How to measure stream flow rate/es

El caudal es el volumen total de un fluido que pasa por un punto fijo en un río o arroyo a lo largo del tiempo. Es comparable a la velocidad a la que se desplaza un volumen de fluido, como se muestra en la Figura 1. Los caudales volumétricos se pueden medir en diversas unidades de volumen/tiempo, como:

• Litros por segundo (L/s)
• Pies cúbicos por segundo (ft³/s)
• Galones por minuto (gal/min)
• Metros cúbicos por segundo (m³/s)

Se pueden usar herramientas domésticas o medidores especializados para determinar el caudal de tuberías, sistemas de alcantarillado y electrodomésticos. Los datos de caudal se utilizan para sistemas microhidroeléctricos , sistemas de aguas residuales , captación de agua de lluvia , auditorías hídricas , tasas de sedimentación, estadísticas del nivel freático y otra información relacionada con el agua . Para determinar el caudal de masas de agua más grandes, como ríos importantes o detrás de presas, se utilizan medidores. ^{[ 1 ]}

Esta página describe métodos de baja tecnología para determinar el caudal de pequeños arroyos y ríos, así como otras herramientas que se pueden utilizar para este propósito.

Método 1: Método del cubo

El método del cubo es una forma sencilla de medir el caudal con artículos domésticos. Requiere un cronómetro, un cubo grande y, preferiblemente, de dos a tres personas. Para medir el caudal con el método del cubo:

1. Mida el volumen del cubo o recipiente. Tenga en cuenta que un cubo típico de 5 galones suele tener menos de 5 galones.
2. Busque un lugar a lo largo del arroyo con una cascada. Si no encuentra ninguna, puede construir una cascada con un vertedero (véase la Figura 4).
3. Con un cronómetro, mida el tiempo que tarda la cascada en llenar el cubo de agua. Inicie el cronómetro al mismo tiempo que empieza a llenarse el cubo y deténgalo cuando se llene. No llene el cubo manteniéndolo por debajo de la superficie del arroyo, ya que no es el caudal real.
4. Registre el tiempo que tarda en llenarse el balde.
5. Repita los pasos dos y tres unas seis o siete veces y calcule el promedio. Es recomendable hacer algunas pruebas antes de registrar los datos para familiarizarse con el tiempo y las mediciones necesarias.
6. Elimine los datos solo si surgen problemas importantes, como residuos del arroyo que interfieren con el flujo.
7. El caudal es el volumen del balde dividido por el tiempo promedio que tardó en llenarse. ^{[ 2 ]}

A continuación se muestra un ejemplo que utiliza datos encontrados para el caudal del arroyo Jolly Giant en los terrenos de Cal Poly Humboldt : utilizando estos datos, el caudal volumétrico (Q) es igual al volumen del balde (V) dividido por el tiempo promedio (t).

Método 2: Método de flotación

El método de flotación (también conocido como método de sección transversal) se utiliza para medir el caudal de arroyos y ríos grandes. Se obtiene multiplicando el área de la sección transversal del arroyo por la velocidad del agua. Para medir el caudal mediante el método de flotación:

1. Localice un punto en el arroyo que actuará como sección transversal del arroyo.
2. Con una vara de medir u otro instrumento de medición, mida la profundidad del arroyo a intervalos iguales a lo largo de su ancho (véase la Figura 3). Este método es similar a calcular manualmente una suma de Riemann para el ancho del río.
3. Una vez recopilados estos datos, multiplique cada profundidad por el intervalo en que se tomó y sume todos los valores. Este cálculo corresponde al área de una sección transversal del arroyo.
4. Decide una longitud del arroyo, generalmente más larga que el ancho del río, para enviar un objeto flotante hacia abajo (las naranjas funcionan muy bien). ^{[ 3 ]}
5. Usando un cronómetro, mida el tiempo que tarda el flotador en recorrer el tramo del arroyo desde el paso 4.
6. Repita el paso cinco de 5 a 10 veces y determine el tiempo promedio que tarda el flotador en recorrer la corriente. Láncelo al agua a diferentes distancias de la orilla para obtener un promedio más preciso.
7. Divida la longitud de la corriente encontrada en el paso 4 por el tiempo promedio en el paso 6 para determinar la velocidad promedio de la corriente.
8. La velocidad obtenida en el paso 7 debe multiplicarse por un factor de corrección de fricción. Dado que la parte superior de un arroyo fluye más rápido que el fondo debido a la fricción contra el lecho, el factor de corrección de fricción equilibra el flujo. Para fondos irregulares o rocosos, multiplique la velocidad por 0,85. Para lechos rocosos lisos, fangosos, arenosos o lisos, multiplique la velocidad por un factor de corrección de 0,9.
9. La velocidad corregida multiplicada por el área de la sección transversal da como resultado el caudal en volumen/tiempo. (Asegúrese de mantener unidades de longitud/distancia consistentes al medir la sección transversal y la velocidad, por ejemplo, metros o pies).

Método 3: Vertederos

Los vertederos son pequeñas presas que se pueden utilizar para medir el caudal en arroyos pequeños y medianos (de unos pocos metros o más de ancho). Permiten que el agua desbordada del arroyo se derrame por encima del vertedero, creando una cascada, como se muestra en la Figura 4. Los vertederos aumentan el cambio de elevación, lo que hace que el caudal sea más constante y, por lo tanto, las mediciones del caudal sean más precisas. Sin embargo, es fundamental que toda el agua del arroyo se dirija hacia el vertedero para que este represente con precisión el caudal. También es importante evitar la acumulación de sedimentos detrás del vertedero. Los vertederos de cresta afilada son los más adecuados. Existen muchos tipos diferentes de vertederos, entre ellos los de cresta ancha, los de cresta afilada, los combinados, los de entalladura en V y los de mínima pérdida de energía.

Método 4: Metros

Los medidores son dispositivos que miden el caudal de un río midiendo directamente la corriente. Existen muchos tipos de medidores, pero los más comunes son el medidor pigmeo, el medidor de vórtice, la sonda de flujo y el medidor de corriente, que se describen a continuación:

Lectura adicional

• Wikipedia:Caudal volumétrico
• Medición del caudal volumétrico

Referencias

Datos de la página

Parte de	Engr115 Introducción a la ingeniería , Engr305 Tecnología apropiada
Palabras clave	medición , caudal , agua , procedimientos , agua , microhidro
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)	ODS06 Agua limpia y saneamiento
Autores	Lonny Grafman , Monica Napoles , Andrew Collins-Anderson , Nathan Hawk
Licencia	CC-BY-SA-3.0
Ubicación	{{{coordenadas}}}
Organizaciones	Cal Poly Humboldt
Idioma	Inglés (en)
Traducciones	Francés , español , portugués , alemán , indonesio , tailandés , coreano , turco , vietnamita
Relacionado	9 subpáginas , 38 páginas, enlace aquí
Redirecciones	Cómo medir el caudal , Cómo medir el caudal de agua , Cómo medir el caudal
Vistas	153.618 páginas vistas ( análisis )
Creado	26 de octubre de 2009 por Lonny Grafman
Última edición	4 de abril de 2025 por el bot StandardWikitext
Citar como	Lonny Grafman , Monica Napoles , Andrew Collins-Anderson , Nathan Hawk (2009–2025). «Cómo medir el caudal de un arroyo» . Appropedia . Consultado el 11 de septiembre de 2025 .
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