3.3 Método del flotador

Con este método se miden caudales de pequeños a grandes con mediana exactitud. Conviene emplearlo más en arroyos de agua tranquila y durante períodos de buen tiempo, porque si hay mucho viento y se altera la superficie del agua, el flotador puede no moverse a la velocidad normal.

 

 

Preparación de un flotador

Un buen flotador puede ser un trozo de madera o la rama lisa de un árbol de unos 30 cm de longitud y 5 cm de anchura, o una botella pequeña bien cerrada de 10 cm de altura, que contenga suficientes materias (tales como agua, tierra o piedras) para que flote con su

parte superior justo encima de la superficie.

   

Dónde medír

Encuentre un tramo de longitud AA a BB a lo largo del arroyo, que sea recto por una distancia de por lo menos 10 m. Trate de encontrar un lugar donde el agua esté tranquila y exenta. de plantas acuáticas, de manera que el flotador se mueva con facilidad y suavidad.

Determine la velocidad media del agua

Pida a un amigo que ponga el flotador en el centro del arroyo, a unos pocos metros aguas arriba de la línea AA y que lo suelte suavemente en la corriente. Póngase en la línea BB y empleando el reloj mida exactamente el tiempo (en segundos) que tarda el flotador en recorrer la distancia de so AA a BB.

Repita tres veces la operación. Ponga el flotador en el agua y observe cuánto tiempo tarda en recorrer la distancia de AA a BB en tres momentos distintos.

Nota: si una de las tres medidas difiere mucho de las otras dos, tome una cuarta y emplee ésta.

 

Ejemplo

Ha determinado que el flotador tarda 15, 21 y 20 segundos en ir de AA a BB: 15 segundos es mucho menos que las otras dos medidas; tome una cuarta medida y empléela en vez de 15.

     Ahora puede calcular el tiempo medio que ha tardado el flotador en ir de AA a BB. Sume las tres medidas y divida por tres.

 

Ejemplo

Los tres tiempos medidos son de 19, 21 y 20 segundos: su suma es de 19 + 21 + 20 = 60 segundos; el tiempo medio para recorrer la distancia de AA a BB es de 60 s ^ 3 = 20 segundos.

     Averigue la velocidad de la superficie del agua (en m/s) dividiendo la distancia de AA a BB (en este ejemplo, 10 m) por el tiempo medio (en segundos) y multiplique este resultado por 0,85 (un coeficiente de corrección) para estimar la velocidad media del agua

  Ejemplo

AA a BB = 10 metrosTiempo medio = 20 segundos

del arroyo.Velocidad de la superficie del agua = 10 m -H 20 so 10 ÷ 20 m/s= 0.5 m/s la velocidad media del agua = 0,5 m/s x 0,85 = 0,425 m/s.

Averigüe la profundidad media

Mida la anchura (en m) del arroyo en varios lugares. Tome la medida que reaparece con más frecuencia, como la anchura media.

Ejemplo

Las medidas de la anchura han sido 1,1 m, 1 m, 1 m, 0,9 m, 1 m y 1,2 m; utilice 1 m como la anchura media.

 

Averigüe la profundidad media

Mida la profundidad del agua (en m) del arroyo en varios lugares a lo largo de su anchura. Tome la mitad de la medida más profunda como una aproximación de la profundidad media.

Ejemplo

Las medidas de la profundidad han sido 0,2 m, 0,6 m, 0,9 m, 1,2 m, 0,8 m y 0,3 m; la más profonda es de 1,2 m, de modo que la profundidad media es 1,2 m -r- 2 = 0,6 m.

 

Calcule el caudal de agua

Para calcular el caudal de agua (en m3) multiplique la velocidad media del agua (en m/s) por la anchura media (en m) y por la profundidad media(en m).

  Ejemplo

Caudal de agua = 0,425 m/s x 1 m x 0,6 m = 0,255 m3/s.

     Nota: recuerde que 1 m3 = 1 000 I, de modo que multiplique por está cifrapara convertir las medidas del caudal de agua en litros por segundo (l/s).

 

Ejemplo

Caudal de agua = 0,255 m3/s x 1 000 I = 255 l/s.

3.4 Método del flotador y la sección transversal  

Este es un método sencillo para medir un caudal de pequeño a grande con bastante más exactitud que el del flotador descrito en la Sección 33. Como este último método, conviene emplearlo en agua tranquila, en momentos de buen tiempo, cuando hay poco viento. Deberá preparar un flotador como se ilustra   .

Dónde tomar las medidas

Busque un tramo de arroyo recto en una distancia de por lo menos 20 metros. Trate de encontrar un lugar de agua tranquila y exento de plantas acuáticas, de modo que el flotador se moverá con facilidad y regularidad. Márquelo con estacas en ambos lados de la corriente, en los puntos AA y BB y tienda una línea entre las estacas.

 

Averigüe la sección transversal media

La sección transversal del arroyo será distinta al comienzo (AA) y al final (BB). Tendrá que determinar la sección transversal media.

   Mida 5 veces la profundidad del agua (en m) a distancias iguales a Sera más fácil registrar las medidas que tome en los puntos AA y

BB si prepara un pequeño esquema con una hoja de registros en la

través del arroyo en el punto AA. cual hacer las añotaciones.

Cuando haya tornado todas las medidas en el punto AA, sume las cinco cifras de la profundidad y divida por cinco para encontrar la profundidad media del agua en AA.  

Ejemplo

En el punto BB la profundidad media es de 0,8 m y la anchura del arroyo de 2 m; la sección transversal en ese punto es 0,8 m x 2 m = 1,6 m2.

     La sección transversal (en m2) en el punto AA es la profundidad media multiplicada por la anchura del arroyo.  

Ejemplo

La anchura del arroyo en el punto AA es de 2 m; la sección transveral en ese punto es, por tanto, 1 m x 2 m = 2 m2.

     Tome en el punto BB las mismas medidas que en el punto AA para   Ejemplo

averiguar la profundidad media, anchura del arroyo y sección transversal en BB.

En el punto BB la profundidad media es de 0,8 m y la anchura del arroyo de 2 m; la sección transversal en ese punto es 0,8 m x 2 m = 1,6 m2.

     Para calcular la sección transversal media en los puntos AA y BB sume los dos valores de la sección transversal que ha determinado y divida por 2.  

Ejemplo

Sección transversal en el punto AA = 2,0 m2 Sección transversal en el punto BB = 1,6 m2 Total de AA + BB = 3,6 m2 Sección transversal media = 3,6 m2 4- 2 = 1,8 m2

Averigüe la velocidad media del agua

Ahora tiene que encontrar la velocidad media del agua empleando un flotador. Que un amigo ponga el flotador en el centro del arroyo a unos pocos metros aguas arriba de la línea AA y que lo suelte con cuidado en la corriente. Póngase en la línea BB y, empleando un reloj, mida exactamente el tiempo (en segundos) que tarda el flotador en recorrer la distancia de AA a BB.

 

Repita la medida por lo menos tres veces y calcule el tiempo medio sumando todas las medidas y dividiendo por el número de medidas que haya tornado. A continuación, divida la distancia de AA a BB por el tiempo medio para averiguar la velocidad del agua en la superficie y multiplique esto por 0,85 (un coeficiente de corrección) para estimar la velocidad media del agua.

  Ejemplo

Distancia de AA a BB = 20 m; los tres tiempos medidos son de 59, 61 y 60 segundos; su suma es de 180 segundos; el tiempo medio en ir de AA a BB es de 180 -f- 3 = 60 segundos; la velocidad de la superficie del agua es de 20 m -r- 60 s = 0,33 m/s; la velocidad media del agua es de 0,33 x 0,85 = 0,27 m/s.

Calcule el caudal de agua

Para calcular el caudal de agua (en m3/s) multiplique la velocidad media del agua por la sección transversal media.  

Ejemplo

Velocidad media del agua = 0,27 m/s;Sección transversai media = 1,8 m2;Caudal de agua = 0,27 m/s x 1,8 m2 = 0,486 m3/s.

     Para expresar este caudal en litros por segundo (l/s) multiplique el resultado (en m3/s) por 1 000.  

Ejemplo

0,486 m3/s x 1 000 = 486 l/s..