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<journal-title><![CDATA[Tecnología y ciencias del agua]]></journal-title>
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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[Variaciones en la calibración de un aforador Parshall]]></article-title>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[The use of Parshall flumes is common in industries that require measuring wastewater discharges. It is frequently found that these flumes do not meet certain recommendations established by applicable standards. A flume of 3 inches was calibrated in a laboratory in order to investigate the type of adjustment equation resulting from a variety of failures to comply with the standard. Some of the factors for which compliance was not met included steep slopes, obstacles in the inlet channel, high roughness in the material of the flume and lack of verticality of the walls. The different adjustment equations were compared with the equation recommended by the standard, and it was found that better compliance with the standard does not always generate the equation most similar to that recommended. For example, when the flume with a null slope in the inlet channel was calibrated, an equation very different from that of the standard was obtained; calibrations with steeper slopes, even outside the range, yielded equations closer to those representing the standard. It was also found that the calibration of the flume with a roughness of the flume wall of 2 mm has a more similar adjustment equation, even more so than the calibration with nearly smooth walls. In addition, it was observed that calibration with a screen located 40 cm upstream produces a better adjustment equation than that with the same screen placed at 160 cm. Based on these results it can be concluded that it is preferable to calibrate the Parshall flume rather than meeting the standard.]]></p></abstract>
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</front><body><![CDATA[  	    <p align="left"><font face="verdana" size="4">Art&iacute;culos t&eacute;cnicos</font></p>      <p align="center"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="4"><b>Variaciones en la calibraci&oacute;n de un aforador Parshall</b></font></p>      <p align="center"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="3"><b>Variations in a Parshall flume calibration</b></font></p>      <p align="center"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><b>Edmundo Pedroza&#45;Gonz&aacute;lez<sup>1</sup> y Jorge Leonel &Aacute;ngel&#45;Hurtado<sup>2</sup></b></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><sup>1</sup> <i>Instituto Mexicano de Tecnolog&iacute;a del Agua.</i></font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2"><sup>2</sup> <i>Universidad Michoacana de San Nicol&aacute;s de Hidalgo, M&eacute;xico.</i></font></p> 	    <p align="justify">&nbsp;</p> 	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Direcci&oacute;n institucional de los autores</b></font></p>         <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>Edmundo Pedroza Gonz&aacute;lez</i>    <br>       Instituto Mexicano de Tecnolog&iacute;a del Agua    <br>       Coordinaci&oacute;n de Hidr&aacute;ulica    <br>       Subcoordinaci&oacute;n de Hidr&aacute;ulica Ambiental    <br>       Paseo Cuauhn&aacute;huac 8532, Colonia Progreso    <br>       62550 Jiutepec, Morelos, M&eacute;xico    <br>       Tel&eacute;fono: &#43;52 (777) 3293 677    ]]></body>
<body><![CDATA[<br>   <a href="mailto:epedroza@tlaloc.imta.mx">epedroza@tlaloc.imta.mx</a></font></p>         <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>Jorge Leonel Angel Hurtado</i>    <br>       Universidad Michoacana de San Nicol&aacute;s de Hidalgo    <br>       Facultad de Ingenier&iacute;a Civil    <br>       Departamento de Hidr&aacute;ulica    <br>       Ciudad Universitaria    <br>       58030 Morelia, Michoac&aacute;n, M&eacute;xico    <br>       Tel&eacute;fono: &#43;52 (443) 1739 296, extensi&oacute;n 4303    <br>   <a href="mailto:zectar@hotmail.com">zectar@hotmail.com</a></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">Recibido: 18/03/10    <br> 	Aceptado: 19/01/12</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Resumen</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">El uso del aforador tipo Parshall es com&uacute;n en industrias que requieren medir descargas de aguas residuales. Es frecuente encontrar que dichos aforadores no cumplen con alguna o varias de las recomendaciones dadas en las normas correspondientes. Con objeto de indagar sobre el tipo de ecuaci&oacute;n de ajuste resultante de diversos incumplimientos en la norma, se calibr&oacute; un aforador de tres pulgadas en un laboratorio. Se probaron incumplimientos tales como pendientes fuertes y obst&aacute;culos en el canal de llegada, as&iacute; como rugosidades altas en el material del aforador y falta de verticalidad en las paredes. Las diferentes ecuaciones de ajuste se compararon con la ecuaci&oacute;n recomendada en la norma y se encontr&oacute; que un mejor cumplimiento de la norma no siempre genera la ecuaci&oacute;n m&aacute;s parecida. Por ejemplo, cuando se calibr&oacute; el aforador con una pendiente nula en el canal de llegada, se obtuvo una ecuaci&oacute;n muy diferente a la ecuaci&oacute;n de la norma; y las calibraciones con pendientes mayores, incluso fuera de rango, tuvieron valores m&aacute;s parecidos. Tambi&eacute;n se encontr&oacute; que la calibraci&oacute;n del aforador con rugosidad de 2 mm en las paredes tiene una ecuaci&oacute;n de ajuste m&aacute;s parecida, incluso m&aacute;s que la calibraci&oacute;n con paredes pr&aacute;cticamente lisas. Por otro lado, se observ&oacute; que la calibraci&oacute;n con una pantalla colocada a 40 cm aguas arriba genera una ecuaci&oacute;n de ajuste mejor que cuando la misma pantalla se coloca a 160 cm. Con base en los resultados, se concluye que es preferible calibrar los aforadores Parshall que cumplir con la norma.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Palabras clave:</b> aforador Parshall, calibraci&oacute;n.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Abstract</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">The use of Parshall flumes is common in industries that require measuring wastewater discharges. It is frequently found that these flumes do not meet certain recommendations established by applicable standards. A flume of 3 inches was calibrated in a laboratory in order to investigate the type of adjustment equation resulting from a variety of failures to comply with the standard. Some of the factors for which compliance was not met included steep slopes, obstacles in the inlet channel, high roughness in the material of the flume and lack of verticality of the walls. The different adjustment equations were compared with the equation recommended by the standard, and it was found that better compliance with the standard does not always generate the equation most similar to that recommended. For example, when the flume with a null slope in the inlet channel was calibrated, an equation very different from that of the standard was obtained; calibrations with steeper slopes, even outside the range, yielded equations closer to those representing the standard. It was also found that the calibration of the flume with a roughness of the flume wall of 2 mm has a more similar adjustment equation, even more so than the calibration with nearly smooth walls. In addition, it was observed that calibration with a screen located 40 cm upstream produces a better adjustment equation than that with the same screen placed at 160 cm. Based on these results it can be concluded that it is preferable to calibrate the Parshall flume rather than meeting the standard.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Keywords:</b> Parshall flume, calibration.</font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Antecedentes</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">El Instituto Mexicano de Tecnolog&iacute;a del Agua (IMTA) presta servicios de asesor&iacute;a a industrias que requieren conocer el desempe&ntilde;o de aforadores tipo Parshall; las razones son diversas, por ejemplo, es necesario cumplir con sistemas de calidad o en otras ocasiones se requiere apoyo en la realizaci&oacute;n de auditor&iacute;as y controversias por la descarga de aguas residuales.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Ante la ausencia de normas nacionales sobre el tema, los trabajos se realizan con base en las recomendaciones de la norma D1941&#45;91 <i>Standard Test Method for Open Channel Flow Measurement of Water with Parshall Flume</i> de la American National Standard (norma ASTM en lo subsiguiente; ASTM, 2001); tambi&eacute;n se considera la norma ISO&#45;9826 <i>Measurement of liquid flow in open channels&#45;Parshall and SANIIRI flumes</i> de la International Standards Office (norma ISO en lo sucesivo; ISO, 1992).</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La mayor parte de los trabajos se basan en la norma ASTM, por considerarla m&aacute;s pr&aacute;ctica y sencilla; en dicha norma se recomienda que la construcci&oacute;n y colocaci&oacute;n del aforador se apegue a ciertos requisitos, en aras de lograr los mejores resultados de medici&oacute;n; b&aacute;sicamente se especifican requisitos sobre la construcci&oacute;n del aforador, algunas condiciones del canal de llegada y aspectos de tipo metrol&oacute;gico. En el n&uacute;mero 11.3 de dicha norma se indica que si un aforador cumple con los requisitos estipulados en ella, se tendr&aacute; una incertidumbre de &#177; 5&#37;; en la misma norma, en el n&uacute;mero 9.1, se recomienda calibrar el aforador ya colocado en el sitio para mejorar dicha incertidumbre.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En la totalidad de los casos atendidos, la calibraci&oacute;n de los aforadores no fue posible; en algunos sitios debido a la restricci&oacute;n de acceso al canal de llegada y en otros, por la imposibilidad de la variaci&oacute;n del gasto en el aforador, ya que el agua que escurre por el mismo proviene de procesos industriales no susceptibles de alteraci&oacute;n; una correcta calibraci&oacute;n requiere de la variaci&oacute;n del gasto en la totalidad del rango de funcionamiento del aforador. En los sitios donde es posible el acceso al canal de llegada, se comparan uno o dos valores del gasto en el aforador contra el gasto estimado con ayuda de un medidor de referencia; a este procedimiento se le llama "Verificaci&oacute;n". Cuando no es posible comparar los gastos, se revisa el cumplimiento de los requisitos de la norma; si es el caso, se le asigna el valor del error indicado en la norma (5&#37;); a este &uacute;ltimo procedimiento se le llama "Revisi&oacute;n". Cuando dicha Revisi&oacute;n no es satisfactoria porque no se cumplen los requisitos y tampoco se puede llevar a cabo la Verificaci&oacute;n, es imposible emitir un juicio sobre el desempe&ntilde;o del aforador. Prevalece entonces la duda entre el personal de las industrias, porque no saben qu&eacute; tan bien o mal trabaja su aforador. Para tener algunos elementos de respuesta ante esta circunstancia, se calibr&oacute; un aforador bajo condiciones que suponen el incumplimiento de algunos requisitos de la norma; particularmente se busc&oacute; indagar sobre el tipo de ecuaci&oacute;n de ajuste que resulta de dicha circunstancia. Los aspectos considerados fueron:</font></p>  	    <blockquote> 		    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">a) Valores altos del n&uacute;mero de Froude.</font></p>  		    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">b) Rugosidades altas en las paredes y el fondo del aforador.</font></p>  		    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">c) Paredes con peque&ntilde;as inclinaciones.</font></p>  		    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">d) Obst&aacute;culos cercanos al aforador en el canal de llegada.</font></p> 	</blockquote>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Instalaciones experimentales para las pruebas</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Las pruebas se realizaron en el Laboratorio de Hidr&aacute;ulica "Ing. David Hern&aacute;ndez Hu&eacute;ramo" de la Universidad Michoacana de San Nicol&aacute;s de Hidalgo. El laboratorio est&aacute; destinado preponderantemente a las pr&aacute;cticas de la materia de hidr&aacute;ulica, pero tambi&eacute;n se utiliza para realizar experimentos como el presente.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Para realizar las pruebas se utilizaron los canales de pendiente variable y de flujo permanente. El canal de pendiente variable es una estructura de metal y cristal, de secci&oacute;n rectangular de 30 cm de ancho y una longitud uniforme de 8 m (ver <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f1.jpg" target="_blank">figura 1</a>).</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">El gasto que circula por el canal se estima por medio de un vertedor rectangular de pared delgada tipo Rehbock colocado en uno de los canales de retorno. La lectura de la carga sobre el vertedor se realiz&oacute; con un limn&iacute;metro de punta y un pozo de lectura conectado por vaso comunicante al canal de llegada (ver <a href="#f2">figuras 2</a> y <a href="#f3">3</a>).</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f2"></a></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f2.jpg"></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f3"></a></font></p>  	    <p align="center"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f3.jpg"></p>      ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f4.jpg"></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f5.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Para estimar el gasto se utiliz&oacute; la ecuaci&oacute;n (1), que es la f&oacute;rmula de Rehbock; tiene gran precisi&oacute;n y es de las m&aacute;s utilizadas por su sencillez (Sotelo, 1999):</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3e1.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde <i>Q</i> es el gasto en m<sup>3</sup>/<i>s; b</i>, el ancho del canal en m; <i>g</i>, la aceleraci&oacute;n de la gravedad, en m/<i>s</i><sup>2</sup>; <i>h</i>, la carga sobre el vertedor en m, y <i>w</i> es la altura de la placa del vertedor en m.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Para dar mayor confiabilidad al vertedor se cumplieron los requisitos que propone Sotelo en el mismo libro citado; dichos requisitos son los siguientes: a) vertedor perfectamente horizontal; b) bisel de 2 mm; c) altura del vertedor mayor a 30 cm y tambi&eacute;n mayor a dos veces la carga; d) vertedor perpendicular al eje del canal; e) canal recto y con una longitud mayor a diez veces el ancho del vertedor (el canal tiene 15.67 m y el vertedor tiene 0.6 m de ancho); f) &aacute;rea del canal de al menos <i>8bh</i>, donde <i>b</i> es el ancho del canal y <i>h</i> es la carga sobre el vertedor; g) el punto de lectura de la carga est&aacute; a m&aacute;s de cuatro veces la carga m&aacute;xima sobre el vertedor, y h) se tiene eficiente ventilaci&oacute;n de la superficie inferior de la l&aacute;mina vertiente.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Anteriormente, con fines did&aacute;cticos, ya se hab&iacute;a calibrado el vertedor utilizando el mismo canal como tanque volum&eacute;trico. El procedimiento fue el siguiente: primeramente se delimit&oacute; el tramo por la placa del vertedor y hacia aguas arriba por una compuerta, misma que se mantuvo cerrada para confinar el agua. Entre la compuerta y el vertedor se tiene una distancia de 15.67 m y el ancho del tramo es de 0.6 m. La altura del vertedor es de 0.45 m. Para usar el tramo como tanque volum&eacute;trico, primeramente se "cubic&oacute;" dicho tramo, midiendo el ancho del canal en varias partes y alturas del mismo, resultando que tiene 0.6 m en todas las mediciones; de esta manera se asegur&oacute; que el canal no tuviera variaciones en su construcci&oacute;n, de manera que las mediciones de volumen fueran confiables. Posteriormente se colocaron marcas en la pared del canal cada cinco cent&iacute;metros; dichas marcas sirvieron para medir el tiempo en que el agua tardaba en alcanzar cada marca; de esta manera, cada cierto tiempo, se ten&iacute;a que hab&iacute;a escurrido un volumen de 0.4701 m<sup>3</sup>.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Desde uno de los modelos cercanos al tramo usado como tanque se dejaba escurrir cierto caudal, y una vez que rebasaba un nivel m&iacute;nimo (por debajo del cual el canal no se pod&iacute;a usar como tanque volum&eacute;trico, dado que tiene una peque&ntilde;a pendiente) se comenzaba a medir el tiempo en que el nivel de agua alcanzaba cada marca de 0.05 m. As&iacute;, dividiendo el volumen ya conocido entre el tiempo, se obtuvo el gasto. Todo esto se hac&iacute;a antes de que el agua rebasara el vertedor; una vez rebasado el mismo se dejaba transcurrir otro tiempo hasta que el agua en el tanque de lecturas del limn&iacute;metro se estabilizaba; una vez logrado esto, se tomaba la lectura en dicho limn&iacute;metro. Esto se repiti&oacute; para diferentes caudales y se obtuvieron pares de datos de carga y gasto (la carga es la del limn&iacute;metro y el gasto es el estimado con la medici&oacute;n del tiempo en que se llenaba cada marca de 5 cm). En la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f6.jpg" target="_blank">figura 6</a> se observan los puntos experimentales y la curva de gastos calculada con la ecuaci&oacute;n (1); puede apreciarse que se tiene una coincidencia aceptable, por lo que se considera confiable el vertedor rectangular de pared delgada como medidor de referencia. Como dato adicional, se tiene que el limn&iacute;metro cuenta con un mecanismo tipo "vernier", lo que le otorga una precisi&oacute;n de 0.1 mm, lo que redunda en que el gasto calculado con la ecuaci&oacute;n (1) tiene una precisi&oacute;n de 0.0445 l/s. Cabe mencionar, asimismo, que el flujo de aproximaci&oacute;n al vertedor siempre fue en r&eacute;gimen subcr&iacute;tico, lo que generaba una corriente suave, y paralela al eje longitudinal del canal.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">El canal de flujo permanente est&aacute; construido en mamposter&iacute;a, recubierto por un acabado liso de cemento y pintura acr&iacute;lica en secciones de geometr&iacute;a variable. En la zona donde se coloc&oacute; el aforador Parshall, la secci&oacute;n es rectangular de 41 cm de ancho y pendiente uniforme de 0.0001 (ver <a href="#f7">figura 7</a>).</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f7"></a></font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f7.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Para el control de las pruebas realizadas en el canal de flujo permanente se utiliz&oacute; como medidor de referencia un vertedor triangular de pared delgada, mismo que tambi&eacute;n se calibr&oacute; volum&eacute;tricamente. Esta calibraci&oacute;n se realiz&oacute; colocando un tanque aguas abajo del vertedor; dicho tanque se "cubic&oacute;" utilizando una probeta de dos litros, misma que se llenaba de agua y se vaciaba en el tanque, marcando la altura que alcanzaba el nivel para cada cinco probetas. Inmediatamente despu&eacute;s del vertedor se coloc&oacute; un canal port&aacute;til, mismo que se usaba para evitar el llenado del tanque mientras el gasto variaba; una vez que el gasto se estabilizaba, se retiraba s&uacute;bitamente el canal port&aacute;til y se contabilizaba el tiempo de llenado del tanque; de esta manera se obtuvo el gasto. La ecuaci&oacute;n resultante de esta calibraci&oacute;n fue la ecuaci&oacute;n (2):</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3e2.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde <i>Q</i> es el gasto en m<sup>3</sup>/s y <i>h</i> es la carga sobre el vertedor, en m. Este vertedor se localiza en la parte final del canal de flujo permanente (ver <a href="#f8">figura 8</a>).</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f8"></a></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f8.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Aforador Parshall utilizado en las pruebas</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Se propuso un aforador Parshall de tres pulgadas de ancho en la garganta; para este tama&ntilde;o de aforador, en la norma ASTM se indica un rango de funcionamiento desde 0.85 hasta 53.80 l/s. El aforador se construy&oacute; en acr&iacute;lico con las dimensiones sugeridas por la norma ASTM (<a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f9.jpg" target="_blank">figuras 9</a> y <a href="#f10">10</a>). En la misma norma se indica la ecuaci&oacute;n que debe usarse para este ancho de garganta (ecuaci&oacute;n (3)):</font></p> 	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3e3.jpg"></font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f10"></a></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f10.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde <i>Q</i> es el gasto, en l/s, y <i>H<sub>a</sub></i> es la carga sobre la cresta del aforador, en cm. La carga <i>H<sub>a</sub></i> se midi&oacute; con un limn&iacute;metro de punta colocado encima del aforador, justo en el sitio que se indica en el ISO, secci&oacute;n 8.2.1 inciso "d", y en el ASTM, secci&oacute;n 7.2.2, es decir a 2/3 de la longitud de la pared convergente, medida desde la garganta hacia la parte inicial del aforador.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Prueba n&uacute;mero 1. Calibraci&oacute;n para valores altos del n&uacute;mero de Froude</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En los trabajos de revisi&oacute;n de aforadores en las industrias no se detectaron n&uacute;meros de Froude altos; sin embargo, se consider&oacute; posible la presencia de dichos valores en aquellos sitios sin acceso al canal de llegada. Fue por ello que se intent&oacute; calibrar el aforador para un rango de n&uacute;meros de Froude mayores a los m&aacute;ximos permitidos en la norma ISO. En esta norma se propone calcular el n&uacute;mero de Froude con la ecuaci&oacute;n (4):</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3e4.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde <i>Fr</i> es el n&uacute;mero de Froude, adimensional; <i>Q<sub>m&aacute;x</sub></i> es el gasto m&aacute;ximo que puede circular por el aforador en m<sup>3</sup>/s; A es el &aacute;rea hidr&aacute;ulica en m<sup>2</sup>; <i>g</i> es la aceleraci&oacute;n de la gravedad, en m/s<sup>2</sup>, y <i>h<sub>m&aacute;x</sub></i> es el tirante m&aacute;ximo correspondiente a <i>Q<sub>m&aacute;x</sub></i>. La norma no indica en d&oacute;nde debe medirse el tirante <i>h<sub>m&aacute;x</sub></i>, por lo que decidi&oacute; medirse justo antes de la entrada del aforador.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En el canal de pendiente variable se pueden lograr f&aacute;cilmente diferentes valores del n&uacute;mero de Froude, incluyendo valores mayores a la unidad; por ejemplo, durante las pr&aacute;cticas de la clase de hidr&aacute;ulica se logran valores de hasta 2.345. Sin embargo, despu&eacute;s de colocar el aforador fue imposible lograr dichos valores altos; el aforador, como podr&iacute;a haberse supuesto, representa un estrechamiento de la secci&oacute;n que "remansa" el agua; por lo tanto, el tirante medido despu&eacute;s de la colocaci&oacute;n del aforador es sustancialmente mayor y, consecuentemente, el n&uacute;mero de Froude es mucho menor. En las gr&aacute;ficas de la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f11.jpg" target="_blank">figura 11</a> se presentan los resultados de esta prueba y se aprecia claramente que a&uacute;n para pendientes altas no se logran n&uacute;meros de Froude mayores a 0.18.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Acorde con el objetivo de la investigaci&oacute;n, se determinaron ecuaciones de calibraci&oacute;n, pero se cambi&oacute; un poco el enfoque: al no lograr valores altos del n&uacute;mero de Froude, se buscaron diferentes calibraciones para cada valor de la pendiente. Las ecuaciones resultantes se presentan en el <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3c1.jpg" target="_blank">cuadro 1</a>. En primer lugar, es notorio que para cada pendiente se tiene una diferente ecuaci&oacute;n, como se aprecia en los valores del coeficiente y del exponente.</font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">Con objeto de presentar de manera gr&aacute;fica las diferencias entre las ecuaciones, se calcul&oacute; la diferencia porcentual entre el gasto resultante de la ecuaci&oacute;n ASTM y los gastos calculados con las ecuaciones de calibraci&oacute;n. La diferencia se calcul&oacute; con la ecuaci&oacute;n (5), donde <i>Q<sub>C</sub></i> es el gasto de calibraci&oacute;n en l/s y <i>Q<sub>A</sub></i> es el gasto de la ecuaci&oacute;n ASTM, tambi&eacute;n en l/s. De esta manera, si el resultado es positivo significa que la ecuaci&oacute;n calibrada sobrestima el gasto y viceversa:</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3e5.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Los resultados se muestran en la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f12.jpg" target="_blank">figura 12</a>. En dicha figura, dos l&iacute;neas llaman notoriamente la atenci&oacute;n: las correspondientes a las pendientes mayores (<i>S</i>4 &#61; 0.0154 y S5 &#61; 0.0419), porque se acercan m&aacute;s a la ecuaci&oacute;n ASTM; las otras pendientes en el canal afectan la ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n de tal manera que se tienen grandes diferencias, por ejemplo, el caso de la pendiente cero. Estos resultados invitan a suponer que si la ecuaci&oacute;n ASTM es la m&aacute;s adecuada, las pendientes fuertes afectan menos que las pendientes suaves.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Con los resultados encontrados se demuestra que el n&uacute;mero de Froude no es una variable importante, ya que al colocar el aforador, la corriente tender&aacute; al flujo subcr&iacute;tico de manera inevitable; por el contrario, el valor de la pendiente en el canal s&iacute; tiene un efecto importante sobre la ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n. Ninguna de las normas consultadas indica restricciones sobre la pendiente, por lo que se asume que el aforador puede colocarse con cualquier pendiente y, como se aprecia en los resultados, cada pendiente generar&aacute; una diferente ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Prueba n&uacute;mero 2. Calibraci&oacute;n para diferentes rugosidades en el interior del aforador</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Para realizar estas pruebas se cubrieron las paredes y el fondo del aforador con dos diferentes tama&ntilde;os de arena. En las normas se recomienda construir el aforador con un acabado de cemento pulido y el tama&ntilde;o m&aacute;ximo de la rugosidad no debe ser mayor de 0.4 mm; como tal tama&ntilde;o es poco pr&aacute;ctico, se us&oacute; arbitrariamente arena de aproximadamente 2 y 5 mm (<a href="#f13">figuras 13</a> y <a href="#f14">14</a>); tambi&eacute;n se consider&oacute; el caso del aforador sin recubrimiento como una tercera opci&oacute;n pr&aacute;cticamente lisa.</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f13"></a></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f13.jpg"></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f14"></a></font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f14.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Al graficar las diferencias porcentuales en la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f15.jpg" target="_blank">figura 15</a>, se aprecia que la rugosidad de 2 mm no parece afectar demasiado y el peor caso resulta, efectivamente, la rugosidad de 5 mm. Llama la atenci&oacute;n que el acabado acr&iacute;lico no parece ser la mejor opci&oacute;n y que la mejor correlaci&oacute;n no se obtiene con este material (<i>R<sup>2</sup></i> &#61; 0.9993, <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3c2.jpg" target="_blank">cuadro 2</a>). En la norma se recomienda evitar protuberancias mayores 0.4 mm, pero los resultados de la prueba realizada con rugosidad de 2 mm, valor sustancialmente mayor al m&aacute;ximo recomendado, indican que no es tan importante mantener la rugosidad baja en el aforador.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Prueba n&uacute;mero 3. Paredes inclinadas en el interior aforador</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En las normas tambi&eacute;n se indica que las paredes del aforador deben estar verticales. Con objeto de indagar el tipo de ecuaci&oacute;n de ajuste que resulta cuando dichas paredes est&aacute;n inclinadas, se realizaron dos pruebas m&aacute;s. En la primera prueba se inclinaron las paredes hacia el interior del aforador; en la segunda, por el contrario, se abrieron para inclinarlas "hacia fuera". En el caso de la inclinaci&oacute;n hacia adentro, las paredes de la garganta del aforador se juntaron completamente en su parte superior, de manera que no fue posible inclinarlas m&aacute;s; el &aacute;ngulo m&aacute;ximo logrado en esta circunstancia fue de 88 grados respecto de la horizontal. Por el contrario, el caso de la inclinaci&oacute;n hacia fuera no tiene obviamente restricciones; sin embargo, se inclinaron las paredes solamente 85 grados, considerando que dicha inclinaci&oacute;n no podr&iacute;a ser constructivamente mayor. En este caso, resulta interesante presentar los resultados en la gr&aacute;fica de la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f16.jpg" target="_blank">figura 16</a>.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">De manera peculiar, se observa que la l&iacute;nea de la ecuaci&oacute;n de ajuste para paredes cerradas a 88 grados y la l&iacute;nea de la ecuaci&oacute;n recomendada por la norma ASTM, pr&aacute;cticamente se superponen. La ecuaci&oacute;n resultante para el caso de las paredes abiertas a 85 grados tiene un comportamiento diferente, alej&aacute;ndose de la ecuaci&oacute;n ASTM (<a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3c3.jpg" target="_blank">cuadro 3</a>). Esta diferencia se muestra en la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f17.jpg" target="_blank">figura 17</a>, donde se observa que dicha diferencia es sustancialmente importante, y se desarrolla de manera consistente entre los 25 y 28&#37;, aproximadamente.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Prueba n&uacute;mero 4. Calibraci&oacute;n con obst&aacute;culos aguas arriba del aforador</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Para conocer el comportamiento del aforador cuando se tienen obst&aacute;culos aguas arriba del mismo se colocaron dos elementos que perturbar&iacute;an de manera diferente el flujo. El primer elemento es una pantalla formada por una placa de acr&iacute;lico montada en un marco met&aacute;lico y colocada al centro del canal. La pantalla cubre gran parte de la secci&oacute;n y permite el paso del agua &uacute;nicamente por los costados (ver <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f18.jpg" target="_blank">figuras 18</a> y <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f19.jpg" target="_blank">19</a>). Seg&uacute;n la recomendaci&oacute;n de la norma ASTM, el tramo recto y sin obst&aacute;culos antes del aforador debe ser de veinte veces el ancho de la garganta, para este caso 152.4 cm. Las diferentes posiciones de la pantalla fueron 40, 80 y 160 cm aguas arriba de la entrada del aforador; ello significa que dos posiciones quedaron dentro del tramo en el que no debieran existir obst&aacute;culos (40 y 80 cm) y la tercera posici&oacute;n est&aacute; pr&aacute;cticamente fuera del mismo tramo (160 cm).</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Asimismo, se utiliz&oacute; una especie de "desviador" consistente en varias barras verticales inclinadas respecto del eje longitudinal del canal, con una cierta separaci&oacute;n para desviar el flujo que escurre entre ellas (ver <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f18.jpg" target="_blank">figuras 18</a> y <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f19.jpg" target="_blank">19</a>). El desviador se coloc&oacute; en las mismas posiciones que la pantalla (40, 80 y 160 cm).</font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">Las ecuaciones de calibraci&oacute;n para las diferentes ubicaciones de la pantalla se pueden ver en el <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3c4.jpg" target="_blank">cuadro 4</a>; las diferencias porcentuales se grafican en la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f20.jpg" target="_blank">figura 20</a>. Especial atenci&oacute;n merece el hecho evidente de la menor influencia que tiene la pantalla cuando est&aacute; cerca del aforador, contrariamente a lo que se esperar&iacute;a. Tambi&eacute;n es de observarse que la mejor correlaci&oacute;n corresponde a la segunda posici&oacute;n de la pantalla (80 cm), con un coeficiente de correlaci&oacute;n <i>R<sup>2</sup></i> de 0.9934.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En el caso del desviador, se encontraron las ecuaciones de calibraci&oacute;n del <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3c5.jpg" target="_blank">cuadro 5</a>; debe observarse que el valor de los coeficientes de correlaci&oacute;n son comparativamente menores a los encontrados en las otras pruebas.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La comparaci&oacute;n porcentual presentada en la <a href="/img/revistas/tca/v3n3/a3f20.jpg" target="_blank">figura 20</a> muestra que todas las l&iacute;neas para el caso del desviador tienen un mismo patr&oacute;n y se desarrollan en una zona com&uacute;n de la gr&aacute;fica; adem&aacute;s, el desviador colocado m&aacute;s cerca es m&aacute;s perjudicial, y cuando se coloca m&aacute;s lejos afecta menos, lo que es de esperar; por el contrario, las l&iacute;neas correspondientes a la pantalla son muy diferentes, cambian de signo entre ellas; el caso de la pantalla a 160 cm del aforador es el que presenta mayor diferencia entre su calibraci&oacute;n y la ecuaci&oacute;n ASTM, aun cuando ya est&aacute; fuera del tramo recto m&iacute;nimo recomendado.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En las pruebas de la pantalla y el desviador se observa que el aforador presenta cierto comportamiento de "regulaci&oacute;n" del flujo. Primeramente se inyect&oacute; un trazador (azul de metileno) cuando se colocaron la pantalla y el desviador (ver <a href="#f21">figuras 21</a> y <a href="#f22">22</a>), y se observ&oacute; claramente en ambos casos que el flujo sale muy desviado, pero r&aacute;pidamente se alinea y cuando entra a la garganta el flujo ya presenta trayectorias rectas. Se advierte que el trazador se inyect&oacute; &uacute;nicamente en uno de los extremos de la pantalla y desviador, respectivamente.</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f21"></a></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f21.jpg"></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f22"></a></font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f22.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En segundo lugar se coloc&oacute; la placa extremadamente cerca de la entrada del aforador (ver <a href="#f23">figura 23</a>). Se observa que el agua escurre &uacute;nicamente por las aberturas formadas por las paredes del canal y la pantalla. A&uacute;n en estas condiciones extraordinarias, el nivel del agua se mantiene aproximadamente en la misma altura que tiene sin la pantalla.</font></p>  	    <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f23"></a></font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/tca/v3n3/a3f23.jpg"></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Los diferentes resultados de la pantalla y el desviador suponen que otro tipo de obst&aacute;culo tendr&aacute; su propia ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n, independientemente de la distancia a la que se encuentre del aforador, a&uacute;n incluso si dicho obst&aacute;culo est&aacute; fuera del tramo m&iacute;nimo de longitud recta, pero lo suficientemente cercano como para causar alg&uacute;n efecto.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Conclusiones</b></font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La recomendaci&oacute;n dada en la norma ASTM respecto a la calibraci&oacute;n de los aforadores Parshall despu&eacute;s de que &eacute;stos hayan sido colocados en el sitio parece muy atinada, ya que los resultados encontrados indican que para cada diferente situaci&oacute;n se tendr&aacute; una diferente ecuaci&oacute;n de ajuste. Por otro lado, en la misma norma se indica que un medidor que cumpla con los requisitos establecidos tendr&aacute; una incertidumbre de &#177; 5&#37;; esto no parece muy acertado, ya que se ha demostrado que en algunos de los casos en los que el aforador cumple con lo indicado en la norma, la ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n tiene grandes diferencias respecto a la ecuaci&oacute;n recomendada por la norma. Por el contrario, en algunos casos de evidente incumplimiento de la norma, la ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n se parece mucho a la ecuaci&oacute;n de la norma, tal es el caso de las calibraciones para pendientes fuertes, ya que dichas pendientes fuertes generan ecuaciones de calibraci&oacute;n que son las m&aacute;s parecidas a la ecuaci&oacute;n ASTM. Otro caso es la calibraci&oacute;n del aforador con rugosidad de 2 mm, que result&oacute; m&aacute;s parecida a la de la norma que la ecuaci&oacute;n de calibraci&oacute;n con paredes de acr&iacute;lico (contrariamente a lo esperado). Similar circunstancia se encontr&oacute; en el caso de la pantalla como obst&aacute;culo aguas arriba del aforador; los mejores resultados se encontraron cuando la pantalla estaba cerca del aforador y no cuando &eacute;sta estaba lejos, aun fuera del tramo recto m&iacute;nimo recomendado.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Con base en lo anterior, la conclusi&oacute;n general m&aacute;s importante es que la calibraci&oacute;n de los aforadores en sitio es m&aacute;s recomendable que el cumplimiento de los requisitos de la norma.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Se hace la advertencia de que se calibr&oacute; un aforador de tres pulgadas. No deber&aacute; esperarse necesariamente la misma situaci&oacute;n para aforadores de otros tama&ntilde;os. La investigaci&oacute;n experimental es necesaria para otras dimensiones, con objeto de estar en condiciones de conocer el efecto en la calibraci&oacute;n de diferentes incumplimientos a la norma.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Por otro lado, se recomienda ampliamente que la calibraci&oacute;n de aforadores se vea acompa&ntilde;ada del correspondiente y adecuado an&aacute;lisis de incertidumbre, puesto que en algunas de las pruebas se encontraron bajos coeficientes de correlaci&oacute;n encontrados en los ajustes, lo que significa una dispersi&oacute;n mayor de los puntos experimentales.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Como una observaci&oacute;n adicional, se hace hincapi&eacute; en el hecho de las grandes diferencias que se aprecian en todas las gr&aacute;ficas cuando se tienen gastos bajos. En la literatura relacionada (Pedroza, 2001) se recomienda no medir gastos en un aforador Parshall de tres pulgadas de garganta, cuando se tienen cargas menores de 3 cm. Dicha carga corresponde a un gasto de entre 0.6 y 1.5 l/s &#151;dicha variaci&oacute;n es funci&oacute;n de las diferentes ecuaciones de calibraci&oacute;n encontradas para cada caso&#151; sin embargo, es notorio que a&uacute;n para gastos mucho mayores, las diferencias se mantienen muy grandes; al respecto, s&oacute;lo se hace notar el hecho. Se deja para posteriores investigaciones una fundamentaci&oacute;n del mismo, dado que en la mayor&iacute;a de los casos, las diferencias tan altas encontradas en algunos de los experimentos no parecen tener una relaci&oacute;n clara con la lectura de gastos bajos.</font></p>  	    <p align="justify"><font face="verdana" size="2">&nbsp;</font></p>  	    ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Referencias</b></font></p>  	    <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">ASTM. <i>Standard D 1941&#45;91 Standard Test Method for Open Channel Flow Measurement of Water with Parshall Flume</i>. New York: American National Standard, 2001.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=9731358&pid=S2007-2422201200030000300001&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>  	    <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">ISO. <i>Standard 9826 Measurement of liquid flow in open channels&#45;Parshall and SANIIRI flumes</i>. G&egrave;neve: International Organisation for Standardization, 1992.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=9731360&pid=S2007-2422201200030000300002&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>  	    <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">PEDROZA, E. <i>Canal Parshall</i>. Serie autodid&aacute;ctica. M&eacute;xico, D.F.: Semarnat&#45;Conagua&#45;IMTA, 2001, 32 pp.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=9731362&pid=S2007-2422201200030000300003&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>  	    <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">SOTELO, G. <i>Hidr&aacute;ulica General</i>. Volumen 1. Fundamentos. Vig&eacute;simoprimera reimpresi&oacute;n. M&eacute;xico, D.F.: Editorial Limusa, 1999, 561 pp.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=9731364&pid=S2007-2422201200030000300004&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>      ]]></body><back>
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