Métodos para la medición de caudal
Cuando nos referimos al monitoreo de aguas residuales no podemos dejar de lado la medición de caudal, debido a que el análisis de una muestra nos da la indicación de los contaminantes que esta pueda tener, pero no nos indica exactamente el impacto que el agua residual pueda tener al ambiente, pues esto dependerá, además de la concentración de los parámetros analizados, de la cantidad de agua descargada. Por ejemplo, nuestra agua residual puede tener muy elevadas las concentraciones de los parámetros analizados, pero ser solamente medio metro cubico de agua lo que se descarga en el día, mientras que otra persona puede tener la mitad de la concentración de mi agua, pero descargar 10 metros cúbicos de agua en el día; entonces para poder determinar cual de estas dos descargas tienen mas impacto al ambiente, se debe tener ambos datos, la concentración y la medición del caudal.
Por otro lado, en Guatemala contamos con el reglamento de descargas de aguas residuales (Acuerdo Gubernativo 236-2006) y este reglamento indica que todos los entes generadores de agua residual deben incluir en su Estudio Técnico la Caracterización de sus aguas (Art. 6), esto no es mas que determinar la concentración de los parámetros establecidos y medir el caudal. Así mismo indica que siempre que se toma una muestra de agua residual debe medirse el caudal para así poder determinar la carga contaminante (Art. 50). Los entes generadores de agua residual pueden tener dispositivos automáticos para realizar las mediciones de caudal de sus aguas o pueden realizar mediciones cuando se tomen muestras para el análisis de laboratorio, en este último caso, el reglamento indica que deben contar con dispositivos que faciliten la toma de muestra y medición del caudal (Art. 52). Entonces esta es otra razón para tener la necesidad de realizar la medición de caudal de las aguas residuales.
Debido a que es posible realizar mediciones de caudal durante la toma de muestra, es importante conocer algunas formas sencillas de hacer las mediciones de caudal. En Laboratorio ECOQUIMSA ofrecemos desde hace más de 20 años el servicio de medición de caudal por lo que tras una evaluación del sitio podemos recomendar la forma más viable para la medición de caudal en una empresa.
Existen tres formas muy sencillas de medir el caudal:
Método Volumétrico
Método Área-Velocidad
Uso de dispositivos primarios
El caudal se define como el volumen de agua por unidad de tiempo y suele medirse en litros por segundo o minuto (L/s o L/min), pero puede expresarse en metros cúbicos por hora o día (m3/h o m3/día) dependerá de la aplicación para la que midamos el caudal para determinar la dimensional que utilicemos.
Método Volumétrico
El método volumétrico es el más sencillo para la medición de caudal pues para éste únicamente necesitamos un recipiente en el que podamos medir un volumen de agua y un cronómetro, de esa forma tendremos el volumen de agua medido (L) y el tiempo de llenado del recipiente (s), lógicamente al relacionar estos obtendremos L/s, el caudal.
Para poder hacer una medición de esta forma el sitio de medición requiere cumplir con algunas características:
Que el agua fluya por un lugar que tenga una caída que permita colocar un recipiente por debajo de esta para en él recoger el agua.
Que el volumen de agua sea tal que me permita llenar un recipiente de agua en un tiempo adecuado (usualmente un mínimo de 5 segundos).
Que el agua caiga suavemente sobre el recipiente para así poder medir muy bien el volumen de agua recolectado. Esta medición debe realizarse varias veces para poder determinar la variación que se está obteniendo en la medición, el resultado final se calcula haciendo un promedio de las mediciones.
Este método funciona muy bien en caudales pequeños y usualmente se hace de forma manual, pero puede aplicarse también para mediciones en tanques de agua en los que se almacene el agua residual previo a su descarga; para esto, de la misma forma, se necesita medir el tiempo de llenado del tanque y sabiendo sus dimensiones se puede calcular el volumen de llenado, para así obtener el volumen (L) y tiempo (s). Muchas veces los tanques están constantemente llenándose y vaciándose de forma automática, por lo que es posible mediante un dispositivo que mida constantemente la altura del agua, determinar el caudal de todo un día de descarga. Este tipo de dispositivos están hechos para ser sumergidos en el agua y luego de ser calibrados, miden la altura en espacios de tiempo desde cada 5 segundos hasta cada 15 o 30 minutos, permitiendo de esta forma conocerla.
Método Área-Velocidad
El segundo método de medición es el Área-Velocidad, para este método necesitamos saber el área hidráulica de un conducto por donde fluye el agua residual y medir de alguna forma la velocidad del paso del agua. Luego se relacionan estos dos elementos para calcular el caudal. El área hidráulica esta dada en metros cuadrados (m2) y la velocidad en metros por segundo (m/s), al multiplicar estas, se obtiene volumen por unidad de tiempo, el caudal (m3/s). Entonces esta forma de medición se aplica principalmente a canales rectangulares o trapezoidales y tuberías circulares; para la medición en canales se necesita saber la medida del fondo del canal y la altura del agua, trigonométricamente se calcula el área; y para tuberías circulares, el diámetro de la tubería y la altura del agua. Para le medición de la velocidad, si la medición es manual suele usarse un molinete, sin embargo, es posible utilizar algún otro tipo de medidor, como los medidores ultrasónicos, especialmente útiles cuando se necesita medir un caudal por un periodo de tiempo largo como la jornada de trabajo.
Uso de dispositivos primarios
El otro método de medición de caudal es el uso de dispositivos primarios, estos pueden ser vertederos o canaletas, con estos dispositivos basta con realizar la medición de la altura del agua para saber el caudal. Los más usados en ECOQUIMSA, por su facilidad, son los vertederos en V y los vertederos rectangulares. Estos dispositivos deben fabricarse de acuerdo con las características del sitio donde se va a realizar la medición y de acuerdo con el caudal del lugar. Son especialmente útiles cuando se requiere hacer mediciones por periodos largos de tiempo, por ejemplo, la jornada laboral o el tiempo de descarga. Los vertederos en V se utilizan cuando los caudales varían mucho su volumen de agua, el vértice permite medir caudales muy pequeños y con forme la abertura se amplía el caudal es mayor. Los vertederos rectangulares se utilizan para caudales mas estables y elevados. Un detalle importante es que el vertedero en V debe usarse con agua que tenga pocos solidos y material flotante, debido a que el vértice puede obstruirse con material presente en el agua y al obstruirse dar una medida errónea de la altura. Un detalle del vertedero rectangular es que debe usarse para caudales muy estables y de considerable flujo, ya que por el ancho del vertedero en flujos bajos el agua puede bajar mucho y hacer poco perceptible la altura de agua que se está descargando.
En ECOQUIMSA te ofrecemos el servicio de Monitoreo y Análisis de aguas residuales y medición de caudal. Contácta con nuestros asesores técnicos para que te brinden toda la información.
Escrito por Lic.Edgar del Pozo, Gerente General
