MÉTODO DEL FLOTADOR

Flotadores.- Consisten en objetos flotantes que adquieren la velocidad del agua que los circundan. Pueden ser de tres tipos.
a) Simples o de superficie: El inconveniente presentado por este flotador se debe al hecho de ser muy influido por el viento, por las corrientes secundarias y por las olas.
b) Dobles o superficiales: Constituyen un pequeño flotador de superficies, al cual está unido por una cuerda un cuerpo sumergido, a la profundidad deseada. Se hace que el volumen del primero sea despreciado frente al segundo. En estas condiciones, manteniéndose el cuerpo sumergido cerca de seis décimos de la profundidad, se determina la velocidad media.
c) Bastones flotadores o flotadores lastrados: Son tubos metálicos huecos o de madera, que tienen en la parte inferior un lastre de plomo para que flote en una posición próxima a la vertical. L debe ser igual o aproximadamente 0,95 H, Figura.
FIGURA a) Flotador Simple b) Flotador Doble c) Bastón Flotador.
Entre los objetos que pueden servir como buenos flotadores se encuentra una bola de caucho, un trozo de madera, un limón, una hoja seca o un envase plástico tapado.
Observación general.- Actualmente, los flotadores rara vez son usados para mediciones precisas debido a muchas causas de errores (causas perturbadoras como los vientos, irregularidades del lecho del curso del agua, etc.). Son sólo empleados para determinaciones rápidas y a falta de otros recursos, o cuando no se justifica la compra de dispositivos de aforo más precisos.
Aplicación.- El método del flotador, al igual que los molinetes, tubos Pitot, métodos de la trayectoria y trazadores, se utiliza para medir la velocidad superficial del flujo, no el caudal directamente, y se utiliza en el aforo de surcos, acequias, canales, ríos, diques, etc.
En el sitio que se decidió hacer el aforo, se hace un levantamiento topográfico completo de la sección transversal, el cual dependiendo de su ancho y profundidad, puede hacerse con una cinta métrica o con un equipo de topografía Figura.
El lugar elegido para hacer el aforo o medición debe cumplir los siguientes requisitos:
·         La sección transversal debe estar bien definida y que en lo posible no se presente agradación o degradación del lecho.
·         Debe tener fácil acceso.
·         Debe estar en un sitio recto, para evitar las sobre elevaciones y cambios en la profundidad producidos por curvas.
·         El sitio debe estar libre de efectos de controles aguas abajo, que puedan producir remansos que afecten luego los valores obtenidos con la curva de calibración.
FIGURA Levantamiento Topográfico de la Sección Transversal.
El flotador debe ser soltado repetidas veces unos cuantos metros aguas arriba de la sección de prueba, cronometrando el tiempo que tarda en recorrer una distancia conocida (usualmente de 15 a 50 m.), marcada previamente sobre un tramo recto y uniforme. Dicho tramo es seleccionado para las observaciones a lo largo del ducto de prueba, como lo indica la Figura anterior.
FIGURA Medición de la Velocidad por Medio de Flotadores.
Una vez hallados los tiempos de recorrido, se obtiene un promedio.
tpromedio = t1 + t2 + ........ + tn2
Dónde:
tpromedio = promedio de los tiempos de recorrido
t1, t2, tn = tiempos de recorrido de cada observación
Luego, la velocidad superficial se determina dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo promedio de viaje del flotador.
Vs= D/tpromedio
Dónde:
Vs = velocidad superficial
D = distancia recorrida por el flotador
tpromedio= promedio de los tiempos de recorrido
Como la velocidad superficial es mayor que la velocidad promedio del caudal, es necesario corregir la medición del flotador multiplicándola por un coeficiente que varía de 0.65 a 0.80; misma que debe ser de 0.65 para pequeños caudales (acequias) y de 0.80 para grandes caudales (ríos, diques y canales).
Vpromedio = k V S
Dónde:
Vs = velocidad superficial
k = coeficiente de corrección de la velocidad superficial, varia de 0,65 a 0,80
Vpromedio= velocidad promedio
Generalmente las acequias y canales de uso agrícola no están revestidos. Su sección transversal, construida en tierra, no es uniforme, por tanto, la determinación del área debe hacerse dividiendo el espejo del agua en varios segmento iguales, de tal forma que se tenga una serie de figuras geométricas consistente en triángulos y trapecios, cuyos lados estarán dados por las profundidades (di) del agua y, las alturas, por la longitud del segmento (x/n), tal como se muestra en la Figura anterior.
En la cual:
x = Anchura del espejo de agua
n = Número de segmentos en que se divide el espejo
di= Tirante de agua, se debe observar (n -1) tirantes, para(n) segmentos en una sección.
Finalmente al multiplicar el área de la sección transversal (A) por la velocidad promedio del flujo (Vpromedio), se obtiene el caudal (Q) para la corriente aforada.
Q = AV promedio