca "0,60 queda Q = 1,8·L·H3/2.

Nótese que H debe ser medido en la zona que no se considere la contracción de la lámina por velocidad.

AFORO POR TRAZADORES.

Se basan en la inyección de una sustancia detectable, colorante o sustancia radiactiva que es medida aguas abajo del punto de inyección.

Existen 2 métodos:

METODO DE INYECCION CONTINUA.

En una determinada sección 1 de la corriente hidráulica, se inyecta un trazador con caudal q1y concentración c1, y se mide en la sección 2 la concentración c2 del trazador cuidando que esta concentración alcance un valor estable. De esta forma queda que Q = (q1•c1) /c2.

Las precauciones que es preciso adoptar son:

a) El trazador no debe de ser destruido ni retenido entre las dos secciones.

b) La concentración c2 debe ser uniforme y estable.

El principal problema con este método es la gran cantidad de trazador necesario para estabilizar la concentración c2.

METODO DE INYECCION PUNTUAL.

Consiste en inyectar en la sección 1 una masa M conocida de trazador y medir en 2 la concentración del trazador en función del tiempo, de modo que Q= M / " c•dt.

Este método tiene la ventaja de ahorrar trazador pero exige la medida continua de la concentración en la sección 2.Las características que los trazadores deben cumplir son:

Ser inalterables durante el período de medidas.

No ser ni tóxicos ni contaminantes para las personas y el medioambiente.

Ser solubles o miscibles en agua.

MÉTODO DEL FLOTADOR

El método del flotador se utiliza cuando no se tiene equipos de medición y para este fin se tiene que conocer el área de la sección y la velocidad del agua, para medir la velocidad se utiliza un flotador con él se mide la velocidad del agua de la superficie, pudiendo utilizarse como flotador cualquier cuerpo pequeño que flote: como un corcho, un pedacito de madera, una botellita lastrada, Este método se emplea en los siguientes casos:

A falta de correntómetro. Excesiva velocidad del agua que dificulta el uso del correnmetro. Presencia frecuente de cuerpos extraños en el curso del agua, que

dificulta el uso del correntómetro. Cuando peligra la vida del que efectúa el aforo. Cuando peligra la integridad del correntómetro.

Él calculo consiste en:

Q = A x vv = e / tv: es la velocidad en m / se: espacio recorrido en m del flotadort: tiempo en segundos del recorrido e por el flotadorA: Área de la sección transversalQ: Caudal

CURVA DE CALIBRACIÓN DE CAUDALES

La curva de calibración de caudales es producto de una serie de aforos que se realizan por un largo periodo de tiempo, creando una relación del caudal y nivel del agua en un tramo determinado de un cauce. El objetivo de que los aforos sean por largos periodo de tiempo es para que se ajusten a la realidad, presentando caudales mínimos y máximos dentro de las mediciones, de esta forma nuestra curva de calibración se ajustara mejor al comportamiento del cauce.

La curva de calibración de caudales también recibe el nombre de curva de descarga.

Matemáticamente la curva de descarga se expresa con la siguiente ecuación:

Q = K*(H - Ho) ^b

Dónde:

Q = Caudal

K y b = Son parámetros de ajuste

Ho = Nivel al cual el caudal es cero

H = Nivel del agua

Gráficamente la curva de descarga puede presentar la siguiente forma:

La curva de descarga nos sirve para conocer el caudal por medio nivel del agua, también para construir hidrogramas a partir de limnigramas.

SECCIONES HIDRAULICAS

LA BATIMETRIA.

Es la ciencia que mide las profundidades marinas para determinar cómo es el fondo del mar. El aspecto más importante en estas medidas es: la Profundidad.

En la actualidad, existen muchas maneras de representar el fondo de un terreno cubierto por agua, pero la sincronización entre GPS y las sondas, hace que la precisión aumente y que la capacidad sea mucho mayor.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.20

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

BATIMETRIA DEL CAUCE

AFORO DE CORRIENTE

PRESENTADO A:

HARLIN ANDRES CORDOBA CUESTA

INGENIERA CIVIL

PRESENTADO POR:

OSCAR DUVAN RAMIREZ MORENO

GREGORY ZAMIR PINO CUESTA

WILMER MOSQUERA ZUÑIGA

JOSE NOEL PALACIOS

ALEX ENIL MOSQUERA RENGIFO

LUIS EMIRO MURILLO HURTADO

FACULTA DE INGENIERA

PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

FECHA:

01/10/2013

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL CHOCO

“DIEGO LUIS CORDOBA”

QUIBDO - CHOCO

OBJETIVO GENERAL

Conocer los diferentes métodos de aforo para determinar el caudal de agua que circula a través de una sección hidráulica o a través de un cauce natural o artificial, teniendo en cuenta los diferentes instrumentos usados para su ejecución.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

Conocer la aplicación y eficiencia de cada método de aforo. Conocer las ventajas y desventajas de algunos métodos de aforo. Conocer las estructuras e instrumentos necesarios para realizar cada

uno de los distintos métodos de aforos. Conocer las diferentes secciones hidráulicas. Determinar la batimetría de los diferentes cauces o ríos entre otros.

INTRODUCCIÓN

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, las mediciones continuas de caudales requieren de la instalación de una estación medidora (limnimétrica) o de una estación registradora (limnigráfica). Las mediciones aisladas, puntuales o instantáneas, se realizan en determinados momentos en que se desee conocer la magnitud de una corriente en particular.

La mayoría de los métodos de aforo se basan en la ecuación de continuidad que es la siguiente: (Q = V * A).

También en el campo de la hidrología, la medición del caudal   en una corriente es una de las principales variables que deben conocerse. Es por eso que en el trabajo que se presenta continuación, se realizó una breve consulta de lo que es un aforo, los diferentes métodos y sus aplicaciones que comúnmente se realizan en nuestro medio.

CONCLUSION

Después de haber terminar este importante trabajo, pudimos darnos de cuenta que el aforo de corrientes es un método que se utiliza principalmente para calcular flujos de caudales, ya se han en quebradas, ríos, mares y océanos, pero también aprendimos que existen diferentes métodos de calcularlo y su uso depende de la profundidad que tenga dicho cauce, además para realizar el aforo es necesario la implementación de equipos sofisticados.

La importancia de los aforos de corriente radican en conocer un caudal para de esa manera poder realizar diseños hidráulicos que puedan minimizar el costo de la obra.