Existen diversas maneras convenientes de medir la cantidad de agua en
un arroyo o canal. El método que se emplee dependerá de
varios factores:
la exactitud del resultado que se necesite;
la cantidad de agua existente en el arroyo o canal que va a medir;
el material que puede usar.
Comparemos los diversos métodos. El Cuadro 3 le ayudará a comparar los diversos métodos
y a seleccionar el que más se ajuste a sus necesidades. Cada uno
de ellos se explica e ilustra pienamente en las secciones siguientes.
No varia mucho, 114 l/s o menos,
o varia mucho de pequeno a grande
Grande
Para registrar el caudal durante un perìodo
de tiempo
Madera, planchas de metal o làminas
acanaladas de tejado; m herramientas para 1 trabajar la
madera o el metal, pala, pico, lìnea, nivel, vara
de medir
Presa,
rectangular
No varia mucho y es de mas
de 1 1 4 l/s
NOTA: *muy sencillo; ** mas dificil; *** el mas
difìcil.
3.1 Estimación rápida aproximada
Este es un método muy sencillo para medir aproximadamente
el caudal de agua en arroyos muy pequeños. Para ello no necesita
emplear ningún equipo especial.
Eche una hoja en el agua del arroyo cuyo caudal quiere medir.
Vaya en la dirección en que flota la hoja al paso normal,
unos 30 metros o 35 pasos.
Observe lo que ha avanzado la hoja mientras usted anda y estime
el caudal de agua como se indica en los ejemplos.
Ejemplos
Si sus necesidades de agua no son mayores que las
indicadas en estos ejemplos, no tiene que tornar ninguna otra medida
del caudal.
Si sus necesidades de agua son mayores que las dadas en los ejemplos,
tiene que emplear uno de los métodos más exactos para medir
el caudal de modo que pueda estar seguro de que dispone de agua
suficiente.
3.2 Método
del cubo
Es un método sencillo para medir
caudales muy pequeños de menos de 5 l/s con gran precisión
Se comienza construyendo una presa pequeña
de tierra a través del arroyo para detener el agua. Se pueden
emplear postes de madera, bambú o ramás de árboles
para retener la tierra en su lugar mientras se construye la presa.
Cuando la presa está a medio
construir, se pone un tubo de 5 a 7 cm de diámetro y de 1
a 1,5 m de longitud, que puede ser de bambú.
Termine de construir la presa a través del arroyo para que
toda el agua pase por el tubo.
Busque por lo menos dos cubos u otros recipientes similares que
empleará para Ilenarlos del agua que pasa por el tubo. También
necesitará una botella u otro recipiente pequeño de
1 litro.
Empleando el recipiente de 1 litro,
cuente el nùmero de litros que necesita para Ilenar de agua
los cubos, a fin de determinar cuànta contiene cada uno.
Ejemplo
Si necesita 10 recipientes de 10 litros de capacidad.
Empleando un cubo tras otro, recoja
toda el agua que pasa por el tubo durante un minuto (60 segundos).
Cuente el número de cubos que puede Ilenar durante ese tiempo.
Calcule el caudal total de agua (en l/s).
Ejemplo
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
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 del arroyo.
Ejemplo
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
Averig�e 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
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
Nota: recuerde que 1 m3 =
1 000 I, de modo que multiplique por está cifra
para convertir las medidas del caudal de agua en litros por segundo
(l/s).
Ejemplo
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. Deber� preparar un flotador
como se ilustra .
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 través del arroyo en el punto
AA.
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 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
La sección transversal (en m2)
en el punto AA es la profundidad media multiplicada por la
anchura del arroyo.
Ejemplo
Tome en el punto BB las mismas
medidas que en el punto AA para averiguar la profundidad media,
anchura del arroyo y sección transversal en BB.
Ejemplo
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
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
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
Para expresar este caudal en litros
por segundo (l/s) multiplique el resultado (en m3/s) por 1 000.
Ejemplo
Nota: este
método puede resultar más exacto si se aumenta
la distancia de AA a BB a 30 m, a 50 m o incluso a 100 m. Se
recomienda una distancia mayor entre AA y BB si la corriente
es rápida. Cuanto más veloz sea el agua, mayor
deberá ser la distancia.
Nota: puede aumentar la exactitud de este método
si se incrementan las medidas del tiempo a 5, 7 o incluso 10
veces.
Pero recuerde:
cuanto mayor sea el tiempo medido, menor será el
número de medidas que se necesiten;
cuanto más largo sea el tiempo medido, mayor será
la diferencia entre cada cifra.
Ejemplo
3.5 Método
del colorante y la sección transversal
Este es un método para medir caudales de agua pequeños
y grandes con mediana exactitud, y en él se emplea
un colorante del agua en vez de un flotador para medir la velocidad
de está.
Mida el tiempo (ti1 en segundos) que tarda la parte delantera
del colorante en Ilegar a la línea BB.
Arroje una pequeña cantidad
de colorante en el centro del arroyo, un poco por encima de
la línea AA, de manera que quede una mancha en el agua.
Nota: el permanganato potásico y la fluoresceína
son soluciones colorantes convenientes que pueden obtenerse
en la farmacia.
Mida el tiempo (t2, en segundos) que tarda la parte delantera del colorante en Ilegar a la línea BB.
Calcule el tiempo medio que tardan la parte delantera y trasera
de la mancha de colorante en Negar a la línea BB, sumando
t, y t2 y dividiendo el resultado por 2.
Ejemplo
Calcule la velocidad del agua
(en m/s) dividiendo la distancia de AA a BB (en m) por el tiempo
medio (en s).
Nota: cuando usa un colorante no tiene que multiplicar
la velocidad del agua por un coeficiente de corrección
como cuando emplea un flotador.
Ejemplo
Calcule la sección transversal
media del arroyo como se describe (Sección
3.4.
Ejemplo
El caudal de agua equivale a la
velocidad del agua multiplicado por la sección transversal
media.
Ejemplo
Nota: se puede reforzar la exactitud de este método
si se aumenta la distancia de AA a BB o el número de medidas
de tiempo, como se describe en la secciones .
3.6 Métodos
de presa
Las presas se emplean normalmente para medir caudales de agua
grandes y pequeños con gran exactitud. Son especialmente
útiles para registrar el caudal de agua durante un período
de tiempo.
¿Qué
es una presa?
Una presa es una obstrucción que se pone a través
del arroyo y que obliga al agua a pasar por una entalladura.
Las presas son de muchas clases y formás. En esta sección
nos ocuparemos de dos clases, la triangular y la rectangular.
En la presa triangular y en la rectangular la entalladura empleada
tiene bordes agudos, de manera que el agua que pasa
por encima de la presa tocará sólo una línea
fina; la anchura de la entalladura es menor que la
anchura de la corriente (presa contraída).
Cuando la presa está en
su lugar a través del arroyo, aumenta el nivel del agua
aguas arriba. Para ser eficaz, la presa debe crear una calda
vertical suficiente entre el fondo de la entalladura y la superficie
del agua aguas abajo. En este caso, la cortina de agua cae
libremente y el aire circula detrás de ella.
El coronamiento de una presa es el borde inferior
de la entalladura. En una presa rectangular, la longitud del
coronamiento es la anchura de la entalladura. En una triangular
(o presa de entalladura en V) la longitud del coronamiento es
cero.
La altura de una presa es la distancia vertical
desde el coronamiento hasta la superficie tranquila del agua
aguas arriba.
Ventajas e inconvenientes de las
presas
Ventajas:
Permiten medir el caudal con facilidad y exactitud; se construyen
Fácilmente y sólo necesitan poco mantenimiento;
la broza flotante
Pequeña pasa fácilmente por la entalladura;
son duraderas.
Inconvenientes:
necesitan mucha altura de caída para funcionar debidamente;
la broza grande puede obstruir la entalladura y cambiar
el flujo de
agua;
pueden ocurrir cambios de calibración si se modifica
el canal aguas
arriba, como por ejemplo cuando se forman sedimentos detras
de
la presa
.
Dónde construir la presa
Una presa debe construirse en un canal que sea recto aguas
arriba de ella, con una distancia minima por lo menos 10 veces
mayor que la longitud del coronamiento de la presa.
Para aumentar la exactitud, haga la presa en el extremo inferior
de un remanso largo, ancho y profundo para que el agua se aproxime
con lentitud, regularidad y sin remolinos.
La velocidad del agua inmediatamente aguas arriba de
la presa no deberá exceder de 0,14 m/s.
Haga la presa
donde el nivel del agua aguas arriba (detras de la presa) no
cause pérdidas añormales de agua al inundar las
orillas del arroyo o pérdidas por infiltración
en la parte superior de las orillas, que no estaban sumergidas
anteriormente. Tiene que tener especial cuidado en terrenos
Ilanos o donde haya canales o zanjas junto al arroyo,
que queden debajo del nuevo nivel del agua detrás de la presa.
Cómo elegir el tipo de presa
En primer lugar estime el caudal del arroyo empleando los métodos
del flotador y la sección transversal descritos en la Sección
34.
Emplee una presa triangular
si va a medir el caudal de un arroyo que:
no varía mucho de estación en estación
y es generalmente menor de 114 l/s;
varía mucho de caudal grande a pequeño o de pequeño
a grande.
Emplee una presa rectangular si el caudal que va a
medir:
no varía mucho y es generalmente mayor de 114 l/s.
Cómo proyectar
una presa triangular
Una presa triangular o de entalladura en V tiene una entalladura
que forma ángulo recto (de 90°). Ambos bordes de la
entalladura tienen que ser agudos y de no más de 3 mm de
espesor.
Para
obtener medidas exactas del caudal con una presa triangular
asegúrese de que:
la altura del agua es mayor de 5 cm;
la altura del coronamiento por encima del fondo del arroyo
aguas
arriba de la presa es más de 2 o 3 veces mayor que
la altura del agua;
la caída de agua detrás de la presa es lo bastante
alta para crear una caída vertical suficiente para que el
agua caiga libremente.
Nota: antes de comenzar
a construir la presa, haga planes cuidadosos que reúnan
las condiciones anteriores de altura, altura del coronamiento
y calda del agua. Tenga especial cuidado de la anchura del arroyo
(si es posible, que sea más de 7 veces mayor que la altura
máxima del agua) y de su profundidad donde intente construir
la presa, porque una vez que la haya construido sera difícil
modificarla.
Cuando estime el caudal de agua empleando
una presa triangular, el errar tenderá a aumentar al disminuir
la altura. En condiciones prácticas, si ha cumplido todos
los requisitos citados anteriormente, el errar se limitará
en general al 10 por ciento. Si en una presa triangular desea
reducír el error, puede aumentar la profundidad de la entalladura,
dentro de los límites fijados.
Se necesitan las siguientes profundidades de entalladura (en
cm) para los caudales de agua (en l/s) indicados:
20 cm, caudal de menos de 15 l/s;
30 cm, caudal de 15 a 45 l/s;
40 cm, caudal de 45 a 65 l/s;
50 cm, caudal de 65 a 110 l/s.
Si el caudal de agua es superior
a la mayor cifra anterior (110 l/s) tendrá que hacer
un cálculo aproximado de la profundidad de la entalladura
necesaria. Empleando el Cuadro 4, determine
la altura (en cm) correspondiente al caudal máximo de
agua (en l/s) que se va a medir y añada unos 10 cm al
valor de la altura para obtener la profundidad de la entalladura
corregida.
Caudal
de agua que
se va a medir (l/s)
Altura
correspondiente (cm)
Profundidad
necesaria
de la entalladura
(cm)
180
44.5+10
55
260
51.5+10
62
390
60.5+10
71
Cómo
disertar una presa rectangular
El tipo de presa rectangular que se examina en esta sección
tiene una entalladura rectangular con una longitud de coronamiento
inferior a la anchura del arroyo. Los tres bordes de la entalladura
tienen que ser agudos y de no más de 3 mm de espesor.
Para obtener
medidas exactas del caudal con una presa rectangular, asegúrese
de que:
la altura del agua es de más de 5 cm;
la longitud del coronamiento
es por lo menos de 15 cm y debería ser preferiblemente
3 veces mayor que la altura máxima del agua que se
va a medir;
la altura del coronamiento por encima del fondo
del arroyo aguas arriba de la presa es mayor que 2 o 3 veces
la altura del agua;
la distancia de los lados de la entalladura hasta los
lados del canal del arroyo debe ser más de 2
veces mayor que la altura máxima del agua que se va
a medir;
la caída del agua detrás de la
presa debe ser lo bastante alta para que el agua caiga libremente.
Nota: antes de comenzar a construir la presa haga
sus planes cuidadosamente para satisfacer las condiciones anteriores
de altura, altura del coronamiento y caída del agua. Tenga especial
cuidado de la anchura del arroyo; si es posible, que
sea m�s de 7 veces mayor que la altura m�xima del agua,
y de la profundidad donde intenta construir su presa. Una vez
que la presa esté construida sera dificil modificarla.
Cuando estime el caudal
de agua empleando una presa rectangular, el error tenderá
a aumentar al disminuir la altura. En condiciones prácticas,
si ha cumplido todas las condiciones citadas anteriormente, el
error se limitará generalmente al 10 por ciento. En una
presa rectangular, si quiere reducir todavía más
el error, puede disminuir la longitud del coronamiento dentro
de los Iímites expuestos anteriormente
con lo que aumentará la altura. El Cuadro
5 le ayudará a hacerlo.
Para los valores de caudal se necesitan las alturas de entalladura
y longitudes de coronamiento siguientes (en cm):
30 x 60 cm, caudal 80 to 120 l/s;
40 x 90 cm, caudal 120 to 300 l/s;
55 x 120 cm, caudal 300 to 600 l/s;
75 x 180 cm, caudal 600 to 1500 l/s.
Para definir las dimensiones de la
entalladura de una presa rectangular, aparte de las indicadas
anteriormente, se puede emplear la parte superior
del Cuadro 5. Encuentre el caudal de agua máximo (en
l/s) que se va a medir, manteniendo la longitud del coronamiento
(en cm) lo más pequeña posible. Lea horizontalmente
la altura correspondiente (en cm) y añada 10 a 15 cm para
encontrar la altura de entalladura que deberia emplear.
Ejemplo
Cómo construir e instalar
una presa
Como construye e instala usted una presa, dependerá de
la velocidad del agua y del tamaño del arroyo.
En un arroyo de agua corriente
Si la corriente es lenta o el arroyo pequeño, puede construir
su presa en la orilla, donde está seco y es fácil
trabajar, e instalarla en el arroyo una vez terminada.
Con un arroyo muy pequeño, la presa que se ha construido
en la orilla puede instalarse dandole golpes basta que encaje
en su sitio, o excavando los lados y fondo del arroyo mientras
fluye el agua.
Nota: si el agua fluye rápidamente o el arroyo es grande,
puede preferir construir la presa directamente en el arroyo. Cuanto
mayor es el arroyo mayor tendrá que ser la presa, y puede
resultar demásiado grande y pesada para construirla en
la orilla y colocarla en el arroyo una vez terminada.
Desviando el
agua
Cuando el arroyo es grande y tenga que construir la presa en
el lugar, tendrá que desviar el agua del canal alrededor
del sitio donde va a construir la presa.
Para desviar el agua, haga una zanja desde un punto de la orilla
aguas arriba del lugar donde va a poner la presa, hasta un punto
de la orilla aguas abajo de la presa.
Construya un muro inmediatamente
debajo del extremo aguas arriba de la zanja de desviación.
Cuando el agua se acumule detrás del muro pasará
por la zanja alrededor del lugar y regresará al arroyo.
Para impedir que el agua desviada aguas abajo regrese al lugar,
es posible que tenga que construir otro muro aguas abajo de la
presa.
Cuando el agua se ha desviado y el
lugar está seco puede comenzar a construir su presa. Una
vez que la presa esté terminada quite los muros y deje
que el agua regrese al canal del arroyo. Pronto alcanzará
su nivel constante y comenzará a pasar por la entalladura.
Posición de la presa en un
arroyo
Una presa debe construirse o colocarse en el arroyo en
posici�n vertical y en una línea que atraviese
el arroyoperpendicularmente al flujo del agua.
Marque el lugar que ha seleccionado para la presa tendiendo una
línea a través del arroyo de orlila a orilla en
ángulo recto (90°) al movimiento del agua.
Clave una hilera de estacas de madera fuertes en el fondo del
arroyo a lo largo de la línea. Emplee un nivel para asegurarse
de que las estacas son verticales. Esta hilera de estacas le ayudará
a situar la presa debidamente, lo mismo si la ha construido en
la orilla antes de la instalación o en el lugar que le
corresponde en el arroyo.
Cuando instale una presa que ha construido
en la orilla o en el arroyo sin haber desviado el agua, coloquela
en la parte aguas arriba de las estacas verticales, de manera
que el flujo del agua retenga la presa en la posición correcta
contra las estacas.
Una vez que la presa está bien instalada en las orillas y el fondo del
arroyo, puede quitar las estacas verticales si la presa no necesita
refuerzos adicionales. Si la corriente es fuerte y se necesitan
refuerzos adicionales, quite solamente las estacas delante de
la entalladura.
Construcción de una presa
de madera
Se puede construir una presa con tablones o planchas de madera
muy ajustados que se sujetan medíante piezas verticales
de madera en ambos lados.
El espesor de la madera que emplee dependerá de la anchura
del arroyo y de la fuerza de la corriente de agua. En arroyos
muy pequeños se pueden usar maderas ligeras, pero para
corrientes grandes y fuertes necesitará maderas macizas
o de construcción.
Mida la anchura del arroyo y la
distancia desde las partes superiores de la orilla hasta el
lecho para determinar el tamaño de la presa que tiene
que construir. Una presa debe tener anchura y altura suficientes
para que encaje bien en las orillas y fondo del arroyo de modo
que esté bien sustentada e impida fugas de agua por los
lados y debajo de la presa.
Construya la presa de manera que
quede espacio suficiente en el centro entre las piezas verticales,
para la entalladura del tamaño que necesitará.
Cubra las juntas de las planchas
o tablones de madera con listones de madera para impedir fugas
de agua.
Una vez que ha construido la presa, puede hacer la entalladura
en el borde superior.
Presa triangular
Cómo construir una entalladura triangular de 90°:
busque el punto central en el borde superior de la presa;
en cada lado de este punto mida y marque una distancia igual
a la altura de la entalladura (digamos 30 cm) que va a emplear;
en el centro del punto trace una línea en �ngulo recto hacia abajo, igual
en longitud a la altura de la entalladura;
una el extremo de esta línea con las dos marcas
en el borde superior de la presa. De esta manera ha
construido una entalladura triangular de ángulo recto;
con una sierra corte cuidadosamente la entalladura;
compruebe con una escuadra la entalladura que ha hecho para
ver
si tiene una abertura de 90° y que todas las demás
medidas son
exactas;
si es necesario, refuerce las planchas o tablones que haya
cortado.
Haga esto con refuerzos de madera en la parte aguas abajo
de la
presa;
lime los dos lados de la entalladura hasta formar ángulo
con el borde agudo de no más de 3 mm en el lado
aguas arriba de la presa.
Presa rectangular
Cómo construir una entalladura rectangular:
encuentre el punto central en el borde superior de la presa;
en cada lado del punto central mida y marque una distancia
igual a
la mitad de la longitud del coronamiento, digamos 30 cm (longitud
del coronamiento, 60 cm) que va a emplear;
en cada una de estas dos marcas trace una línea en
ángulo recto hacia abajo, igual a la longitud de la altura
de la entalladura;
de estas dos líneas. Ha construido una entalladura
rectangular;
empleando una sierra corte cuidadosamente la entalladura;
compruebe con una escuadra y un nivel de albañil la
entalladura que ha hecho para ver si el borde del coronamiento
forma ángulo de 90° con los lados y que todas las
demás medidas son exactas;
de ser necesario refuerce los tablones o planchas que ha cortado.
Hágalo con refuerzos de madera en el lado aguas abajo
de la presa;
lime todos los lados de la entalladura hasta formar ángulo
con un borde agudo de no más de 3 mm en el lado aguas
arriba de la presa.
Cuando la presa está en posición
en el arroyo y ha sido bien empotrada en las orillas y el fondo,
asegúrese de que es estanca. Rellene las uniones
entre los maderos con musgo, arcilla o algodón grasiento.
Llene todos los agujeros a lo largo del fondo y lados de la presa
con arcilla, tierra o hierba.
Construcción de una presa
con otros materiales
También se puede construir una presa con láminas
de metal o planchas onduladas de tejados.
Láminas de
metal
El espesor y fuerza de la lámina de metal que tenga
que emplear dependerán de la velocidad del agua y del
tamaño del arroyo.
Cuando haga una entalladura en una lámina de metal tenga
cuidado de que los bordes sean rectos y agudos. Puede pedir
ayuda al herrero local.
Nota: si una presa
de láminas de metal necesita refuerzos adicionales, deje
las estacas verticales que ha puesto en el arroyo para marcar
la posición de la presa, pero asegúrese de quitarlas
delante de la entalladura.
Plancha acanalada de tejado
Este metal acanalado es fácil de encontrar en grandes
planchas y mucho más barato que las láminas de
metal.
Las planchas onduladas tienen el inconveniente de que se doblan
a lo largo de las ondulaciones. Si éstas se colocan a
través de la corriente y la presa está bien empotrada
en las orillas y el fondo, la plancha sera lo bastante fuerte.
Una entalladura que se haga en una
plancha ondulada sera irregular y dará un resultado menos
exacto. Para evitarlo ponga un trozo de madera en el centro
de la plancha y haga la entalladura como se describe para una
presa de madera normal.
Nota: si una presa de planchas onduladas necesita
refuerzos adicionales, deje las estacas verticales que ha clavado
en el arroyo para marcar la posición de la presa, pero
asegúrese de quitarlas delante de la entalladura.
Para obtener una medida exacta
es esencial que su presa:
Cuando instale o construya una presa en el lugar, compuebe
esto periódi-camente.
Empleo de una presa para determinar
el caudal de agua
Se emplea una presa para determinar el caudal de agua midiendo
la altura, o diferencia entre el nivel del coronamiento
de la presa y el nivel del agua, aguas arriba de la presa.
El nivel del agua que pasa por el coronamiento de la presa no
sera tan alto como el del agua aguas arriba, porque al aproximarse
el agua a la presa, el nivel comienza a descender antes de pasar
por encima del coronamiento.
Para medir la altura, o el nivel
del agua constante aguas arriba equivalente al de la presa,
tendrá que transferir un punto igual a la altura del
coronamiento a otro punto aguas arriba donde el nivel del agua
sea constante.
Determine el punto aguas arriba midiendo una distancia encima
de la presa que sea por lo menos 10 veces la profundidad de
la entalladura de la presa.
Preparación
de un punto aguas arriba para medir la altura cuando se ha desviado
el agua
Si ha desviado el agua del canal
para construir la presa, será más fácil
preparar este punto aguas arriba.
Clave una estaca en el fondo del
arroyo cerca de la orilla en el punto aguas arriba que haya
seleccionado. Empleando un nivel de albañil y una tabla
derecha transfiera la altura del coronamiento de la presa a
la estaca. Siga clavando la estaca hasta que su parte superior
esté a la misma altura que el coronamiento de la presa.
Deje ahora que el agua regrese
al canal. Asegúrese de que esté cerrada la zanja
de desviación de manera que cuando el nivel exceda al
de la presa no se perderá agua (véase
pág. 63). Cuando se ha alcanzado el nivel constante
aguas arriba, el tope de la estaca estará debajo del
agua.
Compruebe que la presa funcíona debidamente
Compruebe la altura colocando una vara de medir con la marca
cero en el fondo, encima de la estaca y leyendo la profundidad
al ras del agua.
Preparación de un punto aguas
arriba para medir la altura cuando no se ha desviado la corriente
de agua
Si no ha desviado el agua del canal para construir la presa,
tendrá que preparar este punto aguas arriba mientras
el agua está en el canal.
Clave una estaca en el fondo del arroyo cerca de la orilla
en el punto aguas arriba que haya seleccionado.
La estaca deberá ser lo bastante alta para que quede
por encima de la superficie cuando el nivel del agua alcanza
su altura máxima.
Ponga la vara de medir,
con el O en el fondo, en la entalladura de la presa. La vara
debe ser un poco más larga que la altura de la entalladura.
Empleando un nivel de albañil y un tablero recto, pase
la altura de la parte superior de la vara de medir a la estaca
y márquela, poniéndola junto a la estaca.
Quite la vara de medir de la entalladura y póngala
junto a la estaca atándola a ella a la altura de esta
marca.
Compruebe que la presa funciona debidamente
Averigüe la altura leyendo la profundidad en la vara de
medir en la superficie del agua.
Hemos visto las presas triangulares se emplean
en general para medir caudales pequeños de agua, y las
rectangulares para los grandes. Por esta razón,
mida la altura de una presa triangular con una vara de medir
graduada en medios centímetros, y la de una presa rectangular
con una vara graduada en centímetros.
Nota: cuando mida la altura en el punto aguas arriba, tenga cuidado
de no perturbar la superficie del agua (por ejemplo, metiéndose
en ella), ya que esto puede hacer imprecisa la lectura de la
altura.
Mantenimiento de
una presa
Para asegurarse de que se estima exactamente el caudal de agua
empleando una presa, ésta tiene que estar siempre en
buenas condiciones:
limpie la presa y quite la broza flotante que quede en la
entalladura;
quite los sedimentos que se acumulen en el lado aguas arriba
de la presa;
controle la erosión del fondo del arroyo en el lado
aguas abajo de la presa;
compruebe la alineación de la presa, tanto
verticalmente(desde
la superficie del agua) como perpendicularmente con respecto
al movimiento del agua;
compruebe que la presa es estanca;
compruebe que la marca O en la vara de medir aguas arriba
está a la altura del coronamiento de la presa.
Cómo calcular el caudal
de agua empleando una presa
Presa triangular
Cuando se emplea una presa triangular, la altura se mide al
medio centimetro más próximo en el punto de medida
aguas arriba. Cuando haya determinado la altura emplee el Cuadro
4 para determinar el caudal de agua (en l/s).
Ejemplos
Nota:recuerde que las presas triangulares son las que
más convienen para medir caudales de agua de 114 l/s o menos
(véase pág. 64). Cuando emplee el Cuadro 4 todos los
valores superiores a F = 114,08 l/s y H = 37 cm no serán exactos.
CUADRO 4 Estimación del caudal de agua empleando una presa
triangular con entalladura en V
NOTA: La parte azul es menos exacta.
Presa rectangular
Cuando se emplea una presa rectangular, la altura se mide al
centímetro más próximo en el punto de medida
aguas arriba. Cuando haya determinado la altura, emplee el Cuadro
5y en la columna correspondiente a la longitud del coronamiento
de la presa encontrará el caudal de agua en l/s.
Ejemplo
Si encuentra valores intermedios o impares, tendrá que
hacer una aproximación para determinar el caudal de
agua exacto. En el Cuadro 5 sólo se dan valores de altura
pares.
Ejemplo
Si la longitud del coronamiento
de su presa es mayor de 30 cm y no
aparece en el Cuadro 5 (por ejemplo, 40, 50, 70 y 80 cm) puede
calcular el caudal de agua empleando la columna de 10 cm que
figura a la derecha del cuadro, y procediendo como se indica
en el ejemplo de la página siguiente.
Encuentre la altura en la columna de la derecha del cuadro,
y anote el correspondiente valor del caudal que aparece
en la columna de 10 cm.
Determine el valor del caudal de agua que aparece en la
columna donde la longitud del coronamiento es menor que la
real de la presa que usted emplea, y el valor del caudal de
agua en la columna de 10 cm.
Calcule el número de longitudes adicionales de 10
cm que tiene el coronamiento de la presa, y compárelo
con la longitud menor de coronamiento que ha averiguado en
el cuadro.
Multiplique el valor del caudal de agua que ha encontrado
en la columna de 10 cm por este número y sume el resultado
al valor del caudal de agua correspondiente a la longitud
del coronamiento menor que la real.
El resultado es el valor corregido del caudal de agua para
la longitud real del coronamiento.
Ejemplo
Si mide un caudal de agua de
130 l/s o menos, puede emplear el Cuadro
6. Haga esto determinando la altura (en cm) en la escala
de la izquierda del cuadro y siga este valor horizontalmente
hasta que Ilegue a la curva que representa la longitud del coronamiento
correcta. Lleve este punto verticalmente hacia abajo hasta el
fondo de la escala y lea allí el caudal de agua (en l/s).
Ejemplo
CUADRO 5
NOTE: La exactitud de los valores del caudal de
agua disminuye cuando los valores de la
altura son mayores que la tercera parte de la longitud del
coronamiento. Los valores del agua
84 en este cuadro están divididos en tres secciones:
blanca, azul y gris. Los valores de la sección
blanca son los más exactos. En las secciones azul y
gris, la exactitud disminuye al aumentar la
altura hacia un valor igual al de la longitud del coronamiento.
1Con contracciones completas del extremo y bordes
agudos 2Valor aproximado del caudal de agua para cada
10 cm adicionales de coronamiento de la presa (para longitudes
del coronamiento de 30 cm o más y para valores de la
parte superior del cuadro solamente).
CUADRO
6
1Con contracciones completas del extremo y bordes
agudos
3.7
Flujo de agua por un tubo recto
Este es un método para
estimar el paso de agua por un tubo relativamente corto y
derecho, desde un nivel más alto hasta otro más
bajo y puede emplearse, por ejemplo, cuando Ilena o vacía
un estanque. Para emplear este método tendrá
que determinar la altura (en cm).
Si el agua que pasa de un nivel más alto a otro más
bajo sale del tubo encima de la línea de agua
del nivel inferior, puede determinar la altura midiendo la
distancia vertical entre la superficie del agua encima y la
línea central del tubo debajo.
Si el agua que sale de un nivel más alto a otro más
bajo sale del tubo debajo de la linea de agua del
nivel inferior, puede determinar la altura midiendo la distancia
vertical entre la superficie del agua encima y la superficie
del agua debajo.
Para determinar la altura, prepare primero un punto constante
desde el cual medirla. Puede hacerlo empleando un nivel
de alba�il y una tabla recta, o una línea de nivel
y una cuerda tendida entre dos estacas.
Ponga la tabla recta en la parte superior de la orilla. Asegúrese
de que es horizontal empleando un nivel de albañil.
Si no es horizontal cálcela con piedras basta que lo
sea. Determine la altura midiendo hacia abajo en ambos lados
de la orilla y añotando la diferencia entre ambas medidas.
Ejemplo
Ponga la tabla recta en la parte superior de la orilla. Asegúrese
de que es horizontal empleando un nivel
de alba�il. Si no es horizontal cálcela con piedras
basta que lo sea. Determine la altura midiendo hacia abajo
en ambos lados de la orilla y anotando la diferencia
entre ambas medidas.
Ejemplo
Cuando haya determinado la altura, averigüe el caudal
empleando el Cuadro 7si el diámetro
interior del tubo es menor de 9 cm, y el Cuadro
8si el diámetro interior del tubo es mayor
de 9 cm.
Haga esto determinando la altura (en cm) en la escala vertical
del cuadro y siga horizontalmente a través hasta que
Ilegue a la curva que marca la dimensión del tubo que
emplea. Mire hacia abajo a la escala del fondo en la que encontrará
el caudal de agua (en l/s).
Ejemplos
CUADRO
7
Estimación del caudal de agua por tubos rectos con
un diámetro interior de menos de 9 cm
CUADRO 8
Estimación del caudal de agua por tubos rectos con
un diámetro interior de más de 9 cm
3.8 Flujo
de agua por un sifón
Con este método se puede estimar el paso de agua por un
tubo relativamente corto, curvado, Ilamado sifón, desde
un nivel superior hasta otro inferior y puede emplearse, por
ejemplo, cuando Ilena o vacía su estanque. Como con el
método del tubo (véase Sección 37), para
emplear este método tendrá que calcular la altura
(en cm).
Cómo hacer un sifón
Se puede hacer un sifón con un tubo de caucho o plástico,
lo bastante largo y elástico para pasar por encima
de la orilla desde el nivel superior del agua hasta el inferior.
Cómo funciona un sifón
Un sifón sólo funciona cuando hay una diferencia
en los dos niveles de agua, y el extremo del tubo en el inferior
está por debajo del extremo sumergido en el agua en
el superior.
Mida la altura, o diferencia entre la superficie del agua
en el nivel superior y en el nivel inferior, empleando un
nivel de alba�il
y una tabla recta, o un nivel y una cuerda tendida entre
dos estacas, como con el método
del tubo.
Ejemplo
Cuando haya encontrado el valor de la altura, averigüe
el caudal del agua en el Cuadro 9 para
sifones con un diámetro interior de menos de 9 cm,
o en el Cuadro 10 para sifones con un
diámetro interior de más de 9 cm. Hágalo
determinando la altura (en cm) en la escala vertical del cuadro
y siga horizontalmente a través hasta que Ilegue a
la curva que marca el tamano correcto del sifón.
Mire hacia abajo al fondo de la escala donde encontrará
el caudal de agua (en l/s).
Ejemplo
QUADRO 9
Estimación del caudal de agua por sifones con un diámetro
interior de menos de 9 cm
QUADRO 10
Estimación del caudal de agua por sifones con un diámetro
interior de más de 9 cm