Diseño y construcción de un módulo didáctico para la medición de caudal en canales abiertos

Abstract

En este proyecto se diseña y construye un medidor de caudal en canales abiertos con el propósito de realizar un estudio experimental del método de medición denominado Aforador de Garganta Larga y al mismo tiempo proveer un sistema didáctico que ayude a entender las variables que intervienen en este método de medición y la relación que existe entre ellos. Con este objetivo se diseño y construyo un modelo a escala que incluye un canal abierto y un sistema que sirve para re-circular y regular el caudal que atraviesa por dicho canal. Bombas de agua de 0.5 HP, conectadas con tuberías de 1 pulgada que mantiene el caudal constante. El diseño se realizo con ayuda del programa Winflume el cual provee las dimensiones físicas y forma del canal. Adicionalmente permite simular y diagnosticar cada uno de los diseños que en él se programe, proveyendo datos numéricos y gráficos que ayudan a corregir posibles errores. De esta forma es posible determinar rápidamente si un diseño cumple con todos los requerimientos planteados, ahorrando tiempo y dinero. Para la adquisición de datos se diseñó e implementó un sensor de nivel usando infrarrojos cuya señal es acondicionada y luego procesada mediante un algoritmo desarrollado en lenguaje C. Este algoritmo se implemento en un microcontrolador de la familia PIC que también permite visualizar el valor del caudal en una pantalla de cristal líquido (LCD). El montaje de dicho sensor se lo realizo sobre el pozo de amortiguación del sistema con el fin de disminuir la distorsión en la señal producido por el oleaje sobre el canal. De las pruebas realizadas se pudo determinar que el sistema es capaz de medir caudales que van desde 0.1 L/s hasta 0.7 L/s con un margen de error del 5 por ciento.