Medición de caudal en canales abiertos
Sensor Área-Velocidad para medir caudal
El sensor área-velocidad combina la medición de velocidad del agua con el nivel o profundidad. A partir de la geometría hidráulica del punto se calcula el área mojada y se obtiene el caudal en canales abiertos y tuberías parcialmente llenas.
Principio de medición área-velocidad
En una conducción que no trabaja completamente llena, el área transversal ocupada por el agua cambia con el nivel. Por eso no basta con medir únicamente la velocidad. El sistema determina la velocidad media o representativa del flujo y calcula el área mojada a partir de la profundidad y de una sección hidráulica previamente configurada.
El caudal se obtiene relacionando ambas variables. La precisión final depende de la medición del sensor, de la geometría ingresada, de la calidad hidráulica del punto y de una instalación que evite zonas con remanso, recirculación, sedimentación extrema o turbulencia no representativa.
Aplicaciones del sensor de caudal área-velocidad
- Colectores de aguas servidas y alcantarillado.
- Canales abiertos de agua potable, riego o proceso.
- Descargas industriales y medición de RILES.
- Tuberías parcialmente llenas y drenajes.
- Plantas de tratamiento de aguas residuales.
- Campañas temporales y estaciones permanentes de caudal.
Criterios de selección e instalación
| Criterio | Qué debe revisarse |
|---|---|
| Geometría | Canal rectangular, circular, trapezoidal u otra sección; dimensiones verificadas en terreno. |
| Rango hidráulico | Nivel mínimo y máximo, velocidad, caudal esperado y variación operacional. |
| Condición del fluido | Sólidos, sedimentos, grasas, burbujas, corrosión y potencial de incrustación. |
| Punto de montaje | Tramo recto disponible, acceso, seguridad, fijación y representatividad del perfil. |
| Registro y comunicación | Datalogger, controlador, telemetría, alimentación, memoria y frecuencia de lectura. |
¿Por qué el punto hidráulico es determinante?
Un equipo correctamente especificado puede entregar resultados deficientes si se instala junto a una caída, curva, compuerta, descarga lateral o zona de remanso. Antes de instalar se debe revisar el perfil hidráulico y confirmar que la sección sea estable y medible. Cuando el sitio presenta condiciones complejas, conviene realizar una inspección y, si corresponde, una campaña de validación.
La geometría configurada debe coincidir con la geometría real. En colectores antiguos, depósitos o deformaciones pueden modificar el área efectiva. También debe definirse una rutina de limpieza e inspección para evitar que el sedimento altere el nivel medido o cubra el sensor.
Diferencia entre área-velocidad y otras tecnologías
Un caudalímetro para tubería llena requiere que toda la sección esté ocupada por agua y utiliza un principio de medición apropiado para esa condición. Un vertedero o canal Parshall determina caudal a partir del nivel y de una estructura hidráulica conocida. Un sistema área-velocidad puede trabajar sin una estructura primaria, pero exige medir correctamente la velocidad, el nivel y la geometría.
La tecnología adecuada depende de la exactitud requerida, permanencia de la instalación, pérdida de carga admisible, sólidos, rango de caudal, mantenimiento y condiciones civiles disponibles.
Preguntas frecuentes sobre sensores área-velocidad
¿Qué mide un sensor área-velocidad?
Mide velocidad y nivel. Con la geometría hidráulica se determina el área mojada y se calcula el caudal.
¿Sirve para tuberías parcialmente llenas?
Sí. Es una de sus aplicaciones principales, siempre que el punto sea hidráulicamente adecuado y la instalación esté correctamente configurada.
¿Qué puede afectar la medición?
Sedimentación, grasas, burbujas, sólidos, turbulencia, remanso, geometría irregular y una ubicación inadecuada.
¿Qué datos se requieren para seleccionar el equipo?
Geometría, dimensiones, niveles, velocidad, composición del agua, sólidos, acceso, alimentación, comunicaciones y objetivo del monitoreo.
Evalúe el punto antes de seleccionar el instrumento
Envíe una fotografía, geometría, dimensiones, niveles, velocidades esperadas y condición del agua para revisar la aplicación.