Aforo Químico o del Trazador

Esta técnica se usa en aquellas corrientes que presenten dificultades para la aplicación del método área velocidad o medidas con estructuras hidráulicas, como en corrientes muy anchas o en ríos torrenciales.

Los trazadores pueden ser de tres tipos:

1)  Químicos: de esta clase son la sal común y el dicromato de sodio

2)  Fluorescentes: como la rodamina

3)  Materiales radioactivos: los mas usados son el yodo 132, bromo 82, sodio.

La sal común puede detectarse con un error de 1% para concentraciones de 10 ppm

(partes por millón).

El  dicromato  de  sodio  puede  detectarse  a  concentraciones  de  0.2  ppm  y  los  trazadores fluorescentes  con  concentraciones  de  1/1011.  Los  trazadores  radioactivos  se  detectan  en concentraciones  muy  bajas  (1/1014).  Sin  embargo  su  utilización  requiere  personal  muy especializado.

El método de los trazadores puede implementarse de dos maneras:

a) Inyectar rápidamente un volumen de trazador. Este método es llamado también

método de integración. Supóngase que en una sección 1 de un río se adiciona un pequeño volumen de trazador V1 con una concentración alta C1. Si existe en el río una concentración, Co, el perfil de concentraciones en el rió se comporta con el tiempo así:

b) Inyección a caudal constante. En los aforos químicos o radioactivos se añade de

 forma continua y constante una concentración conocida (C1) de una sustancia química o radioactiva a la corriente cuyo caudal (Q) desea determinarse.

Por la estequiometría de las reacciones químicas, cuando un caudal constante (q) de una   solución   salina   es   descargado   dentro   del   caudal   (Q),   conteniendo   las   mismas constituyentes a la concentración (C2), la mezcla resultante de caudales (Q + q) alcanzará una concentración (C) proporcional a las concentraciones iniciales (C1  y  C2) de los caudales antes del mezclado, como lo indica la siguiente expresión:

Para el aforo químico se emplea generalmente la sal de cocina (Na Cl), la cual, por conveniencia, se disuelve a razón de 260 g/l de agua antes de introducirla en la corriente. La solución salina eleva la conductividad eléctrica del agua, la cual puede ser determinada por el puente Wheatstone.

 

Para aplicar el método se necesita conocer la conductividad eléctrica en tres muestras de agua, la primera muestra (C1) es tomada de la solución salina, la segunda muestra (C2) se toma aguas arriba, poco antes del punto de aplicación; y la tercera muestra (C) es colectada a una distancia aguas abajo del punto de inyección, donde se asegure el completo mezclado de la sal con el agua de la corriente.

Un caudal constante (q) de solución salina se puede aplicar utilizando una botella Mariotte construida con un garrafón, un tapón bihoradado y dos tubos de vidrio

En una botella Mariotte el volumen de agua desalojado es restituido por la entrada de aire atmosférica, de tal forma que la presión interna se mantiene constante con respecto al nivel indicado por el extremo sumergido del tubo abierto a la atmósfera.

Cuando se utiliza la solución salina para medir la velocidad de la corriente, solo se inyecta  una  porción  de  la  misma.  El  tiempo  de desplazamiento  del  prisma  de  agua  que contiene la solución, es detectado en dos puntos de control mediante electrodos en contacto con la corriente, conectados a un amperímetro o registrador. A partir de las señales de este  último, se calcula la velocidad del caudal, dividiendo la distancia entre los puntos de control,

por el tiempo de desplazamiento.

Es  importante  anotar  que  para  aplicar  este  método  se  supone  que  el  flujo  es permanente. Los trazadores deben tener las siguientes propiedades:

 

·        No deben ser absorbidos por los sedimentos o vegetación, ni deben reaccionar químicamente.

·        No deben ser tóxicos.

·        Se deben detectar fácilmente en pequeñas concentraciones.

·        No deben ser costosos.

• Clasificación de los Métodos de Aforo