COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ CONSEJO DEPARTAMENTAL DE PIURA

PUBLICACIONES DE: GASTON BARRON FIGALLO Ing° CIP N° 432, 50 años de colegiatura

ADMINISTRACIÓN DE RECURSOS HIDRAÚLICOS EN LAS EXPLOTACIONES AGRÍCOLAS

Además con sólo medir en él la altura H en agua se obtiene el caudal INTRODUCCIÓN A través de la saga , que con esta publicación se inicia, el objetivo consiste en proporcionar a todos los Ingenieros , con conocimientos, a nivel de usuarios , de Word y Excel interesados en el manejo de recursos hídricos, técnicas modernas digitales que les permitan potenciar sus capacidades: Ahora bien empecemos ,con un procedimiento experimental en un medio rural: El vertedero mas preciso para aforar caudales pequeños es el vertedero triangular de pared delgada De los vertederos triangulares el de 90º es el mas recomendable por su facilidad de construcción así sólo basta construir un cuadrado cortarlo por la diagonal y el molde para el vertedero queda construido. Además con sólo medir en él la altura H en agua se obtiene el caudal Por las razones expuestas en esta diapositiva, de perfeccionamiento digital para ingenieros, ilustramos ese tipo de vertedero, cuando se trata de medir caudales de suministro en una explotación agrícola.

AFORO DE CAUDALES PEQUEÑOS EN EL FUNDO

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EN UN MEDIO RURAL

AFORO CON FLOTADOR Se selecciona un tramo recto y de sección revestida uniforme en lo posible desprovisto de cualquier elemento que interfiera con el paso del agua de una longitud mínima de 30 metros (estacas equidistantes 0,1,2 y 3 con sentido del flujo 0-->3) y se instala el vertedero en el centro del tramo entre las estacas 2 y 3 Demarcamos al centro del tramo de 30 metros un sector de 10 metros de largo (estacas 1 y 2) Se lanza un flotador 3 metros antes de la estaca 1 Cronometramos el tiempo que tarda el flotador en recorrer la distancia de 10 metros comprendida entre las estacas 1 y 2 Calculamos el área de la sección transversal del canal revestido. Calculamos el caudal haciendo uso de las relaciones que se indican en el cuarto Slide Este método tiene la desventaja de que sus mediciones no son muy precisas; pero en cambio resulta muy económico.

L = Longitud de recorrido del flotador (10m) V=L/t (m/s) A = (B+b)/2*(p+H) (m2) Q = A*V*Fc.(m3/s) EJEMPLO L = Longitud de recorrido del flotador (10m) t = Tiempo empleado en recorrer los 10 m (30.97 s) A = Área trapezoidal con B=1.4m, b=0.6m y Alt. de la solera al nivel de agua en el vertedero H+p =(0.55+0.65)m El parámetro *p* se indica gráficamente en la siguiente figura correspondiente al modelo hidraúlico de flujo ideal. Fc. = Factor de corrección Vmsumer / Vmsuperp =(0.8) Con esta información de campo se obtiene Q = 0.310 m3/s Con H = 0.55 leído en el limnimetro del vertedero El tiempo se evalua como un promedio no menor de 5 eventos.

CONDUCCIONES NO REVESTIDAS I Se selecciona un tramo recto y de sección uniforme en lo posible desprovisto de cualquier elemento que interfiera con el paso del agua de una longitud mínima de 30 metros (estacas equidistantes 0,1,2 y 3 con sentido del flujo 0-- >3) y se instala el vertedero en el centro del tramo entre las estacas 2 y 3 Demarcamos al centro del tramo de 30 metros un sector de 10 metros de largo (estacas 1 y 2) Se lanza un flotador 3 metros antes de la estaca 1 Cronometramos el tiempo que tarda el flotador en recorrer la distancia de 10 metros comprendida entre las estacas 1 y 2 Calculamos el área de la sección transversal del canal

CONDUCCIONES NO REVESTIDAS II Para el cálculo de la sección tranversal de la canalización tomamos el promedio de las areas húmedas correspondientes a las estacas 0,1,2 y 3 Cada área es calculada considerando que esta constituida por triángulos y trapecios y que la suma de estas areas parciales nos da el área de la sección pertinente. En lo posible se tratará que las alturas de los triángulos y trapecios tengan la misma medida.

Vertedero triangular, con escotadura Este vertedero es el que da mediciones más exactas para caudales inferiores a 10 l/s. Se recomienda que la medición de la altura del agua se haga a una distancia 1,50 m. aguas arriba del vertedero y no encima del vertedero. La figura muestra un vertedero triangular cuyo ángulo es normalmente de 90º, siendo la ecuación del caudal (donde h representa la altura de carga *H*) para esta condición de diseño ( alfa = 90º ), la siguiente:

FÓRMULA TEORICA Vista completa Vista frontal

ANOTACIONES escogidas de la bibliografía hidraúlica clásica: La utilización de vertederos de pared delgada está limitada generalmente a, canales pequeños y corrientes que tengan escasos escombros y sedimentos. Los tipos más comunes son el vertedero rectangular y el triangular. La cara de aguas arriba debe ser instalada verticalmente y el borde de la placa debe estar cuidadosamente conformado. La estructura delgada está propensa a deteriorarse y con el tiempo la calibración puede ser afectada por la erosión de la cresta. El vertedero triangular es preferido cuando las descargas son pequeñas, porque la sección transversal de la lámina vertiente muestra de manera notoria la variación en altura. La relación entre la descarga y la altura sobre la cresta del vertedero, puede obtenerse matemáticamente haciendo las siguientes suposiciones del comportamiento del flujo: 1. Aguas arriba del vertedero el flujo es uniforme y la presión varía con la profundidad de acuerdo con la ecuación fundamental de la hidrostática 2. La superficie libre permanece horizontal hasta el plano del vertedero y todas las partículas que pasan sobre el vertedero se mueven horizontalmente (en realidad la superficie libre cae cuando se aproxima al vertedero). 3. La presión a través de la lámina de líquido o napa que pasa sobre la cresta del vertedero es la atmosférica. 4. Los efectos de la viscosidad y de la tensión superficial son despreciables.

El Parámetro básico Se ha observado que para cualquier vertedero la superficie del agua sobre la cresta e inmediatamente atrás de ella, asume la forma de una curva, originando una  superficie de contracción, llamada curva de remanso. Se define la carga *H* como la distancia vertical entre la cresta del vertedero y la superficie del agua en un punto donde esta no sea afectada por la curvatura. Para vertederos triangulares con escotadura se recomienda, como ya lo hemos mencionado, que la medición de la altura del agua se haga a una distancia 1,50 m. aguas arriba del vertedero y no encima del vertedero.

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