Monografías Plus »

Aforo volumetrico quebrada caudal



Introducción

De los diferentes colectores del ciclo hidrológico, la escorrentía es el único que se puede medir directamente con una cierta preescisión, eso se consigue mediante el aforo de los ríos, que consiste en la medida del actual de agua que pasa en un momento dado por un punto de surco que se llama estación de aforo. Esta caudal debe determinarse con la mayor frecuencia posible para tener una visión completa del régimen del río, llamándose así a las variaciones del caudal durante un periodo del tiempo más o menos largo (mensual, anual).

Esta práctica se facilita enormemente mediante las escalas lignimétricas (miras graduadas) que dan la altura del agua (h) que se puede leer rápida y fácilmente en cualquier instante y luego relacionarla con el gasto mediante una curva "Q"=f (h) denominada curva de calibración previamente determinada para dicha estación de aforo.

Revision literaria

Vertederos de pared aguda

Los dos tipos más comunes son el vertedero triangular (con escotadura en V) y el vertedero rectangular como se muestra en la Figura 28. Debe haber una poza de amortiguación o un canal de acceso aguas arriba para calmar cualquier turbulencia y lograr que el agua se acerque al vertedero lenta y suavemente. Para tener mediciones precisas el ancho del canal de acceso debe equivaler a ocho veces al ancho del vertedero y debe extenderse aguas arriba 15 veces la profundidad de la corriente sobre el vertedero. A esto se denomina contracción final, necesaria para aplicar la calibración normalizada.

Para determinar la profundidad de la corriente a través del vertedero, se instala un medidor en la poza de amortiguación en un lugar en el que se pueda leer fácilmente. El cero del medidor fija el nivel en el punto más bajo de la escotadura. El medidor debe instalarse bastante detrás de la escotadura para que no se vea afectado por la curva de descenso del agua a medida que el agua se acerca a la misma.

Los vertederos con escotadura en V son portátiles y sencillos de instalar de manera temporal o permanente. La forma en V significa que son más sensibles a un caudal reducido, pero su ancho aumenta para ajustarse a caudales mayores

Para caudales mayores el vertedero rectangular es más adecuado porque el ancho se puede elegir para que pase el caudal previsto a una profundidad adecuada.

En algunos vertederos se combinan las características de la escotadura en V y de la escotadura rectangular. El vertedero Cipolletti tiene una cresta horizontal como una escotadura rectangular y lados en pendiente, sin embargo, para instalaciones sencillas, esto no aporta ninguna ventaja con respecto a la escotadura rectangular

El vertedero compuesto se utiliza a veces cuando hace falta una medición sensible de caudales reducidos a través de la escotadura en V y se necesitan también mediciones de caudales grandes a través de la escotadura rectangular. El diseño y la calibración más complicados implican que este tipo de vertedero se limite a estudios hidrológicos complejos.

Vertederos de pared ancha

En las corrientes o ríos con gradientes suaves, puede resultar difícil instalar vertederos con pared aguda que requieren un rebose libre de aguas abajo. La otra posibilidad está constituida por los vertederos que pueden funcionar parcialmente sumergidos. Pero el aforo está influido por la velocidad de llegada y la calibración debe verificarse por medio de mediciones efectuadas con un molinete.

Aforos con Vertedero

La medición del caudal de las corrientes naturales nunca puede ser exacta debido a que el canal suele ser irregular y por lo tanto es irregular la relación entre nivel y caudal. Los canales de corrientes naturales están también sometidos a cambios debidos a erosión o depósitos. Se pueden obtener cálculos más confiables cuando el caudal pasa a través de una sección donde esos problemas se han limitado. Para ello se podría simplemente alisar el fondo y los lados del canal, o recubrirlos con mampostería u hormigón o instalar una estructura construida con ese fin. Existe una amplia variedad de esos dispositivos, la mayoría idóneos para una aplicación particular. A continuación se describe una selección de los dispositivos que son fáciles de instalar y de hacer funcionar con referencia a manuales adecuados para estructuras más caras o complicadas.

En general las estructuras a través de la corriente que cambian el nivel de aguas arriba se denominan vertederos y las estructuras de tipo canal se denominan aforadores, aunque esta distinción no siempre se cumple. Una distinción más importante es entre dispositivos estándar y no estándar. Un vertedero o aforador estándar es el que se construye e instala siguiendo especificaciones uniformes y cuando el caudal puede obtenerse directamente de la profundidad de la corriente mediante el empleo de diagramas o tablas de aforo, es decir, cuando el aforador ha sido previamente calibrado. Un vertedero o aforador no estándar es el que necesita ser calibrado individualmente después de la instalación mediante el empleo del método velocidad/superficie como cuando se establece el aforo de una corriente. Existe un conjunto tan amplio de dispositivos estándar que es preferible evitar las estructuras no normalizadas salvo para hacer cálculos aislados de los caudales de la corriente utilizando el método velocidad/superficie en un puente o un vado o una alcantarilla.

La mayor parte de los vertederos están concebidos para una descarga libre sobre la sección crítica con el fin de que el caudal sea proporcional a la profundidad de la corriente en el vertedero, pero algunos vertederos pueden funcionar en una situación denominada sumergida o ahogada, en el que el nivel de aguas abajo interfiere con la corriente sobre el vertedero. Algunos tipos de vertederos se pueden corregir mediante la sumersión parcial, pero esto constituye una complicación poco conveniente que requiere medidas adicionales y más cálculos, por lo que se la debe evitar siempre que sea posible. Otra variación que también es preferible evitar, es la del vertedero sin contracción, que es un vertedero instalado en un canal del mismo ancho que la sección crítica.

Monografias.com

Aforadores

(VILLON)

Los aforadores se utilizan ampliamente debido a sus ventajas: se construyen para satisfacer una necesidad particular; son dispositivos de medición "normalizados", es decir, que se fabrican e instalan de acuerdo con las especificaciones y no necesitan calibración, y la medición se puede tomar directamente de las tablas publicadas. Al igual que los vertederos, es preferible que los aforadores funcionen con descarga libre; algunos tipos pueden funcionar de manera satisfactoria en situación en parte sumergida, es decir, cuando las aguas descansan en el aforador y crean cierta restricción de la corriente. Si el efecto es previsible y cuantificable, el problema no es grave, pero implica que se debe medir la profundidad del caudal en dos puntos en el aforador.

AFOROS VOLUMÉTRICOS:

Se aplica general mente en los laboratorios de hidráulica ya que solo es funcional para pequeños caudales, sin embargo se puede implementar también e pequeñas corrientes naturales de agua el aforo volumétrico consiste en medie el tiempo que gasta el agua en llenar el recipiente de volumen conocido para lo cual el caudal es fácilmente calculable con la siguiente ecuación.

Q = V / T.

Donde:

Q = caudal, en l/s ó m³/s.

V = volumen del depósito, en l ó m³.

T = Tiempo en que se llena el depósito, en s.

Método aplicable a caudales pequeños.

Materiales y metodos

3.1 DESCRIPCION DEL LUGAR

(Apuntes de memorias descriptivas de la quebrada Cocheros (OIM))

3.1.1 UBICACIÓN:

Se ubica al sur este de la Universidad, con acceso a partir de un camino de herradura y se encuéntrale curso de agua mas importante de la universidad, debido a su mayor caudal.

3.1.2 CLIMA:

El clima de esta zona es el correspondiente a selva alta, siendo el clima tropical con una temperatura medio anual oscilante entre 22º C y 26º C, alcanzando una temperatura máxima de 35º C y disminuyendo a uno mínimo de 17º C con abundante humedad atmosférica.

Presentando una humedad relativa máxima del orden del 88% y una mínima de 74% con una precipitación media anual de 3155 mm.

3.1.3 ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR:

La Universidad Nacional Agraria De La Selva se encuentra a 648 m.s.n.m.

3.1.4 EVALUACIÓN Y DISEÑO DE LAS OBRAS HIDRÁULICAS

CAPTACION: se encuentra bien ubicada, la estructura es una captación directa, teniendo su compuerta de limpia deteriorada, la cual se debe de reemplazarse, debe reforzarse el colchón de disipación, se encuentra en posibilidades de funcionar.

LINEA DE CONDUCCION: seria recomendable eliminar las cajas de registro existentes y reemplazarlo con tuberías.

SEDIMENTADOR: teniendo como definición que los sedimentadotes acondicionan la turbidez dentro de los límites aceptables. Existe un sedimentador que resulta muy pequeño para el caudal que recibe, la superficie del fondo no tiene pendiente, luego los lodos se deslizan sobre una superficie plana, siendo necesario entonces efectuar un relleno de concreto y dotarle de compuertas de lodos, la capacidad de trabajo de este sedimentador es de 1 l/seg., por lo que para aprovechar la estructura es necesario diseñar un sedimentador de alta eficiencia.

Al sedimentador existente también se le adicionara la pantalla de madera difusora.

Para que pueda trabajara a un caudal de 1 l/seg., se deberán de efectuar las siguientes acciones:

SEDIMENTADOR DE FLUJO LAMINAR: este sedimentador tiene un alto rendimiento, de manera que todo el flujo pueda tener el tiempo de retención adecuado.

El diseño de este sedimentador se ha efectuado debido a que los sedimentadotes comunes requieren una longitud considerable y se pierda área, mientras que el sedimentador de flujo laminar, se caracteriza por tener poca área, mientras que el sedimentador de flujo laminar, se caracteriza por tener poca área y efectúa el mismo trabajo del convencional.

El tratamiento por filtración lenta, requiere de un mínimo de operación y mantenimiento, la turbidez de diseño que se tiene es 100 U.T. cuando existen mayor turbidez se inhiben los procesos biológicos, que causan elevadas perdidas de carga 7 deterioran la calidad del agua, el efluente de los filtros disminuyen la capacidad en mas del 50% de operación.

FILTRO: el filtro a diseñarse retendrá partículas superiores a 0.05 mm, se ha diseñado un filtro lento, el caudal de 6.22 l/seg., es un limite entre para pasar al filtro rápido, que realmente requiere para su manejo personal durante las 24 horas del día y que prácticamente se convierte en una planta de tratamiento de agua.

Este filtro lento, con dimensiones grandes, tiene sistemas de desinfección el cual ha sido enunciado en los análisis bacteriológicos efectuados con las muestras de agua.

Para el diseño se ha asumido 6.5 l.p.s., teniendo una turbidez máxima de 100 UT, teniendo un color

Se tiene una velocidad de filtración de 0.1 m/h, una perdida de carga fija de 5% de la perdida inicial de carga en el medio filtrante.

Periodo de reposición de filtro = 5 años.

Características del medio filtrante:

Diámetro efectivo: 0.15 – 0.35 mm correspondiendo a d10.

Coeficiente de uniformidad

Altura de lecho filtrante = 1.20 mts.

Altura de soporte = 0.30 mts.

CAPA

DIAMETRO

ALTURAS

1

1.5 - 4

5 cm

2

4 – 15

5 cm

3

10 - 40

10 cm

RESERVORIO: El reservorio diseñado es de 150.00 m3, con una forma de un paralelepípedo, haciendo descartado el circular. Otro de los puntos considerados es que con el reservorio no se pierda la altura dinámica.

El conjunto de accesorios es el típico de todo reservorio.

Se ha diseñado el reservorio de 150 m3, habiéndose calculado con un 25% de consumo máximo diario.

DEMANDA SOBRANTE: luego de haber sectorizado la universidad y haber diseñado la red de distribución abierta compuesta por varios ramales, dependiendo de la importancia de las edificaciones a suministrar agua. Se tiene una demanda sobrante de 1.422 l/seg., existen este saldo a pesar de que ha considerado al campo ferial, un coliseo proyectado, un estadio para 5000 espectadores (siendo se capacidad máxima normal de 10000 espectadores).

LINEA DE DISTRIBUCION: con la finalidad de mantener el tramo de 6``, de la línea de distribución y que actualmente alimenta la piscina, esta crea algunas velocidades de sedimentación que se salvan colocando válvulas de purga, pero de esta manera ahorrar la instalación de tuberías.

(UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA. Oficina de infraestructura. Proyecto de construcción de agua potable.)

La continuidad del servicio presenta ciertos problemas, vinculados sobre todo al deficiente abastecimiento de agua tanto en épocas de estiaje como en épocas de lluvia. Por lo que, la necesidad de contar con un buen sistema de captación y distribución de agua se hace cada vez más latente. En épocas de estiaje, muchas de las áreas de la universidad no son abastecidas con normalidad, por la poca capacidad de los reservorios existentes. En épocas de lluvias, el agua distribuida contiene restos de tierra y restos orgánicos de toda naturaleza, que hacen que el agua distribuida sea considerada no apta para consumo humano.

Por el lado de la cobertura del servicio, la gran mayoría de los ambientes cuentan con instalaciones sanitarias. El problema existente en este aspecto, lo constituye el estado actual de las redes de distribución, que por su antigüedad presenta serias deficiencias, ocasionando frecuentes fugas de agua, el cual genera malestar entre los usuarios y deterioro de la infraestructura física existente.

En cuanto a la calidad del agua que se consume en la universidad, el laboratorio de SEDA-HUANUCO S.A., empresa que presta el servicio de agua potable en la localidad de Huánuco, efectuó el 28 de octubre de 2002 un análisis físico-químicos de las fuentes de abastecimiento de agua, en donde los resultados del examen microbiológico demuestran, en el caso de las tres fuentes (Córdova, Cocheros y Zootecnia), que no se pueden usar como agua para consumo humano, sin previa aplicación de algún tipo de desinfectante, recomendándose para ello efectuar un tratamiento primario de potabilización del agua.

Asimismo, la Unidad Territorial de Salud – Tingo María, a través del Hospital de Tingo María, realizó un análisis microbiológico y del estado de la infraestructura de las tres fuentes de abastecimiento de agua en la UNAS, en la cual se concluyó lo siguiente:

Recomendándose una serie de acciones tendientes a potabilizar el agua, a través de la limpieza y desinfección de todos los sistemas. Además de estudiar la posibilidad de realizar un Perfil de Inversión Pública, con el fin de proyectar la construcción de un nuevo Sistema de Abastecimiento de Agua Potable.

Cabe mencionar, que la UNAS no cuenta con un sistema de alcantarillado ni desagüe apropiado, utilizándose actualmente un sistema de pozos sépticos, el cual es inadecuado e ineficiente considerando el tamaño de la UNAS y el consumo de agua existente.

INICIO DEL PROBLEMA

El problema considerado presenta las siguientes características:

Todas estas características aunadas, originan la deficiente prestación del actual servicio de agua, el cual ni siquiera es potable, teniendo como efecto final el deterioro de la calidad de vida de la población universitaria.

Medios y Acciones

Para el cumplimiento de tales objetivos se plantean tres medios fundamentales los cuales son:

PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS

Dadas las características del problema y su impacto en el deterioro de la calidad de vida de la población universitaria, se han planteado dos alternativas, las cuales buscan solucionar la necesidad de agua potable, por consiguiente estas alternativas se describen de la siguiente manera:

Alternativa 1: Construcción de un Sistema de Agua Potable por Gravedad.

Esta alternativa considera la Construcción de un Sistema de Agua Potable por Gravedad en las tres fuentes de abastecimiento: "Cocheros", "Córdova" y "Zootecnia". Cada una de ellas contará con estructuras tales como: Planta de captación, desarenador, sedimentador, filtro lento, reservorios y una red de tuberías de aducción, conducción y distribución del agua potable; lo cual permitirá aprovechar los recursos hídricos que el bosque que la UNAS ofrece, y será administrada directamente por la universidad, siendo esta responsable de su ejecución, costos de operación y mantenimiento.

Alternativa 2: Construcción de un Sistema de Agua Potable por Gravedad & Bombeo.

La segunda alternativa considera la Construcción de un Sistema de Agua Potable Mixto, es decir, por Gravedad y Bombeo. El Sistema por Gravedad será implementado sólo en la quebrada "Cocheros", por ser ésta la de mayor caudal y será complementada con el Sistema por Bombeo, el cual abastecerá la demanda que actualmente es satisfecha por la quebrada "Zootecnia" y "Córdova".

En el Sistema por Gravedad de "Cocheros" se considera la construcción de estructuras tales como: Planta de captación, desarenador, sedimentador, filtro lento, reservorios y una red de tuberías de aducción, conducción y distribución del agua potable. Mientras que en el Sistema por Bombeo se proyecta construir: Una estación de bombeo y su cerco perimétrico, una caseta de válvula del reservorio, un reservorio de 150 m3 de capacidad, una línea de rebose de reservorio, la línea de impulsión, el sistema eléctrico entre pozo y reservorio y las líneas de aducción y distribución.

Monografias.com

Para menguar las incidencias del problema de agua, se han venido realizando hasta la fecha obras como: cambios de tuberías y mejoramiento de la captación (levantamiento del nivel, refacción, etc.) para el abastecimiento continuo de agua en la universidad. Es necesario señalar que ante exigencias del Ministerio de Salud, se han efectuado labores de limpieza, desinfección y pintado de los sistemas de captación.

El actual problema de abastecimiento de agua sin tratamiento, pone en riesgo la salud del total de la población estudiantil, docentes y no docentes, pero en mayor medida a aquella población que reside dentro del campus universitario.

Las posibilidades para la ejecución del proyecto son muy amplias; en primer lugar, la actual población afectada, que constantemente presenta su petición de mejora del servicio, se muestra en total disposición a la ejecución del proyecto. En segundo lugar, existe también otro tipo de peticiones que hacen que la ejecución del proyecto sea más urgente, plasmado en las recomendaciones del Ministerio de Salud que a través de un informe presentado a nuestras autoridades universitarias dan a conocer la importancia y lo vital que resultaría la ejecución de este proyecto.

Otra de las grandes posibilidades con que cuenta la UNAS para la solución al problema, es la existencia dentro de la misma universidad de tres riachuelos, los cuales al ser manejados racionalmente, nos proveerán de agua por un largo periodo de tiempo.

IMPACTO AMBIENTAL

La ejecución del presente proyecto generará impactos positivos y negativos al medio ambiente. Los impactos positivos son mucho más significativos e importantes que los negativos. Dentro de los primeros podemos mencionar los siguientes:

Dentro de los impactos negativos más importantes a considerar, mencionaremos los siguientes, por ser los de más probable ocurrencia:

Estos efectos negativos serán mitigados básicamente a través de las siguientes medidas:

EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL

PROYECTO DE INFRAESTRUCTURA SANITARIA:

SISTEMA DE AGUA POTABLE

La evaluación ambiental del Proyecto de Construcción del Sistema de Agua Potable de la UNAS, contempla la identificación de los impactos más relevantes y el programa de manejo ambiental implementado para mitigarlos.

Requisitos Ambientales

Ecología:

Material Empleado:

Contaminación Ambiental:

Salud:

3.2. MATERIALES

3.3. METODO

El método que se utilizo fue el método volumétrico previa explicación durante y después de las clases

Resultados

Monografias.com

La Evaluación del Impacto Ambiental nos lleva a la concluir que la ejecución del proyecto no representará un impacto negativo significativo sobre el medio ambiente, tal como lo demuestra la calificación de grado N y categoría 3, el cual es el más bajo de la calificación de impactos negativos.

Discución

En ocasiones, cuando el gasto de la corriente es escaso, se hace una construcción especial, un vertedor, a través del cual se canaliza el agua y se afora mediante una fórmula que toma en cuenta, entre otros factores, la forma del vertedor y la altura que alcanza el agua en el mismo.

Los resultados que obtuvimos luego de realizar el análisis de las ficha de impacto ambiental a cerca del estudio de la quebrada cocheros y posteriormente comparando con el cuadro de valoración de EIA para determinar la frecuencia y el grado de impacto de ese lugar obtuvimos que la frecuencia fue de 4>= f >=2, por lo que se dice que el grado es leve (L) y todo esto quiere decir que no causa mucho efecto en su impacto ambiental de la quebrada cocheros, lo cual dichos datos no coinciden con los resultados encontrados del proyecto de construcción del agua potable en la universidad nacional agraria de la selva que su Evaluación del Impacto Ambiental lo lleva a concluir que su ejecución del proyecto no representará un impacto negativo significativo sobre el medio ambiente, tal como lo demuestra su calificación de grado N y categoría 3, el cual es el más bajo de la calificación de impactos.

Conclusión

La quebrada Cocheros en épocas de verano presenta la disminución de su caudal y a su vez ésta quebrada brinda sus aguas a la población de BUENOS AIRES no dando el suficiente abasto tanto para la UNAS como para la población; siendo éste motivo de muchos conflictos entre ambas partes.

En la microcuenca de la quebrada cocheros podemos tratar que el proyecto de abastecimiento de agua potable no se ha realizado las medidas de control ambiental y es por eso que pudo haberse dado un impacto sobre ese lugar.

Para realizar un proyecto se debe tener en cuenta un estudio de impacto ambiental, para que así la contaminación del ambiente se reduzca en una mínima parte y no tenga inconveniencia en el futuro.

Bibliografía

VILLÓN BÉJAR, Máximo (2002). Hidrología. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Facultad de Ingenieria Agrícola. Lima - Peru.

Universidad nacional agraria de la selva. Oficina de infraestructura. Proyecto de construcción de agua potable.

Apuntes de memorias descriptivas de la quebrada Cocheros (OIM)

ANEXO

Monografias.com

Identificadas las fuentes de impacto ambiental y definido el impacto potencial sobre los factores del medio ambiente, se procede a determinar el grado de intensidad de éstos, a través de la Ficha de Evaluación de Impacto Ambiental que se presenta a continuación:

Monografias.com

Monografias.com

Las medidas de mitigación propuestas, así como su costo se aprecian a continuación:

Monografias.com

 

 

 

 

Autor:

Jose Gustavo Campero Sanchez.