Tabla de contenido

1. Introducción

2. Objetivos

2.1. Objetivos generales

2.2. Objetivos específicos

3. Marco teórico

4. Materiales

5. Procedimiento

6. Cálculos

7. Análisis de resultados

8. Conclusiones

9. Bibliografía

10. Anexos

1. Introducción

El objetivo de este laboratorio es obtener una serie de datos tomados en un lugar determinado,

(canal al interior de la Universidad de Ibagué), con estos datos aplicar la ecuación de

Manning para determinar la velocidad del agua que por allí fluye, comparando este

resultado con el obtenido utilizando el micromolinete.

En este caso trataremos de determinar el valor de una magnitud, sin embargo esta no nos dará

exacta, debemos tener en cuenta que se nos presentara alguna incompatibilidad de datos

por esto debemos tener claros los conceptos y saber interpretar todo valor que obtengamos,

lo más recomendable seria repetir el experimento por cierta cantidad de veces en la misma

magnitud, en e l laborator io lo haremos una vez al hacer eso obtendremos valores

distintos que debemos promediar para tener valores más exactos.

Podemos deducir que la medición no nos arroja una verdad absoluta, sino que nos da un grado

de incertidumbre ya que no conocemos bien la precisión instrumental, la toma de lecturas y las

condiciones ambientales en el momento de la toma de datos. Estos errores producidos no

se pueden eliminar pero si se pueden minimizar, sea calibrando equipos, cambiándolos

por otros con mayor precisión que nos asegure un mejor margen de error para la toma de

lecturas de datos.

2. Objetivos

2.1 Objetivos generales

Reconocer los tipos de errores que se pueden presentar cuando se toman datos de campo y las

diversas maneras para corregirlos, a partir de la toma de varias lecturas plantear un análisis

estadístico para determinar el posible error.

1

2.2 Objetivos específicos

Determinar el error en la toma de velocidades y de mediciones de tiempo y de un objeto

dentro de un canal hidráulico existente en la universidad.

Calcular el caudal por medio de la obtención de la velocidad con la ayuda de la ecuación de

Manning, teniendo en cuenta la sección transversal del canal.

3. Marco teórico.

Micromolinete

Un Molinete o Micro-Molinete es un instrumento usado para medir la velocidad del agua en un

canal abierto, que puede variar desde una pequeña escorrentía, hasta una inundación en el río

Amazonas. El principio de funcionamiento se basa en la proporcionalidad entre la velocidad del

agua y la velocidad angular resultante del rotor. La velocidad del agua se mide en diferentes

puntos de la corriente poniendo el molinete y contando el número de revoluciones del rotor

durante un intervalo de tiempo determinado.

Los molinetes y micro-molinetes se pueden clasificar en dos tipos principales, los medidores que

tienen rotores de eje vertical y los que tienen rotores de eje horizontal. Las características más

destacadas de estos dos tipos se resumen a continuación:

Eje vertical:

Opera en velocidades más bajas que los de eje horizontal.

Los cojinetes están bien protegidos contra el agua fangosa.

El rotor se puede reparar en el campo sin afectar la calibración.

Utiliza un rotor único que sirve para toda la gama de velocidades.

También es conocido como tipo Gurley.

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Eje horizontal:

Debido a la simetría axial con la dirección del flujo, el rotor perturba el flujo menos que los de

eje vertical.

Por la forma del rotor es menos probable que se enrede con los desechos que arrastre la corriente.

Tambien es conocido como Molinete Universal o tipo Ott.

Criterio de chauvenet

Es un método para calcular si un dato experimental (a partir de ahora llamado dato dudoso), de

un conjunto de datos experimentales, es probable que sea un valor atípico.

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Para aplicar el Criterio de Chauvenet, primero se ha de calcular la media y la desviación estándar

de la información observada. Basándose en cuánto difiere el valor dudoso de la media, se utiliza

la función de distribución normal (o la tabla de la misma) para determinar la probabilidad de que

una dato dado sea del valor del dato dudoso.

El criterio de chauvenet no es recomendable para pequeñas muestras.

Teoría de errores

El resultado de toda medición siempre tiene cierto grado de incertidumbre. Esto se debe a las

limitaciones de los instrumentos de medida, a las condiciones en que se realiza la medición, así

como también, a las capacidades del experimentador. Es por ello que para tener una idea correcta

de la magnitud con la que se está trabajando, es indispensable establecer los límites entre los

cuales se encuentra el valor real de dicha magnitud. La teoría de errores establece estos límites.

Error de escala: Todo instrumento de medida tiene un límite de sensibilidad. El error de escala

corresponde al mínimo valor que puede discriminar el instrumento de medida.

Error sistemático: Se caracteriza por su reproducibilidad cuando la medición se realiza bajo

condiciones iguales, es decir siempre actúa en el mismo sentido y tiene el mismo valor. El error

sistemático se puede eliminar si se conoce su causa.

Error accidental o aleatorio: Se caracteriza por ser de carácter variable, es decir que al repetir un

experimento en condiciones idénticas, los resultados obtenidos no son iguales en todos los casos.

Las diferencias en los resultados de las mediciones no siguen ningún patrón definido y son

producto de la acción conjunta de una serie de factores que no siempre están identificados. Este

tipo de error se trabaja estadísticamente. El error accidental se puede minimizar aumentando el

número de mediciones.

4. Materiales

Micromolinete: Es un equipo para medición de velocidad y características propias de un canal.

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Cinta métrica: Es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y

se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil.

Barcos de papel: Material hecho a mano por integrantes del grupo para llevar a cabo la

realización de dicho laboratorio.

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5. Procedimiento

Organizamos los grupos de laboratorio.

Nos dirigimos hacia el lugar de trabajo (canal al interior de la Universidad de Ibagué)

tomamos una sección del canal.

Elaboramos 3 barcos de papel para realizar la toma de los 15 datos, estos barcos viajaran a

la velocidad del canal.

Tomamos las dimensiones del canal para luego poder hallar área mojada, y la longitud del

tramo.

Dividimos el canal en dos tramos donde empezara y terminara el recorrido del barco.

Procedemos con la toma de los datos mientras el barco viaja por el recorrido escogido.

6. Cálculos

Datos Tiempo (seg)

1 4,77

2 4,38

3 4,44

4 4,6

5 4,76

6 4,5

7 4,66

8 4,63

9 4,18

10 4,48

11 4,86

12 4,74

13 4,61

14 4,69

15 4,74

Tiempo promedio

6

T=T1+T 2+T 3

n

T=4,6026 Seg

Desviación estándar

σ=√ 1n∑i=1

n

(x i−x )2

σ=0,1790

Criterio de Chauvenet

Se rechaza la medida si el valor de la repetición menos la media del conjunto son mayores que el

coeficiente de chauvenet por la desviación estándar, es decir:

x i−x>knσ

Tiempo

(seg)

Media σ t-σ

4,77 4,6026 0,1674

4,38 4,6026 -0,2226

4,44 4,6026 -0,1626

4,6 4,6026 -0,0026

4,76 4,6026 0,1574

4,5 4,6026 -0,1026

4,66 4,6026 0,0574

4,63 4,6026 0,0274

7

4,18 4,6026 -0,4226

4,48 4,6026 -0,1226

4,86 4,6026 0,2574

4,74 4,6026 0,1374

4,61 4,6026 0,0074

4,69 4,6026 0,0874

4,74 4,6026 0,1374

El coeficiente de chauvenet se obtiene por medio de la siguiente tabla

Coeficiente de chauvenet=σ∗k n

Coeficiente de chauvenet=0,1790∗2,13

Coeficiente de chauvenet=0,3813

Realizando la comprobación con el coeficiente de chauvenet se llega a la conclusión de que

ningún valor es rechazado, es decir que la media no cambia.

Área del canal

8

A=(66 cm+60cm )8,5cm

2

A=535,5cm2 0,05355m2

Perímetro mojado

P= (9,01cm∗2 )+60cm

P=78,02cm

Radio hidráulico

Rh=AP

Rh=535,5cm2

78,02cm

Rh=6,86cm 0,0686m

9

Pendiente línea de energía

S f=( hf−hil )

S f=(10,7 cm−8,5cm390cm )

S f=0 ,0056

Velocidades

10

V=V 1+V 2+V 3

3

V=0,615

mseg

+0,584mseg

+0,641mseg

3

V=0,613mseg

Caudal

Q=A∗V

Q=0,05355m2∗0,613mseg

Q=0,0328m3

seg

Coeficiente de Manning

n= 1Q

∗A∗Rh23∗Sf

12

n=1

0,0328m3

seg

∗0,05355m2∗(0,0686m )23∗(0,0056 )

12

n=0,02

Velocidad por medio de la ecuación de Manning

V=1n∗Rh

23∗Sf

12

11

V=1

0,02∗( 0,0686 )

23∗(0,0056 )

12

V=0,627mseg

7. Análisis de resultados

Se determinó que la velocidad y el área transversal del canal son directamente proporcionales al

caudal.

8. Conclusiones

El valor de la velocidad por el método de Manning nos dio cercano al valor que nos arrojó el

promedio de las velocidades tomándolas con el micro-molinete lo que quiere que este método es

muy confiable en caso de no poseer el elemento.

Se hallaron valores para el caudal los cuales variaban pero se pudo determinar que el valor más

cercano lo daba el método con el que hayamos la velocidad por medio de la velocidad.

La rugosidad depende del material con que está construido el canal y para nuestro caso específico

no tenemos definido este material por eso este cálculo no nos arroja un valor muy exacto.

12

9. Bibliografía

http://grupoalcesas.com/portafolio/equipos-para-hidrologia/16-molinetes-y-

micromolinetes#.UhJi7dLrySo

http://es.wikipedia.org/wiki/Criterio_de_Chauvenet

http://www.mariangaspi.blogspot.com/

10. Anexos

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