INFORME AFORO RIO MOLINO
CRISTIAN NICOLÁS ORTIZ ALAPE ANDRES FELIPE RENGIFO BOTINA
UNIVERSIDAD DEL CAUCA LABORATORIO DE HIDRAULICA POPAYAN – CAUCA 2017
TABLA DE CONTENIDO 1.INTRODUCCIÓN 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 3. SITIO DE AFORO (GOOGLE EARTH) 4. METODOLOGÍA 4.1. PROCESO 5. FOTO DEL AFORO 6. MATERIALES UTILIZADOS. 7. CONCLUSIONES 8. BIBLIOGRAFIA. LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Ubicación del sitio de aforo Ilustración 2 Ubicación de la cinta métrica Ilustración 3. Toma de Velocidades Ilustración 4 Toma de profundidades Ilustración 5.Molinetes. Ilustración 6 . Cinta métrica Ilustración 7.Aparato que mide Ilustración 8. Piquetes Ilustración 9.Aforador
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1. INTRODUCCIÓN El molinete es un instrumento que tiene una hélice o r ueda de cazoletas, que gira al introducirla en una corriente de agua. El de tipo de taza cónica gira sobre un eje vertical y el de tipo hélice gira sobre un eje horizontal. En ambos casos la velocidad de rotación es proporcional a la velocidad de la corriente; se cuenta el número de revoluciones en un tiempo dado. En este informe se mostrará el método de aforo utilizado para el rio molino, este procedimiento permite determinar a través de mediciones, el caudal que pasa por una sección dada, en un momento determinado. Existen varios métodos para aforar una conducción de flujo libre como los ríos, el que se aplicó para la práctica en el rio Molino es la relación Área- Velocidad con Molinete, el cual sigue el siguiente procedimiento: Seleccionada la sección transversal donde se va a realizar el aforo, se divide en una serie de subáreas a1, a2…, an. Luego se mide en cada una de ellas las profundidades P1, P2…, Pn y las velocidades puntuales en cada uno de los tirantes V1, V2…, Vn. Para la determinación de la velocidad media en la vertical, se deben realizar distintas observaciones de velocidad en cada vertical dependiendo de la profundidad del curso del agua. Para secciones de poca profundidad (menores a 60 cm) se realizan observaciones en cada vertical colocando el molinete a 0,6 de la profundidad total por debajo de la superficie libre. Para profundidades superiores, generalmente, se mide la velocidad a 0,2 y luego a 0,8 de la profundidad de la superficie libre y se usa el promedio de las dos medidas como la velocidad media en la vertical.
2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL
Aprender a utilizar en terreno el equipo para realizar aforos, en este caso el molinete. Así mismo evaluar e interpretar adecuadamente los datos de medición proporcionados por este dispositivo y poder correlacionar las lecturas obtenidas a través de la metodología vista en clase.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Estimar el caudal en el cauce mediante los datos obtenidos en campo en el mes de octubre de 2017. Conocer y familiarizarse con el manejo de los instrumentos de medida del método de aforo con molinete. Determinar la velocidad de un caudal mediante la utilización del molinete el cual determina revolucione. Identificar el caudal promedio de una cuenca o un río en particular. Comprender posibles crecientes del río a partir de los resultados obtenidos.
3. SITIO DE AFORO (GOOGLE EARTH)
Se puede observar que el sitio del aforo está ubicado en el Barrio Bolívar detrás del Centro Deportivo Universitario Tulcán. En el cual también se observan las coordenadas del punto descritas a continuación.
3.1. COORDENAS DEL SITIO DEL AFORO Coordenadas del sitio del aforo Norte 2° 26´52,67´´
Este 76°36´1,770´´
4. METODOLOGÍA Generalmente este método consiste en determinar o medir un área transversal de la corriente, previamente determinada esta se escoge en un lugar adecuado en el cual se tome la mejor longitud del cauce para cual es el río molino, Determinando las velocidades cada 30 cm se pueden obtener luego los caudales. Para lo cual debe cumplirse los siguientes requisitos como mínimo: - Debe tener un fácil acceso. - Se debe procurar un sitio recto, es decir evitar sobre elevaciones del caudal y cambios en la profundidad producidos por curvas. El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo, que pueden producir remanso por el cambio de flujo por lo cual afectan luego los valores obtenidos con la curva de calibración del molinete. La sección escogida se divide en tramos iguales. En cada vertical, de las varias en que se divide la sección, se miden secciones con el molinete a 0.2, 0.6 y 0.8 para en esta práctica utilizamos el método de 0.6 de la profundidad total. Esquema:
Las verticales deben tener las siguientes características: - El ancho entre ellas (b), no debe ser mayor que 1/15 a 1/20 del ancho total de la sección. - El caudal Qi que pasar por cada área de influencia Ai, no debe ser mayor que el 10% del caudal total. - La diferencia de velocidades entre verticales no debe sobrepasar un 20%
Además el aforo es el conjunto de actividades hidrométricas conducentes a la determinación del caudal de una corriente de agua. Así mismo entre las principales actividades hidrométricas, comúnmente realizadas en un aforo, por lo tanto se cuenta el levantamiento del perfil transversal del río a la sección del aforo y las mediciones de profundidades y velocidades del flujo en distintos puntos de la sección transversal.
ESTACIÓN HIDROMÉTRICA La estación hidrométrica es un lugar debidamente localizada en una de las márgenes de un curso de agua, dotada de instrumentos hidrométricos, tales como flotadores, miras, limnímetros, limnígrafos, maxímetros y otros elementos, con el objeto de calcular y registras los cambios presentados en ciertas características de la corriente, y facilitar el estudio del régimen de la misma
4.1. PROCESO - Seleccionamos la sección del rio donde es mejor el aforo y no tiene interferencias o cambio los datos normales del rio. -En el ancho de zonal de rio se debe buscar un punto para colocar dos piquetes de forma correcta. - Teniendo colocados los piquetes se coloca una cinta métrica fija, se recomienda una cinta metálica.
- Se toma la longitud total del ancho del rio esta se recomienda que sea sub dividida en longitudes cada 50 cm donde se toman las respectivas medidas debe ser así dado que la velocidad cambia constantemente a lo largo del cauce. También cabe resaltar donde existen mayor subáreas existirá mayor precisión en los resultados obtenidos. - Con el molinete en dirección a la corriente del rio se inicia el conteo de las revoluciones en un lapso generalmente de 30 segundos de cada punto, desde el inicio hasta final de 50cm y todos estos datos debe ser registrados en la Tabla del Aforo teniendo conocimiento de las coordenadas de la estación de aforos. - Analizar los resultados obtenidos en la tabla. - Finalmente calcular la profundidad media, ancho, área, perímetro, velocidades y caudal.
5. FOTO DEL AFORO Ilustración 1. Ubicación del sitio de aforo
Ilustración 2 Ubicación de la cinta métrica
Ilustración 3. Toma de Velocidades
Ilustración 4 Toma de profundidades
6. MATERIALES UTILIZADOS. Ilustración 5.Molinetes.
Ilustración 6 . Cinta métrica
Ilustración 7.Aparato que mide las revoluciones
Ilustración 8. Piquetes
Ilustración 9.Aforador
7. CÁLCULOS Punto Distancia Profundidad
P.M
A.P
Área Rev. Tiempo Vel.puntual Vel.media.
(m)
(m2)
(m2)
(m)
(m)
s
m/s
0
0,0
0,000
1
0,5
0,110
0,11
0,5
0,028
30
30
2
1
0,210
0,16
0,5
0,080
38
30
3
1,5
0,200
0,205
0,5
0,103
63
30
4
1,81
0,210
0,205
0,405
0,083
84
30
5
2,31
0,210
0,21
0,405
0,085
116
30
6
2,81
0,185
0,1975
0,5
0,099
129
30
7
3,31
0,300
0,2425
0,5
0,121
79
30
8
3,61
0,290
0,295
0,4
0,118
144
30
9
4,11
0,345
0,3175
0,4
0,127
174
30
10
4,32
0,350
0,3475 0,355
0,123
154
30
11
4,82
0,330
0,34
0,355
0,121
100
30
12
5,12
0,300
0,315
0,4
0,126
181
30
13
5,81
0,240
0,27
0,495
0,067
142
30
m/s
Caudal m3/s
0,1368
0,0912
0,0025536
0,16288
0,14984
0,0119872
0,2464
0,20464
0,02107792
0,3192
0,2828
0,0234724
0,43013333
0,37466667
0,03184667
0,4752
0,45266667
0,044814
0,30186667
0,38853333
0,04701253
0,5272
0,41453333
0,04891493
0,6312
0,5792
0,0735584
0,56186667
0,59653333
0,0733736
0,37466667
0,46826667
0,05666027
0,65546667
0,51506667
0,0648984
0,52026667
0,58786667 QTotal(m3/s)
0,03938707
QTotal (L/s)
0,53955699 539,556987
8. CONCLUSIONES Se entendió que la estación hidrológica debe ser instalada en lugares que sean de fácil acceso, en tramos rectos, donde su sección de control o de cauca sea constante o estable. Comprendimos que la toma de mediciones deben asegurar que no sean distorsionadas es decir por presencia de personas ajenas a los aforadores como presencia de obras de construcción o desechos ubicados aguas arriba o aguas debajo de la estación. Se identifica que existe un error debido a los desechos del río además según los datos obtenidos el caudal es cercano a 13,753lt/seg lo cual comparado con los demás ríos son bastantes bajos esto es debido a la presencia de la contaminación que sufre el cauca y el verano existente en la zona. Con respecto a los cálculos realizados para el río molino respecto a los caudales de las subáreas son menores al 10% del caudal total por ello se puede decir que
8. CONCLUSIONES Se entendió que la estación hidrológica debe ser instalada en lugares que sean de fácil acceso, en tramos rectos, donde su sección de control o de cauca sea constante o estable. Comprendimos que la toma de mediciones deben asegurar que no sean distorsionadas es decir por presencia de personas ajenas a los aforadores como presencia de obras de construcción o desechos ubicados aguas arriba o aguas debajo de la estación. Se identifica que existe un error debido a los desechos del río además según los datos obtenidos el caudal es cercano a 13,753lt/seg lo cual comparado con los demás ríos son bastantes bajos esto es debido a la presencia de la contaminación que sufre el cauca y el verano existente en la zona. Con respecto a los cálculos realizados para el río molino respecto a los caudales de las subáreas son menores al 10% del caudal total por ello se puede decir que los resultados obtenidos son correctos. Aforar es el procedimiento más sencillo y más práctico para medir el caudal y la velocidad de un río. Así mismo se pudo realizar el procedimiento dado que las profundidades eran bajas, también la sección transversal del río presenta bajas velocidades, para lo cual utilizamos el método del vadeo. Si se puede sería bueno utilizar zonas más profundas, ya que a mayor volumen se tiene mayor exactitud en los datos. -La importancia de conocer el caudal de un río es determinar los caudales máximos y capacidad de transporte del río. Esto se logra a partir de la velocidad lo cual conoce las características físico-químicas del agua para su oxigenación y autodepuración del cauce. La hidrometría permite determinar algunas variables meteorológicas, como la lluvia, la temperatura y la humedad del ambiente, dirección del viento y la radiación solar. Finalmente, determinar el caudal máximo conlleva a construir infraestructura apropiada para los lugares cercanos al cauca como puentes, viaductos y infraestructura víal.
9. BIBLIOGRAFIA.
Guías de clase Hidrología (Luis Jorge Gonzales Muñoz). Nota Técnica sobre Procedimientos de Aforo con Molinete [en línea]. [Citado el 14 de octubre de 2017].
Medición sobre el terreno de la erosión del suelo y de la escorrentía [en línea]. < http://www.fao.org/docrep/T0848S/t0848s06.htm> [Citado el 14 de octubre de 2017].
Guías de laboratorio Unicauca (Hidráulica).
