Análisis de una propuesta de aforador de garganta larga modificado para flujo con sedimentos

Abstract

México es un país que cuenta con pocos dispositivos de medición de caudales en cuencas pequeñas, además este tipo de cuencas tienen pocas mediciones de caudales cuando ocurre una tormenta. Sin embargo, es muy importante prestar atención a este tipo de mediciones para el uso eficiente de los recursos hídricos. Este trabajo aborda como posible solución, la construcción de una estructura basada en los principios de los aforadores de garganta larga para la gestión de las cuencas pequeñas. A esta estructura se ha añadido un aforador supercrítico al final de la garganta donde se instalará un pozo de observación. Este segundo sitio servirá para seguir tomando lecturas cuando el primer pozo se obstruya a causa de los sedimentos. Por lo tanto, en este trabajo se desarrolló un estudio hidráulico en forma bidimensional por medio de la Dinámica de Fluidos por Computadora (CFD) para tres canales con sección transversal rectangular, triangular y trapezoidal, con el fin de encontrar el mejor comportamiento en el canal supercrítico donde la sección rectangular fue la mejor para este canal rectangular, además de su fácil fabricación o construcción. A partir de este resultado, se realizó un nuevo análisis en una sección transversal rectangular con diferentes pendientes en el aforador supercrítico, para diferentes sitios de medición, se realizó un análisis CFD para coordenadas, unidimensional, bidimensional y tridimensional utilizando el software HEC-RAS®, Iber® y ANSYS® CFX®. Así, los resultados mostraron que la mejor ubicación del pozo de observación en el aforador supercrítico se situará 2/5 partes utilizando una pendiente del 10%, obteniendo un R2 de 0,999 y un error máximo del 5%.