Modelos matemáticos para la estimación de caudales con vertederos de pared delgada y orificios utilizados en sistemas de riego

Abstract

Se presentan los resultados de la investigación desarrollada en el Laboratorio de Mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad de San Carlos de Guatemala, donde se construyeron diferentes dispositivos para el aforo de agua como vertedores triangulares, trapeciales, rectangulares sin contracción, rectangulares con dos contracciones, Sutros y orificios de paredes delgadas. En el caso del vertedor triangular se varió el ángulo de abertura (θ), en el vertedor Cipolleti y en los rectangulares se varió el ancho del vertedor (b) en el vertedor Sutro se varió la constante de curvatura (a) y en los orificios de paredes delgadas se varió el diámetro del orificio (Φo). Se dedujeron modelos matemáticos para la estimación del caudal, los cuales fueron validados en condiciones de laboratorio y en el canal de riego de la aldea El Rancho. Se demostró que todos los modelos propuestos tanto para la estimación de los coeficientes de descargas (Cd) como los caudales descargados (Q) fueron satisfactorios y mejoraron la precisión de las ecuaciones propuestas en diferentes manuales de hidrometría. Lo anterior fue corroborado mediante el Coeficiente de Determinación y el Error Porcentual Medio que fueron utilizados como criterio de validación. La aplicación del vertedor Cipolleti como alternativa de control del caudal con fines de riego contribuyó al ahorro de 561,7 kWh y 168,5 dólares (1246,9 Quetzales) en cada riego.