se acusan anomalias en la detección de la presión y SU aplicación en el campo tampoco produce problemas de colmatación, si bien es precis0 limpiar periódicamente tanto la plancha como el foso.

2.6 Garita de instrumentos

Las garitas de los registradores pueden variar entre las casetas que se utilizan en esta- ciones permanentes, sobre grandes cursos de agua, que son lo bastante espaciosas como para que entre en ellas el observador, y las más pequeñas, justamente suficientes para cubrir el registrador y dotadas de bisagras, para retirarlas en la misma dirección que la tapa del instrumento (ver la Figura 2.9). Un grave inconveniente de este Último tipo de garitas es que resulta imposible atender al registrador con mal tiempo y, ade-

orificios de 14 mm para esparragos de 12 mm Para fijacion de la garita al pocillo (taladrar

orificio de 100 mm para permitir cambiar ejes, engranajes despues de colocar I

cubierta de chapa galvanizada forrando tablero de 26 mm

o arandelas la garita en

7 1 1

J ;:;;:;;atotal

PLANTA

po!

contorno la based limnígraf

de

ibrtacandadb de seguridad "m FRENTE

SECCION

1 ~ 4 : l tabla de celosia

piso de la garit%- 1 3 1 VISTA LATERAL

TODAS LAS DIMENSIONES EN mm, SALVO INDICACION CONTRARIA La garita debera pintarse interior y exteriormente con dos manos de pintura blanca

Figura 2.15 Ejemplo de garita para instrumentos (según Brakensick, Osborn y Rawls, 1979).

61

en las banquetas del canal cabe la posibilidad de colocar un segundo fondo aislante, dentro del pozo yjustamente por debajo del nivel del suelo. No obstante, debe cuidarse de asegurar que, tanto el flotador como SU contrapeso, puedan moverse libremente, dentro de los márgenes de variación del nivel del agua que se prevean durante el invier- no. Si el pozo se calienta con una estufa eléctrica o con varias bombillas, o si se suspen- de un farol o un calentador de aceite por encima del nivel del agua, el citado segundo fondo reducirá la pérdida de calor. También puede aumentarse la eficacia de los calen- tadores si se utiliza un reflector que concentre sobre la superficie del agua la energía luminosa o calorífica que emiten.

Como protección puede utilizarse, alrededor del flotador, una capa de aceite de bajo punto de congelación, tal como el fuel-oil, El espesor de la capa de aceite necesaria será igual al de la capa de hielo maxima previsible, más una cantidad extra, para com- pensar las fluctuaciones del agua. Para evitar fugas de aceite y registros erróneos, será necesaria la absoluta impermeabilidad del pozo del flotador. Puesto que el peso específico del aceite es menor que el del agua, el aceite quedará, dentro del pozo, a un nivel más alto que el del agua en el canal y, en consecuencia, el registrador deberá ajustarse para que tome datos verdaderos del nivel de ésta. Si el pocillo remansador es excesivamente grande, en comparación con el flotador, es recomendable acomodar éste dentro de otro tubo interior y poner el aceite en este último tubo, para evitar el riesgo de que se pase al canal. Este segundo tubo deberá estar abierto por abajo, de manera que el agua pueda entrar y salir de él libremente.

2.8 La eleccion del instrumento para la medida de la altura de carga

La elección de un dispositivo adecuado para medir la altura de carga contribuye en grado sumo al éxito o al fracas0 de la obra de aforo y al valor de los datos recogidos. Los tres factores más importantes que determinan la elección del instrumento son: 1. La frecuencia de las mediciones del gasto. 2. EI error tolerable en la medida de la altura de carga. 3. El tipo de obra sobre la que ha de medirse la carga. Estos tres factores se agrupan en el diagrama de elección de la Figura 2.17. EI Último bloque de este diagrama se refiere a la Tabla 2.2 en la que se relacionan los errores más comunes, Ahl, de las cargas referidas al resalto, para los instrumentos de medición más usuales. Los errores que se dan en esta relación son algo más elevados que los errores aleatorios que se cometen en el ajuste de las otras fuentes de error sistemático, tales como la puesta a cero, el retardo del instrumento, el error de lectura, la temperatu- ra y las fugas del pocillo remansador.

Si, con el procedimiento expuesto, no se encuentra ningún instrumento suficiente- mente exacto, existen dos opciones: a. Admitir un error mayor para.hlmin en el caudal medido. b. Volver a diseñar el aforador, con una solera más estrecha, para que el valor de

hlmin resulte mayor (ver el Apartado 4.3.1).

63

Principio (7 Relacionar condikones / orrespondiente amin Y de u i / h i d r a u l i c a s Y /

del entorno. exigencias y / hlmin I Frl paraQmaxl

Calcular el error mínimo

para Xc = 2 % ,

calcular

medidor?

Utilizar pocillo remansador y el correspondiente instrumento del

Utilizar dispositivo del Apartado 6.3

dificil acceso?

Elegir el instrumento adecuado de la

+ Tabla 2.2, para el valor de Ah1, antes calculado

\ Resuelto

Figura 2. I7 Diagrama de flujo para la elección del instrumento de medida de la altura de carga.

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Tabla 2.2 Errores más comunes en la lectura de la altura de carga referida al resalto

Instrumento Error de lectura, Ah1 sobre hl, cometido cuando 'la' carga se mide en un:

Canal abierto Pocillo remansador Observaciones

Limnímetro de aguja no aplicable 0,l mm Normalmente se utiliza para investigación.

Varilla de inmersión no aplicable I,O mm Buena para investiga- ción y uso de campo.

Escala limnimétrica 4,O mm 4,O mm Frl < O,] 7,O mm 5,0 mm Frl = 0,2

>15,0mm 7,O mm Frl = 0,s

Cámara de presión + registrador hasta 20 mm nonecesario , Muy adecuado para in- stalaciones temporales (error del 2% para h 1 max) .

Sonda de burbujeo + registrador 10,O mm no necesario No se necesita pocillo de amortiguación, pero puede utilizarse.

Limnígrafo accionado por flotador no aplicable 5,O mm Es necesario pocillo de amortiguación.

Totalizador de volumen unido al - - limnígrafo

Es posible algún error adi- cional aleatorio y sistemá- tico.

2.9 La colocacion del limnimetro y SU puesta a cero

La determinación exacta de la altura de carga, hl, referida al resalto, es la operación más importante para obtener una medición precisa del gasto. La medición de dicha altura, hl, mediante una escala limnimétrica o con un registrador, sólamente es posible si se conoce el nivel del agua con respecto al del umbral del aforador (o cresta del vertedero), en'la sección de control (ver la Figura 2.1). El método por el que se determi- na la colocación relativa de la escala, del flotador, etc., depende de factores tales como la dimensión del canal en el que se instala la obra de aforo, del caudal circulante por el canal durante el proces0 de colocación del limnímetro y del equipo disponible.

2.9.1 La calibración a cero del limnigrafo

Para calibrar a cero un registrador de nivel de agua existen diversos procedimientos de los que tres son los más apropiados. Según estos, el instrumento puede ponerse a cero con el canal en seco, con agua embalsada, inundando el aforador o con agua

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circulando por el canal. En los tres casos el punto de referencia para determinar la profundidad de aguas arriba debe estar situado sobre el eje del aforador, a un tercio, aproximadamente, de la longitud de la contracción, medido desde el final de la gargan- ta (ver la Figura 1.7), lo que ayudará a corregir cualquier error de nivelación de la cresta. Si el aforador está correctamente nivelado, cualquier punto de SU cresta servirá de referencia y, para ello, durante las operaciones de puesta a cero, deberá comprobar- se SU horizontalidad.

En los procedimientos siguientes de calibración a cero se supone que es posible medir la altura del resalto de referencia durante dicha operación, lo cual no siempre es factible, especialmente en las obras de gran anchura. En cstos casos debe colocarse una señal de referencia estable (clavo de bronce embutido en el cemento) en la propia obra, cuya altura con respecto a la del resalto sea conocida. Entonces se puede utilizar el segundo método de puesta a cero, con un limnímetro de punzón sobre la señal de referencia, siempre que el tubo de alimentación del pocillo pueda taponarse.

Colocación a cero del registrador con agua embalsada

En los canales por los que no pasa agua durante la operación de puesta a cero del registrador, se puede utilizar una pequeña balsa para calibrarlo con una precisión aceptable. A continuación se dan unas directrices para montar un limnígrafo en un pocillo de amortiguación ya existente: 1. Construir una represa de tierra provisional o colocar una tajadera, que impida

el paso del agua, inmediatamente aguas arriba del tubo de alimentación del pocillo y otra, aguas abajo de la sección de control.

2. Elevar el nivel del agua en la balsa así formada hasta que quede, al menos, a 0,05 m por encima de la cresta del resalto, y mejor aún, a la altura más frecuente del agua en el canal.

3. Colocar el limnigrafo sobre el fondo de la garita o en SU soporte; montar el flotador, SU contrapeso y la banda de suspensión graduada en posición correcta; instalar el indice de posición de la banda; montar el aparato de relojeria; colocar el papel del gráfico sobre el tambor; llenar de tinta el punzón trazador y ponerlo en posición de funcionamiento.

4. Observar el registro durante unos 5 minutos, para comprobar la estanqueidad de la instalación. Si, durante este tiempo, se aprecia un descenso del nivel del agua, buscar la fuga y repararla.

5. Colocar una varilla calibrada o una regla en la balsa, en el punto de referencia del resalto y leer la altura del agua sobre este punto, con una precisión de 1 mm. Repetir esta operación, como comprobación, y leer inmediatamente después dónde marca el indice sobre la banda del flotador.

6. Ajustar la banda de suspensión del flotador y el indice, de modo que éste señale la misma altura de agua que se ha leídp sobre el punto de referencia. (Nota: Algunos registradores no utilizan este sistema.)

7. Colocar el trazador entintado sobre el papel del gráfico para ver la última lectura de la altura de carga, referida al umbral.

8. Repetir los siete puntos anteriores con agua a diferentes niveles.

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I Ajuste a cero del limnígrafo con el canal en sec0

I Cuando no es posible la construcción provisional de dos represas se puede utilizar, para el ajuste a cero del registrador, la instalación que aparece en la Figura 2.18. EI procedimiento es el siguiente:

1. Montar el limnigrafo en el piso de la garita o sobre un soporte; instalar el flotador, SU contrapeso y la banda graduada de suspensión en posición correcta; colocar el indice de señalización de la banda; montar el aparato de relojeria; poner el papel del gráfico sobre el tambor; cargar de tinta el trazador y ponerlo en posición de marcar.

2. Instalar un limnímetro de punzón en la sección de control, sobre el eje del vertede- ro/aforador (punto de referencia del resalto). Utilizar un soporte rígido provisio- nal. Cerrar el tub0 de alimentación del pocillo remansador con un tapón de goma perforado, al que atraviesa, ajustado, un tubo flexible transparente, cuyo otro extremo se enchufa a un pequeño embudo o copa.

3. Con el limnimetro de aguja se toma la altura del vertedero (resalto) o de la garganta del aforador, en la sección de control, con una exactitud de 1 mm, o mayor.

4. Elevar el punzón del limnímetro lo bastante como para poder colocar el embudo debajo de SU punta. El soporte del embudo puede apoyarse sobre la obra o fijarse al mismo soporte de la sonda (ver la Figura 2.19).

5. Elevar el agua en el pocillo remansador hasta que SU nivel llegue a 1 cm por debajo del borde superior del embudo, comprobando que no quedan burbujas de aire en el tubo transparente.

I seccion ' _. sec c I o n

de aforo de control

Figura 2.18 Corte longitudinal de un vertedero donde se muestra el equipo de puesta a cero con el canal

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vacío.

poner el papel del gráfico sobre el tambor; cargar de tinta la punta trazadora y ponerla en posición de marcar.

2. Fijar el limnímetro de punzón y el embudo o copa de fondo plano a un soporte firme que pueda tenderse, atravesado, por encima del agua del canal. Conectar un tubo transparente al tub0 sensor perforado. (Para mis detalles sobre el tubo sensor ver el Apartado 5.3).

3. Colocar el soporte con la sonda de aguja a través del canal. Introducir el tubo sensor en la corriente, con SU extremo redondeado en dirección aguas arriba y sus perforaciones laterales en la sección de medida de la carga.

4. Con la sonda de punzón, tomar la altura del verteder0 (resalto) o garganta del aforador en la sección de control, con una precisión de 1 mm, o mayor.

5. Elevar el punzón de la sonda lo bastante como para que el embudo o la copa puedan colocarse debajo de él.

rente conectado al sensor y enchufarlo a la copa. Levantar ésta a continuación, de modo que el nivel del agua quede a varios centímetros de SU fondo.

7. Bajar la aguja del limnímetro para leer la altura del agua en el interior de la copa y repetir la operación como comprobación, teniendo en cuenta que el nivel del agua tardará, aproximadamente, un minuto en estabilizarse. Restar las lecturas de la sonda para determinar la altura de carga, referida al resalto, a la que hay que ajustar el registrador.

8. Ajustar la banda del flotador de manera que SU indice señale sobre ella la altura de carga antes determinada.

9. Colocar la punta entintada del trazador sobre el papel, de modo que marque la altura de carga referida al resalto, obtenida por diferencia entre las dos lecturas de la sonda de aguja.

h

I 6 . Descender el embudo por debajo del nivel del agua, purgar de aire el tubo transpa-

2.9.2 La colocación de escalas limnimétricas

En los canales sin revestir lo más conveniente es montar los limnímetros sobre soportes verticales. En instalaciones permanentes ha dado buenos resultados el siguiente tipo de apoyo: En un bloque de hormigón, se empotra un trozo de perfil laminado en U, de I80 mm, dejando dentro 0,50 m, y quedando por fuera del bloque la longitud que haga falta. Esta zapata de hormigón deberá prolongarse hasta una profundidad a la que no puedan llegar las máximas heladas previsibles y, por lo menos, hasta 0,60 m por debajo del nivel inferior del lecho del cauce natural. La parte superior del cimien- to debe quedar a 0,lO m por debajo del nivel de agua mínimo a medir. En el interior de la U de hierro y por encima del bloque de cemento, se sujeta, con pernos, un listón, de madera imputrescible, de sección 0,02 x 0,15 m, al que se fija, con tornillos de latón, la escala limnimétrica esmaltada (ver la Figura 2.9).

En los canales revestidos, el limnímetro puede colocarse sobre uno de sus cajeros inclinados. SU montaje, adosado a la pared de un canal de riego, es ligeramente diferen- te al de la colocación de una escala vertical o a la instalación de un registrador, ya que, en este caso, no tiene mucha importancia la situación del cero. A menudo, las pendientes de los cajeros no son exactamente las proyectadas, bien sea porque el canal entero quedó algo inclinado durante SU ejecución, bien porque las paredes se han movi-

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7. Comprobar, nuevamente, la lectura de nivel sobre la mira para el caudal más frecu- ente, ajustar la escala a SU posición correcta y apretar firmemente los tornillos de fijación.

Para escalas limnimétricas verticales puede utilizarse el mismo procedimiento. Cuando no se dispone de instrumentos topográficos se pueden utilizar otros métodos similares a los expuestos para la calibración a cero de los limnígrafos.

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