Mtodo del molinete hidromtrico

ESTRUCTURAS DE AFORO Su funcin y tipos principales

De forma general podemos mencionar que estructuras de aforo son todas aquellas que de una manera u otra nos permiten medir la cantidad de agua que circula por un conducto en una seccin determinada.En la mayora de los Distritos de Riego de la Republica Mexicana, hasta 1966 el cobro se hacia mediante una cuota fija de riego y por hectrea independientemente del volumen de agua consumido; dando lugar a mucho desperdicio de agua. A partir de ello la Secretara de Recursos Hidrulicos decide implementar un sistema de cobro por volumen de agua entregada.Para llevar a la practica este sistema se vio en la necesidad de instalar una gran cantidad de estructuras de aforo para medir el agua entregada a cada usuario.Mtodo del molinete hidromtricoUn molinete es un pequeo instrumento constituido por una ruedecilla con aspas, la cual, al ser sumergida en una corriente gira proporcionalmente a la velocidad de la misma. Existen dos tipos de molinetes, el de cazoletas y el de hlice como se muestran en la siguiente figura, los cuales pueden ser montados sobre una varilla para el aforo de corrientes superficiales o suspendidos desde una cable durante el aforo de ros y diques profundos.

Molinete Gurley Tipo Price No. 622

Tipos de Molinetes utilizados para el aforo de acequias, diques y canales. a) De Cazoletas. b) De Hlice.Cada molinete viene calibrado de fabrica y acompaado por una tabla o ecuacin, donde se relaciona la velocidad angular de la rueda giratoria con la velocidad de la corriente. La velocidad lineal de la corriente (v) es proporcional al dimetro de la ruedecilla (2r) multiplicado por el nmero de vueltas de la velocidad angular (w) proporciona la velocidad lineal del caudal, misma que se corrige con el coeficiente de calibracin del instrumento para expresar: v = 2 r w (c)/60. La relacin tpica se ajusta a una recta con una ligera desvariacin cerca del origen, tal como se ilustra en la siguiente figura.Para medir la velocidad de una corriente, el molinete se instala por debajo del espejo de agua, a 0.6 del tirante (medido desde la superficie) y las revoluciones de la ruedecilla se cuentan en un intervalo de tiempo previamente establecido.Tpica relacin lineal entre la velocidad de la corriente y la velocidad de giro de los molinetes.

ConsideracionesCuando mayor sea el nmero de registros realizados en un mismo punto, ms confiable ser la apreciacin de la velocidad; por lo que se sugiere explorar las velocidades de la corriente en distintos puntos, igualmente espaciados sobre el espejo de agua , sumergiendo el instrumento a 0.2 y o.8 del tirante. En canales y acequias donde el ancho del espejo de agua sea menor a 300 cm, la seccin puede dividirse en tres o cuatro segmentos de igual longitud, pero en corrientes de gran anchura se recomienda hacer las mediciones cada 3 metros sobre el espejo, operando sobre un puente o andamio.

ConsideracionesLas revoluciones del impulsor, dadas por intervalo de tiempo, pueden ser contadas visualmente en una corriente superficial de agua clara y tranquila, sin embargo en corrientes de agua turbia y caudalosa es necesario un contador elctrico para registrarlas.

El nmero de revoluciones por intervalo de tiempo se transforma a velocidad de la corriente consultando la tabla del instrumento o su ecuacin respectiva. En la tabla siguiente se presentan las ecuaciones de calibracin de algunos molinetes.

Ecuaciones de calibracin para algunos Modelos de molinetes.Modelo de molineteEcuacin de calibracinMolinetes de cazoletas:

Gurley-622 SIW-017 Price-622

v = 0.690904 rps + 0.014694v = 0.658 rps + 0.0090v = 0.6735 rps + 0.0091Molinete tipo hlice: Medidor Hoffv = 0.296 rpsEjemplo de aforo con molinete:El molinete fue sumergido a 0.6 del tirante al centro de cada segmento y los tirantes auxiliares acotados en el croquis; se utilizaron solo para determinar la superficie con mayor precisin. En cada instalacin del molinete se hicieron tres repeticiones del registro de las revoluciones por minuto (rpm), y se reporto el promedio.

Ejemplo de aforo con molinete:Los datos tomados durante un aforo con molinete de cazoletas son procesados en este ejercicio para ilustrar la forma en que se registran y manejan. En esta tabla se registran tales datos, seguidos por el clculo de reas, velocidades y gastos para la seccin prueba cuyo croquis de campo aparece en la figura siguiente.

Estructuras de aforo para canales abiertosESTRUCTURAS AFORADORASVertedores

Estructuras

RectangularTriangularCipolletiSutroAforador venturi de gasto constante

Aforador ParshallESTRUCTURAS AFORADORASEl aforo en compuertas es un caso particular del aforo por orificios, se practica cuando se tiene una compuerta de chapa en buen estado de conservacin y el nivel hacia aguas arriba de la acequia o canal cubre la parte inferior de la hoja mvil de la misma.Para el aforo de una compuerta es necesario saber la velocidad con la que el agua pasa a travs de ella. Esta velocidad depende de la carga(h) o altura de agua que esta actuando sobre la abertura de la compuerta. Para ello se debe de saber si la compuerta trabaja libre o sumergida.

AFORO EN COMPUERTAS

Una compuerta trabaja libre cuando el nivel de la superficie del agua despus de ella es inferior al piso o umbral.Si la compuerta trabaja libre se coloca una escala graduada en cm, cuyo cero coincida con el umbral de la compuerta (el piso). Esta escala deber colocarse aguas arriba de la compuerta a una distancia suficiente para que no se afecte la medida de su nivel.La carga(h) en una compuerta que trabaja libre se calcula restando a la lectura de la escala(h1) la mitad de la apertura de la compuerta (a/2)

Ejemplo: Calcular la carga en una compuerta libre cuya lectura en la escala agua arriba de la compuerta es 30 cm y su apertura es 30 cm. h=30 cm (10 cm/2)= 30 cm -5 cm = 25 cm

La compuerta trabaja sumergida cuando el nivel de la superficie del agua despus de la compuerta( aguas abajo) se encuentra por encima del nivel superior de la apertura:En este caso se debe de poner otra escala despus de la compuerta. La carga (h) se calcula como (h1-h2).

El coeficiente de gasto o contraccin (C) vara de acuerdo a la posicin y dimensiones de la compuerta respecto a la acequia en la que se encuentra, y de la forma en que sta funcione (libre o sumergida).Cuando la compuerta trabaja libre y coincide con la clera (piso) y lados del canal, es decir que tiene la misma seccin transversal:

el coeficiente de gasto o contraccin es: C = 0.68.Cuando la compuerta trabaja libre y coincide con la solera del canal pero no con los laterales del mismo (la seccin de la compuerta ahora es menor):

Ahora el coeficiente de gasto es: C= 0.65

Cuando la compuerta trabaja sumergida y coincide con la solera y los costados del canal, el coeficiente de gasto es: C = 0.73.Cuando la compuerta trabaja sumergida y coincide con la solera pero no con los costados del canal (seccin ms pequea), el coeficiente de gasto es: C = 0,67.Normalmente, cuando se desconoce el coeficiente de gasto o contraccin de una compuerta, lo recomendable es determinarlo calibrando la misma para distintos modos de funcionamiento, con un mtodo de aforo confiable, por ejemplo, empleando molinete.Es un dispositivo que ha sido diseado para aforar el caudal que circula por los surcos de riego ( es un elemento porttil de aforo).Casi siempre es una placa metlica, cuyas dimensiones son de 78.5 cm de ancho por 77 cm de alto y de 2 a 3 mm de espesor.

Los orificios deben ser de cortes vivos y bien calibrados, donde las ventanitas de acrlico permiten ver el agua del otro lado.PLACA AFORADORA

Suponiendo que queremos conocer el caudal de un surco. Se clava la placa normal al surco ( a ojo).

Y colocarla perfectamente nivelada con un nivel.Cosas que podran suceder:Que el orificio sea muy pequeo, implicando que el nivel del agua en el surco comenzara a subir. La solucin es cambiar por un orificio mayor.Que el orificio se mas grande que lo aconsejable. Entonces el equipo pierde precisin porque se le da un desnivel pobre entre aguas arriba y aguas abajo, necesitando de 7 a 8 cm de diferencia para que funcione bien.

Son estructuras prefabricadas diseadas especialmente para sustituir a las compuertas comunes en las tomas de agua y suministrar gastos constantes controlados tanto a las parcelas como a los canales, sin mecanismos mviles. Estas estructuras son fabricadas combinando partes de concreto y piezas de metal o polister reforzado con fibra de vidrio. La ms sencilla consta de 3 claros, contando cada una con una cresta vertedora, uno o dos bafles reductores y una compuerta sujeta a un mecanismo de cierre manual protegido con candados. MDULOS AQUACONTROL

Las compuertas estn en filas, de la ms pequea (izquierda) y a la derecha la ms grande. Para el gasto se abre una compuerta o ms dependiendo del volumen requerido. Una vez abierto no requiere ajustes, este tipo de arreglo evita que sea modificado por personas no autorizados debido a que a la palanca se le pone un candado, haciendo imposible alterar el nivel de agua debido a su calibracin durante la fabricacin haciendo que el gasto sea constante en todo momento.