Método del Molinete Hidrométrico

Molinetes.- Los molinetes son aparatos constituidos de paletas o conchas móviles, las cuales, impulsadas por el líquido, dan un mero de revoluciones proporcional a la velocidad de la corriente.


Existen dos tipos de molinetes, el de cazoletas y el de hélice, los cuales pueden ser montados sobre una varilla para el aforo de corrientes superficiales o suspendidos desde un cable durante el aforo de ríos, diques profundos, etc.

  
a)  De eje vertical o cazoletas: Tipo Price, de origen norte-americano.
 b)  De eje horizontal o de hélice Más comunes en Europa

Cada molinete viene calibrado de fábrica y acompañado de una tabla o ecuación, donde se relaciona la velocidad angular de la rueda giratoria con la velocidad de la corriente. La relación típica se ajusta a una recta con una ligera desviación cerca del origen

Cuadro de texto: Velocidad en m/sPara medir la velocidad de una corriente, el molinete se instala por abajo 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 (usualmente un minuto).

Cuanto mayor sea el número de registros realizados en un mismo punto de aforo, más confiable será la apreciación de la velocidad medida; por lo mismo, se sugiere explotar las velocidades de corriente en diferentes puntos igualmente espaciados sobre el espejo del agua, sumergiendo el instrumento a 0.2 y 0.8 del tirante respectivo.

En canales y acequias donde el ancho del espejo del agua sea menor de 3 m, la sección puede dividirse en tres o cuatro segmentos de igual longitud, pero en corrientes de gran anchura se acostumbra hacer las mediciones cada 3 m sobre el espejo, operando desde un puente o un andamio.


Las revoluciones del impulsor, dadas por el 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 eléctrico para registrarlas.

El mero de revoluciones por intervalo de tiempo se transforma a velocidad de la corriente consultando la tabla del instrumento o su ecuación respectiva. En la Tabla 4-1 se proporcionan  las  ecuaciones  de  calibración  para  algunos  molinetes,  donde  la  ecuación reportada para el medidor Price-622 es un promedio de las graduaciones para varios molinetes y es aplicable a cualquier instrumento del mismo modelo (en buenas condiciones), dentro de un nivel de confiabilidad de 99%.



TABLA 4-1. Ecuaciones de calibración para algunos modelos de molinetes.
(Adaptado de: G. Briones Sánchez, I. García Casillas)
El medidor Price es el molinete adoptado oficialmente por la División de Recursos Hidráulicos del Departamento de Geología de Estados Unidos, para el aforo de corrientes. El molinete Gurley es muy usado en los estudios hidrométricos  realizados en México.

Aplicación.- Este método consiste básicamente en medir en un área transversal de la corriente, previamente determinada, las velocidades de flujo con las cuales se puede obtener luego el caudal. El lugar elegido para hacer el aforo o medición debe cumplir los siguientes requisitos:

  • La sección transversal debe estar bien definida y que en lo posible no se presente
            agradación o degradación del lecho.
  • Debe tener fácil acceso.
  • Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la profundidad producidos por curvas.
  • El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansos que afecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración.


En  el  sitio  que  se  decidió  hacer  el  aforo,  se  hace  un  levantamiento  topográfico completo de la sección transversal, el cual dependiendo de su ancho y profundidad, puede hacerse con una cinta métrica o con un equipo de topografía, Figura 4-8.


La sección escogida se divide en tramos iguales tal como muestra la Figura 4-14. En cada vertical, de las varias en que se divide la sección, se miden velocidades con el molinete a 0.2, 0.6 y 0.8 de la profundidad total. Cada vertical tiene su respectiva área de influencia (sombreada en la gráfica), la cual se determina de la siguiente manera:


Una vez conocido el tirante inicial yi, y el final yi+1  del área de influencia Ai, se determina el tirante promedio:



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 pasa 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%.


La velocidad media en cada vertical se determina como:

1 comentarios:

Hector Rojas Roman dijo...

Buenas.. muy buena informacion pero quisiera hacerle una pregunta... Soy tesista en una central hidroelectrica y estoy trabajando con dicho sistema de medicion de caudal... me gustaria saber si aplica el mismo procedimiento para la medicion del caudal absoluto en las centrales hidrolecectricas? o hay otros aspectos a tener en cuenta? le agradeceria su ayuda :(

Publicar un comentario en la entrada