Clasificación de los Métodos de Aforo

En general, los métodos para medir un caudal de agua se pueden clasificar en tres grupos, los mismos que se presentan a continuación; así como las modalidades empleadas en cada uno.

1 Métodos de Aforo Directo

Expresan el caudal como una función de volumen sobre tiempo (Q = V / t ) .Entre ellos se tienen   el aforo  gravimétrico, volumétrico, químico y los medidores de hélice, fabricados de
acuerdo con el mismo principio. Otro método de aforo directo consiste en medir el descenso en el nivel del agua y el tiempo de vaciado en un depósito con dimensiones conocidas.

• Aforo Volumétrico
• Aforo Gravimétrico
• Aforo Químico o del Trazador

2 Métodos de Área-Velocidad

Para obtener mayor aproximación en la determinación del caudal en canales y tuberías, con la aplicación de estos métodos, es importante medir la velocidad del caudal en puntos localizados  de  la  sección  transversal,  donde  la  velocidad  promedio  ocurra  con  mayor probabilidad.

En un canal, la velocidad máxima ocurre entre 0.05 y 0.25 del tirante por debajo de la superficie del agua, y la velocidad mínima se desplaza sobre las paredes del ducto donde la rugosidad  tiende  a  frenar  el  avance  de  la  corriente.  La  velocidad  media  se  localiza aproximadamente a 0.60 del tirante, y puede determinarse exactamente    promediando las velocidades observadas a 0.2 y 0.8 del tirante.

La Figura 4-5 muestra la distribución típica de velocidades para un canal, la que se asemeja a círculos concéntricos con eje en el punto donde se localiza la velocidad máxima. Tal distribución sufre deformaciones debido a la geometría de la sección, rugosidad del canal y cambios de dirección (curvas, caídas, etc.).

La distribución vertical de velocidades en función de la profundidad, se asemeja a un paraboloide con foco sobre la línea donde ocurre la velocidad máxima.

En una tubería completamente llena, la máxima velocidad se desplaza por el centro del tubo y la mínima se desplaza adyacente a las paredes del conducto, donde la fricción retarda el avance; la velocidad promedio se localiza a 3/8 de diámetro alrededor del centro de la tubería,

como se muestra en la Figura 4-6. La velocidad promedio equivale aproximadamente a 0.80 de la velocidad máxima, este criterio práctico es aplicable a las tuberías en general, donde normalmente predomina un flujo turbulento.

• Método del flotador
• Método del Tubo Pilot
• Método del Molinete Hidrométrico
• Aforo de la Descarga Libre en Tuberías, por el Método de la Trayectoria

3 Métodos que Utilizan Contracciones

En los sistemas de riego existen muchos instrumentos disponibles para la medición de sus caudales, los cuales a través de la contracción en una sección permiten la medición del caudal.

Entre los instrumentos disponibles que se tienen para la medición de caudal en un sistema de riego podemos mencionar los siguientes:

• El  vertedero  que  es  el  dispositivo  más  práctico  y  económico,  siempre  que  se disponga de suficiente altura, fueron los primeros instrumentos desarrollados.
• El orificio, ya sea libre o sumergido, como las compuertas, se usa para el control de entrega de agua a las parcelas.
• Aforadores,  como  Parshall,  sin  cuello,  WSC,  etc.,  son  los  instrumentos  mas comúnmente utilizados; sus ventajas mas destacadas son las pérdidas pequeñas de altura, una exactitud razonable para una gama grande de caudales y la inestabilidad a la velocidad de aproximación.

Estos medidores de caudal serán estudiados a mayor detalle en capítulos  posteriores.