Se presentan las técnicas y los procedimientos más utilizados para aforar cauces, canales y tuberías utilizadas en proyectos de conservación de suelo y agua

1. 2
“SECRETARÍA DE AGRICULTURA, GANADERÍA,
DESARROLLO RURAL, PESCA Y
ALIMENTACIÓN”
Subsecretaría de Desarrollo Rural
Dirección General de Producción Rural Sustentable
en Zonas Prioritarias
MÉTODOS DE AFOROS
EN
PROYECTOS COUSSA

2. i
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN........................................... 1
2. OBJETIVO..................................................... 1
3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS.......................... 1
3.1 Ventajas....................................................... 1
3.2 Desventajas................................................. 1
4. CLASIFICIACIÓN DE LOS METODOS DE
AFORO................................................................. 2
5. MÉTODO DE ÁREA - VELOCIDAD................. 2
5.1 Molinetes .................................................... 2
5.2 Flotadores ................................................... 4
5.3 Uso de colorantes ....................................... 5
5.4 Aforo por sección y pendiente.................... 6
5.5 Aforo con escuadra para tuberías............... 7
6. MÉTODOS DE AFORO DIRECTOS................. 8
6.1 Método volumétrico ................................... 8
6.2 Aforo en orificios......................................... 8
6.3 Medición por compuertas........................... 9
6.4 Aforo de canales utilizando vertedores.... 10
Vertedores de cresta delgada........................... 10
Vertedores rectangulares ................................. 10
Vertedores trapezoidal ..................................... 11
Vertedores triangulares .................................... 11
Vertedores de cresta ancha .............................. 12
6.5 Canal de aforo Parshall ............................. 12
7. BIBLIOGRAFÍA............................................ 14

3. 1
MÉTODOS DE AFORO EN PROYECTOS COUSSA
1. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo tiene la finalidad dar a
conocer los métodos de aforo de agua en cauces
naturales, canales y tuberías, para estimar el
caudal de agua disponible de una fuente de
abastecimiento posible y a su vez, poder planear
el uso racional y eficiente del agua en las
diversas obras de regulación o abastecimiento
para consumo humano y/o agropecuario.
Aforar es medir el volumen de agua (V) que pasa
por una sección transversal en un determinado
tiempo (t) esto es;
(1)
Para aforar el agua proveniente de diques, ríos,
canales y acequias, pueden utilizarse vertedores,
canaletas, orificios, molinetes, flotadores,
colorantes y sales. Sin embargo, cuando el agua
es conducida por tuberías, las mediciones
pueden hacerse por medio de orificios,
medidores de hélice y medidores
electromagnéticos, entre otros.
Por lo general, los instrumentos de medición que
se emplean para el aforo están estandarizados,
pudiendo variar materiales para su construcción.
Los criterios de selección de material de
construcción usados incluyen disponibilidad,
costo de mano de obra, vida útil de la estructura
y prefabricación, aunque la principal
consideración debe ser la veracidad y facilidad
de uso del instrumento.
2. OBJETIVO
Describir las técnicas y procedimientos más
utilizados para aforar el agua en cauces,
canales y tuberías.
3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
3.1 Ventajas
Tener los conocimientos técnicos para la
medición del caudal de agua en ríos, diques,
canales y tuberías.
Planear el uso racional del agua para no
afectar el medio ambiente.
Conocer el gasto de extracción en tuberías y
con ello planear la distribución del agua, ya
sea para consumo humano o agropecuario.
Con el aforo en canales o tuberías los
proyectos de obras asociadas a la captación
y manejo de agua, se tienen mayores
probabilidades de éxito.
3.2 Desventajas
El uso de algunos aparatos requiere de
ciertas habilidades por parte de los
operarios; de ahí que las mediciones suelen
ser imprecisas.
Errores de medición pueden ser derivados
de los defectos en la calibración de los
aparatos y las estructuras.

4. 2
4. CLASIFICIACIÓN DE LOS METODOS
DE AFORO
En general, los métodos de medición de una
corriente de agua pueden clasificarse en directos
o indirectos (área-velocidad) como se detalla a
continuación:
4.1. Método de área-velocidad
El gasto se estima como el producto del área de
la sección transversal de la corriente y la
velocidad promedio del agua (Q=A*v). La sección
transversal de la corriente (A) se obtiene por
medición directa en campo determinando la
profundidad a diferentes anchos de la corriente.
La velocidad del caudal (V) se determina por
medio de:
a. Molinetes
b. Flotadores
c. Colorantes
d. Sección pendiente
e. Método de escuadra
4.2. Métodos de aforo directo
Consisten en colocar estructuras para medir el
volumen a través del tiempo (Q=V/t) que pasa
por una sección transversal bien definida. Los
métodos aquí descritos son:
a. Volumétrico
b. Con vertederos
c. Con orificios y compuertas
d. Canaletas de aforo Parshall
5. MÉTODO DE ÁREA - VELOCIDAD
5.1 Molinetes
En aforos de cauces naturales se comienza
siempre determinando el área de la sección
transversal por celdas, pues en cada celda la
velocidad será variable.
Para la medición del gasto en una sección
transversal debe considerarse un sitio donde la
dirección de la velocidad del agua sea
sensiblemente perpendicular a la misma. En
estos sitios las contracorrientes son mínimas y la
sección transversal es relativamente uniforme y
libre de vegetación.
La sección transversal del cauce se divide en
celdas de sección trapezoidal (o triangular en
caso de las celdas cercanas a la orilla), cuyos
vértices (uno o dos) quedan en el cauce.
En la Figura 1 se muestra una sección transversal
con 5 celdas, una que tiene los vértices A, B, H y
G; la segunda celda con los vértices B, C, I y H y
así sucesivamente.
Figura 1. División de la sección transversal en celdas.
El área de las celdas (1, 2, 3 y 4) se calcula
usando la fórmula del área del trapecio, y así el
área de las dos primeras celdas quedaría:

5. 3
Para la celda 5, el área se calcula como un
triangulo (2).
Para calcular el área de la sección transversal del
cauce se utilizan los datos de las distancias y
profundidades de las celdas como se muestra en
el Cuadro 1.
Cuadro 1. Sección transversal del cauce, dividido en
celdas.
Celda
Distancia
origen di
Profundidad
hi
Ancho
Δwi
Si=hi*Δdi
1 d1 h1 Δd1 S1
2 d2 h2 Δd2 S2
3 d3 h3 Δd3 S3
. . . . .
. . . . .
N dn hn Δdn Sn
Por otro lado, en cada una de las celdas
verticales deberemos medir la velocidad, la cual
debe determinarse en varios puntos de cada
vertical.
Para medir la velocidad se utilizan los molinetes,
los cuales pueden ser de copillas que giran sobre
un eje vertical (A) y los de tipo helicoidal que
giran sobre un eje horizontal (B) Figura 2. La
velocidad del agua hace girar a las copillas o la
hélice y el número de revoluciones, en la unidad
de tiempo, es proporcional a la velocidad.
Figura 2. Tipos de molinetes
Por lo general los molinetes vienen calibrados de
fábrica y cada uno trae la ecuación o la gráfica
que relaciona al número de revoluciones por
segundo o minuto, con la velocidad del agua
(Figura 3).
Figura 3. Típica relación lineal entre velocidad de la
corriente y velocidad de giro de los molinetes.
Las mediciones con un aforador pueden hacerse
desde un puente, un carrito suspendido de un
cable aéreo o un bote o bien, vadeando la
corriente si esta es poco profunda y pequeña.
A)
Molinete
de copa
B) Molinete
de hélice

6. 4
El molinete se instala por abajo del espejo del
agua, a un 60% del tirante (medido desde la
superficie) y las revoluciones de la ruedecilla se
cuentan a intervalos de tiempo previamente
establecidos (usualmente un minuto).
Cuanto mayor sea el número de registros
realizados en un mismo punto de aforo, más
confiable será la medición de la velocidad
medida.
Para medir las velocidades del flujo en diferentes
puntos igualmente espaciados sobre el espejo
del agua, se sumerge el molinete a 20%, 60% y
80% del tirante respectivo (Figura 4).
Figura 4. Profundidad de medición de la velocidad con
molinete.
Con el área de cada celda (Cuadro 1) y la
velocidad del flujo medio de la celda se calcula el
gasto por celda y total (Cuadro 2).
Cuadro 2. Caudal por celdas y total determinado por el
método de molinete.
Celda Si=hi*Wi Velocidad Vi
Caudal
Qi=Si*Vi
1 S1 V1 Q1
2 S2 V2 Q2
.
n Sn Vn Qn
5.2 Flotadores
Los flotadores son objetos flotantes, que
adquieren prácticamente la misma velocidad del
agua en contacto con ellos. Se emplean para
medir la velocidad en la trayectoria que
recorren.
Básicamente existen tres tipos de flotadores; (a)
de superficie, (b) de subsuperficie, y (c) de
bastón o varilla (Figura 5).
Figura 5. Flotadores de superficie, de subsuperficie y de
bastón o varilla.
Cualquier objeto que flote con su centro de
gravedad cerca de la superficie libre del agua,
puede usarse como flotador de superficie (Figura
4a). Los flotadores de superficie dan la velocidad
cerca de la superficie libre de la corriente. La
velocidad media en la vertical se obtiene
multiplicando la velocidad en la superficie por un
coeficiente (0.80 a 0.95, siendo el promedio
0.85).
Un flotador de subsuperficie (Figura 5b), consiste
en dos objetos uno que flota sobre la superficie y
que esta unido con un cable a otro sumergido
mayor, de tal peso que mantenga tirante el cable
sin hundir el flotador de la superficie libre del
agua. El flotador de subsuperficie tiene poco

7. 5
valor para aforos de corrientes. Se usa a veces
para determinar la velocidad y dirección de las
corrientes subsuperficiales en lagos, puertos y
otras grandes masas de agua.
Los flotadores de bastón o varilla (Figura 5c), se
construyen con cilindros de palos de madera o
metálicos huecos y contrapesados en un
extremo, de manera que floten
aproximadamente en posición vertical con el
extremo sin contrapeso saliendo ligeramente de
la superficie del agua. Deben acercase lo más
posible al fondo del canal sin que lo toquen en
ningún punto de su trayectoria. Los flotadores de
varilla son más satisfactorios en los canales
artificiales o en las corrientes naturales de
sección regular. Francis dedujo la siguiente
fórmula:
(3)
Donde:
= La velocidad media en la vertical
= La velocidad del flotador de varilla
D = La profundidad del agua.
D’ = La distancia de la parte inferior del
flotador al lecho del canal.
La relación anterior da mayor exactitud con
valores pequeños de D’/D y no debe emplearse
cuando D’ sea mayor de 0.25D.
Antes de efectuar un aforo con flotadores,
deberá elegirse un tramo de canal tan recto y
uniforme como sea posible. En los canales más
pequeños la longitud del tramo deberá ser doble
del ancho de la corriente, con un máximo de 90
m para corrientes anchas.
La velocidad del flotador se obtiene
cronometrando el tiempo que tarda en recorrer
una distancia conocida, marcada previamente
sobre un tramo recto y uniforme a la orillas del
canal y este proceso debe ser repetido en
diversas ocasiones.
El área de la sección puede obtenerse siguiendo
la metodología descrita en el método de aforo
con molinete.
Otro método muy rápido consiste en hacer un
sondeo en el centro del canal, multiplicarlo por
el ancho y por 2/3 (para considerar la sección
parabólica).
En realidad, los canales de tierra suelen
deformarse y toman la forma de una parábola;
sin embargo, el error que puede dar este método
es aproximadamente un 5% respecto a una
sección trapecial.
5.3 Uso de colorantes
Este método se utiliza para determinar el gasto
en tubería u otros conductos cerrados. No es
necesario que el conducto sea de sección
transversal uniforme o regular. Dentro del
conducto, se inyecta una pequeña cantidad de
solución concentrada de un potente colorante
(anilina, permanganato de potasio, fluorescina
etc.), y se determina el tiempo que tarda en
propagar su color hasta un punto de
observación. Finalmente, se mide la longitud de
tramo, esto es, la distancia comprendida entre el

8. 6
punto en que se introduce la materia colorante y
el de observación y se divide entre el tiempo de
recorrido para obtener la velocidad (m/s).
La solución colorante puede introducirse en la
entrada o bien inyectarse a través de una
abertura hecha en la pared del conducto. El
punto de observación debe situarse donde
pueda verse el agua, como por ejemplo, a la
salida o donde pueda abrirse una válvula. Las
observaciones de tiempo (segundos, minutos,
hora), deben hacerse en el instante en que se
introduce el material colorante y en la primera y
última aparición de colorante en el punto de
observación. El promedio de estos intervalos de
tiempo del recorrido es igual a la velocidad
media y el gasto es el producto de esta velocidad
media por el área de la sección transversal del
conducto. Si esta sección no es constante, se
debe determinar el volumen del tramo. Este
volumen dividido por el tiempo del recorrido es
el gasto.
5.4 Aforo por sección y pendiente
La velocidad del agua que se desliza en una
corriente o en un canal abierto, está
determinada por varios factores.
a. El gradiente o la pendiente. Si todos los
demás factores son iguales, la velocidad de
la corriente aumenta cuando la pendiente es
más pronunciada.
b. La rugosidad. El contacto entre el agua y los
márgenes y lecho de la corriente causa una
resistencia (fricción), que depende de la
suavidad o rugosidad del canal. En las
corrientes naturales, la presencia de
vegetación influye en la rugosidad al igual
que cualquier irregularidad que cause
turbulencias.
c. La forma. Los canales pueden tener
idénticas áreas de sección transversal,
pendientes y rugosidad, pero puede haber
diferencias de velocidad de la corriente en
función de su forma. La razón es que el agua,
que está en contacto con los taludes y el
lecho del cauce se mueve a una menor
velocidad a causa de la fricción. Por lo tanto,
un canal con una menor superficie de
contacto con el agua tendrá menor
resistencia a la fricción y una mayor
velocidad relativa. El parámetro utilizado
para medir el efecto de la forma del canal se
denomina radio hidráulico del canal
(relación entre el área de la sección
transversal y el perímetro de mojado)
(Figura 6).
Figura 6. Elementos de una sección transversal.
Todas estas variables que influyen en la
velocidad de la corriente están consideradas en
la fórmula de Manning:
(4)

9. 7
Donde:
R = Radio hidráulico, m.
Pendiente del lecho del cauce (m/m).
n = Coeficiente de rugosidad de Manning
(Anexo 1).
Se dispone de nomogramas basadas en la
fórmula de Manning. Si se conocen tres
variables, es posible encontrar la velocidad del
flujo en el cauce1
(Figura 7).
Figura 7. Nomograma para resolver la fórmula de
Manning (FAO).
De la ecuación de continuidad se tiene que:
(5)
Donde:
1
Ejemplo: Dado R = 0,3 m, n= 0,03, pendiente = 2% o 0,02 m por m,
encontrar la velocidad V. Solución: Únase R = 0,3 y n = 0,03 y proyéctese
la línea de referencia. Únase el punto situado en la línea de referencia con
la pendiente = 0,02. La intersección de la escala de velocidad da V =2,0
m/s. Fuente (Medición sobre el Terreno de la Erosión del Suelo y de la
Escorrentía. (Boletín de Suelos de la FAO - 68).
Q = Gastos de la avenida máxima en m3
/s.
V = velocidad, m/s.
A = área hidráulica, m2
.
Utilizando las ecuaciones (4 y 5) se puede
obtener el escurrimiento en m3
/s de acuerdo con
la siguiente ecuación:
(6)
5.5 Aforo con escuadra para tuberías
Este método es aplicable a descargas de tuberías
a presión y consiste en medir la distancia
horizontal (D), que existe entre la extremidad del
tubo donde descarga el agua y un punto situado
exactamente a 30.5 cm (10 pulgadas) por encima
de la caída del agua, para lo cual se usa una
escuadra de madera o metal (Figura 8).
Figura 8. Método de la escuadra.
La descarga de agua con este método de calcula
utilizando la siguiente expresión:
(7)
Donde:
Q= Caudal en m3
/s.

10. 8
D= Distancia en metros, desde el borde del
tubo hasta un punto situado a 0.305 m por
encima de la caída del agua.
S= Área del diámetro interno de la tubería
en m2
.
En caso de no estar completamente llena la
tubería, se puede tener una idea aproximada del
caudal, multiplicando el resultado obtenido por
la división de h entre y (h/y) para corregir el
caudal, donde, “y” es el diámetro del tubo y “h”
es la altura del agua dentro del tubo (Figura 7).
6. MÉTODOS DE AFORO DIRECTOS
6.1 Método volumétrico
El método consiste en medir el tiempo en que se
llena un recipiente de volumen conocido (Figura
9), y el gasto se determina con la siguiente
expresión:
(8)
Donde:
Q = gasto, l/s.
V = volumen del recipiente, l.
t = tiempo en que se llena el recipiente, s.
Figura 9. Aforo volumétrico
6.2 Aforo en orificios
Los orificios circulares de bordes biselados, son
usados generalmente para la medición del agua
en canales y tuberías, aunque también pueden
emplearse orificios cuadrados y rectangulares.
La descarga de agua a través de orificios y
compuertas, con la sección transversal del flujo
completamente llena, está dada por la ecuación
de continuidad donde el gasto (Q = A V); donde A
es el área de la abertura corregida por la
contracción que sufre el chorro al salir, y V es la
velocidad de salida, expresada en función de la
carga hidráulica y corregida por la fricción, de tal
forma que:
(9)
Donde
A = Área transversal del orificio.
Cc = Coeficiente de contracción (0.614-
0.617).
V = Velocidad de la descarga.
Cv = Coeficiente de velocidad (0.954-0.991).
De acuerdo con el Teorema de Torricelli, la
velocidad de salida a través de un orificio, es
igual a la velocidad adquirida por un cuerpo que
cae libremente desde una altura h por encima
del centro de la abertura, o sea:
Donde:

11. 9
h = Carga que opera sobre el centro del orificio,
en orificios con descarga libre o, la diferencia
de elevación entre las superficies del agua
medida antes y después del orificio, en
orificios sumergidos; como se indica en la
Figura 10.
Figura 10. Medición de la carga en orificios.
Al sustituir el teorema de Torricelli en la formula
básica del gasto, se obtiene la ecuación de
descarga para orificios, como sigue:
Donde C = Cc Cv = Coeficiente de derrame o de
gasto para orificios, el cual típicamente ha
variado de 0.59-0.65 para orificios circulares de
latón con bordes biselados y velocidad de
accesos despreciable.
El coeficiente C depende de la configuración del
orificio, material de construcción y condiciones
de flujo. Tradicionalmente se ha considerado
como de 0.61.
6.3 Medición por compuertas
A menudo el control de gasto en un sistema de
canales, se realiza por medio de compuertas
deslizantes o radiales. Si el canal es rectangular,
se puede calcular el gasto en base en la abertura
de la compuerta “a” y el tirante aguas arriba “d”.
(Figura 11) y el ancho del canal:
Figura 11. Compuerta rectangular.
La sección del orificio que la compuerta deja
abierta es de a, pero el flujo que sale por el
orificio se contrae, adquiriendo un espesor Ca,
que es considerado como el coeficiente de
contracción (C). Si el tirante aguas arriba de la
compuerta es d, se considera que la carga que
actúa sobre el flujo de salida es:
h = d – Ca (14)
Recordando que la sección del orificio es A = ab y
reemplazando en (13) se obtiene:
Para esta fórmula se puede utilizar C = 0.6,
siempre que el tirante d sea mayor que 10 veces
la abertura a.
d
a
Ca
d-Ca
compuerta

12. 10
6.4 Aforo de canales utilizando vertedores
Un vertedor es una estructura de cresta delgada
y ancha para medir el gasto que circula en un
canal.
Vertedores de cresta delgada
Los vertedores de cresta delgada son muescas o
escotadura de forma regular, a través de la cual
puede fluir el agua. Los vertedores utilizados
para la medición del agua en canales y diques
abiertos, son placas de metal, madera, plástico o
fibra de vidrio con una escotadura en la parte
media que funciona como vertedor de demasías
y que al medir su tirante sobre la base del
vertedor se puede obtener el gasto2
.
Los vertedores utilizados para el desagüe de
excedentes en canales, estanques y presas, son
generalmente estructuras permanentes,
construidas de concreto o mampostería.
El borde sobre el cual se vierte el agua se
denomina cresta del vertedor. La lámina de agua
que fluye por encima de la cresta se llama
descarga y la altura de agua que produce la
descarga, es la carga.
El canal de llegada o acceso es el que conduce el
agua al vertedor y la velocidad de agua en ese
canal se denomina velocidad de acercamiento.
2
Para cada tipo de vertedor se debe realizar una
calibración para que a partir del tirante medido sobre el
vertedor se pueda obtener el gasto (l/s).
Vertedores rectangulares
La fórmula básica para estimar el gasto o
descarga que pasa por un vertedor rectangular
(Figura 12) con velocidad de acercamiento
despreciable, está dada por:
Donde:
Q = Gasto descargado por la escotadura en
m3
/s.
L = Longitud efectiva de la cresta, m.
h = Carga por velocidad en m.
c = Coeficiente experimental que engloba a
las constantes numéricas y al coeficiente de
fricción, 1.84 para salidas rectangulares.
Figura 32. Vertedor rectangular.
Las contracciones laterales reducen la longitud
efectiva de la cresta, por lo que el cálculo del
gasto se realiza por medio de una fórmula de
Francis corregida por contracción. La corrección
consiste en reemplazar el ancho L de la cresta
por uno reducido que se le resta el 20% de la

13. 11
carga h, de tal modo que la fórmula se
transforma en:
Vertedores trapezoidal
La descarga de un vertedor trapezoidal es igual a
la suma de los gastos dados por un vertedor
rectangular y dos triangulares.
El calculo de la descarga con vertedor trapezoidal
(Figura 13) también denominado tipo Cipolleti,
es muy parecida a la utilizada en vertedores
rectangulares de cresta angosta, lo cual
constituye una ventaja, ya que no requiere de
corrección por contracciones laterales. La
formula utilizada se presenta a continuación:
Donde L = Longitud de la cresta en m.
Figura 43. Vertodor trapecial cipolleti.
El vertedero Cipolleti no es recomendable para
mediciones de precisión.
Vertedores triangulares
El vertedor triangular o de escotadura en “V”, es
apropiado para la medición de pequeños
caudales, es fácil de construir e instalar y desde
el punto de vista práctico, está bien adaptado
para el aforo de gastos menores a 120 l/s (Figura
14).
Estos vertedores se adaptan bien a cualquier tipo
de sección del canal. Lo importantes es que su
colocación y nivelación, entre las paredes y la
muesca a toda capacidad, no sea menor de la
mitad del ancho del vertedor a ese nivel, para
que el acceso no se estrangule. Además, el
vertedor triangular debe quedar suficientemente
elevado, para que nunca trabaje ahogado.
Figura 54. Vertedor triangular.
El caudal teórico de descarga viene dado por la
expresión:
El valor de (Cd) es función tanto de la carga (h),
como del ángulo ( ).
En la práctica se observa que el coeficiente de
descarga de estos vertedores se aproxima a 0.42
debido a la contracción de la vena líquida y al
rozamiento. Para el vertedor con = 90° (caso
más habitual) la expresión final del caudal será:

14. 12
Donde
Q = gasto, m3
/s.
h = Carga sobre el vertedor en m.
Los gastos en l/s que se pueden obtener para
diferentes cargas en los vertedores triangulares
(90o
) y rectangulares se muestran en el Anexo 2.
Vertedores de cresta ancha
Son estructura de sección canal que se colocan
sobre la corriente o canal para aforar el volumen
de agua que pasa en el tiempo. Sobre la
estructura del canal (garganta) se conecta un
tubo a un limnigrafo para medir la carga o tirante
de agua que pasa por la sección y a partir del
tirante se estima el gasto ya que son estructuras
precalibardas o bien se tendría que estar
midiendo la variación del tirante durante el
evento para estimar el volumen escurrido.
6.5 Canal de aforo Parshall
Los aforadores Parshall son instrumentos
calibrados para la medida del caudal en cauces
abiertos (Figura 15). Se describe técnicamente
como un aforador de profundidad crítica.
Sus principales ventajas son que sólo existe una
pequeña pérdida de carga a través del aforador,
que deja pasar fácilmente sedimentos o
desechos, que no necesita condiciones
especiales de acceso o una poza de
amortiguación y que tampoco necesita
correcciones para una sumersión de hasta un
60%. En consecuencia, es adecuado para la
medición del caudal en canales de riego o en
corrientes naturales de secciones transversales
de poco ancho con una pendiente ligera.
Figura 65. Canal de aforo Parshall.
El medidor consiste en una sección convergente
con el fondo a nivel, una sección de garganta con
el fondo con pendiente descendente y una
sección divergente con el fondo con pendiente
ascendente. Gracias a ello, el agua escurre a
velocidad crítica a través de la garganta.
La sección control del medidor está situada cerca
del final de la sección convergente (Figura 16).
Figura 76. Partes de una estructura aforadora Parshall.
Los aforadores Parshall están calibrados para una
altura piezométrica (ha), medida en un lugar

15. 13
definido de la sección convergente. La altura
piezométrica de aguas abajo (hb) se mide en la
sección de la garganta.
Los aforadores Parshall se construyen de muy
diversos tamaños y se clasifican según sea la
anchura en la sección de garganta.
Para fabricar los canales de aforo Parshall se han
utilizado muy diversos materiales. Se pueden
prefabricar a partir de láminas de metal o
madera o se pueden construir sobre el terreno
con ladrillo, utilizando un armazón de metal
prefabricado para garantizar mediciones exactas.
Una canaleta Parshall requiere una pequeña
pérdida de carga, es autolimpiable y permite una
medición segura, aun cuando esté parcialmente
sumergida. El tamaño de la canaleta está
determinado por el ancho de la garganta.
En el Cuadro 3 se muestran las dimensiones y
capacidades para los medidores Parshall en
varios tamaños de garganta. Tales canaletas
deben ser construidas de acuerdo con las
dimensiones especificadas y las cargas (Ha y Hb),
medidas en los puntos señalados en la Figura 17.
Cuadro 3. Dimensiones y capacidades para aforadores Parshall en varios tamaños de garganta (las letras se refieren a
las dimensiones indicadas en la Figura 15).
Unidades: m = metros
cm = centímetros
m3
/s = metros cúbicos por segundo FUENTE: Open Channel Hydraulics Vente chow, 1959.
Mín. Máx.
m cm m cm m cm m cm m cm m cm m cm m cm m cm cm cm m cm m cm m cm cm cm m3/s m3/s
0.00 7.62 0.30 15.56 0.30 0.64 0.30 15.24 0.00 17.78 0.00 25.88 0.59 0.00 0.00 15.24 0.30 0.00 2.54 5.72 0.30 10.16 0.30 0.00 0.59 15.88 2.54 3.81 0.001 0.05
0.00 15.24 0.59 18.20 0.30 10.95 0.59 0.00 0.30 8.89 0.30 9.21 0.59 0.00 0.30 0.00 0.59 0.00 7.62 11.43 0.30 10.16 0.30 0.00 0.59 29.21 5.08 7.62 0.001 0.10
0.00 22.86 0.59 26.99 0.30 28.26 0.59 25.40 0.30 7.62 0.30 26.99 0.59 15.24 0.30 0.00 0.30 15.24 7.62 11.43 0.30 10.16 0.30 0.00 0.89 16.51 5.08 7.62 0.002 0.23
0.30 0.00 1.18 15.24 0.89 0.00 1.18 12.38 0.59 0.00 0.59 23.50 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.30 20.32 0.30 7.62 1.18 27.31 5.08 7.62 0.003 0.42
0.30 15.24 1.18 22.86 0.89 5.08 1.18 20.00 0.59 15.24 0.89 11.11 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.30 20.32 0.30 7.62 1.48 15.24 5.08 7.62 0.004 0.64
0.59 0.00 1.48 0.00 0.89 7.62 1.18 27.62 0.89 0.00 0.89 29.21 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.30 20.32 0.30 7.62 1.77 2.54 5.08 7.62 0.011 0.86
0.89 0.00 1.48 15.24 0.89 20.32 1.48 12.07 1.18 0.00 1.48 4.76 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.30 20.32 0.30 7.62 2.07 8.89 5.08 7.62 0.016 1.30
1.18 0.00 1.77 0.00 1.18 0.00 1.48 26.99 1.48 0.00 1.77 10.80 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.59 0.00 0.30 15.24 2.37 27.31 5.08 7.62 0.034 1.76
1.48 0.00 1.77 15.24 1.18 10.16 1.77 11.43 1.77 0.00 2.07 16.83 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.59 0.00 0.30 15.24 2.96 3.18 5.08 7.62 0.041 2.21
1.77 0.00 2.07 0.00 1.18 20.32 1.77 26.35 2.07 0.00 2.37 22.86 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.59 0.00 0.30 15.24 3.25 8.89 5.08 7.62 0.067 2.68
2.07 0.00 2.07 15.24 1.48 0.00 2.07 10.80 2.37 0.00 2.66 28.89 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.59 0.00 0.30 15.24 3.55 15.24 5.08 7.62 0.078 3.14
2.37 0.00 2.37 0.00 1.48 10.16 2.07 25.72 2.66 0.00 3.25 4.45 0.89 0.00 0.59 0.00 0.89 0.00 7.62 22.86 0.59 0.00 0.30 15.24 3.84 20.96 5.08 7.62 0.090 3.61
Y Z
Descarga
G K N R M PD2/3A E FW A B C

16. 13
Figura 87. Canaleta de medición Parshall en planta y elevación, mostrando sus dimensiones con letras.
Donde:
W = Tamaño de la garganta.
A = Longitud de la pared lateral de la sección
convergente.
2/3 A = Distancia desde el extremo final de
la cresta al punto de medición.
B = Longitud axial de la sección convergente.
C = Anchura del extremo aguas debajo de la
canaleta a la salida de la sección divergente.
D= Anchura del extremo aguas arriba de la
canaleta a la entrada de la sección
convergente.
E = Profundidad de la canaleta.
F = Longitud de la garganta.
G = Longitud de la sección divergente.
K = Diferencia de elevación entre el extremo
más bajo de la canaleta y la cresta.
M = Longitud del piso de llegada o acceso.
N = Profundidad de la depresión en la
garganta, por debajo de la cresta.
P = Anchura entre los extremos de las
paredes curvadas, a la entrada, en forma de
campana.
R = Radio de curvatura de las paredes
acampanadas.
X = Distancia horizontal al punto de
medición Hb, desde el punto inferior de la
garganta.
Y = Distancia vertical al punto de medición
Hb, desde el punto inferior de la garganta.
Z = Diferencia en elevación entre el nivel
del piso al punto inferior de la garganta.
Las relaciones carga-descarga para canaletas
Parshall de varios tamaños, como fueron
calibradas empíricamente, pueden ser estimadas
utilizando el ancho de la garganta con las
siguientes ecuaciones:
Ancho de garganta:

17. 14
En las ecuaciones anteriores, Q es la descarga
libre en m3
/s, W es el ancho de la garganta en
metros y Ha es la carga superior en metros.
El grado de sumersión reduce la capacidad de
flujo. En este caso, la descarga calculada con las
ecuaciones anteriores debe ser corregida por
una cantidad sustraída.
Los diagramas del Anexo 3 permiten hacer la
corrección por sumersión para varios tamaños
de aforadores Parshall.
La corrección para la canaleta de 0.295 m es
aplicable a las canaletas más grandes,
multiplicando la corrección (para las canaletas
mayores de 0.295 m) por el factor dado en el
Cuadro 4 para el tamaño particular de canaleta
en uso.
Cuadro 4. Factores de corrección por sumersión para
canales Parshall de diferentes tamaños (tomando como
base a las canaletas de 0.295 a 2.95m).
Tamaño de Factor de Tamaño de Factor de
canaleta, W, m Corrección canaleta, W, m Corrección
0.2957 1 1.1828 3.1
0.44355 1.4 1.7742 4.3
0.5914 1.8 2.3656 5.4
0.8871 2.4
7. BIBLIOGRAFÍA
Briones Sánchez Gregorio. 1998. Aforo del
agua en canales y tuberías. Edit.Trillas. 1ª
Edición., México.
García Prats Alberto. 2006. Hidráulica
prácticas de laboratorio. Editorial
Universidad Politécnica de Valencia.
Hudson, M. 1997. Medición sobre el Terreno
de la Erosión del Suelo y de la Escorrentía.
Boletín de Suelos de la FAO - 68
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
(IMTA). 1992. Manual de aforos. 3ª Edición.
Universidad Autónoma Chapingo.
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
(IMTA). 1996. Tratado Elemental de
Hidráulica. 2ª Edición. Universidad Autónoma
Chapingo, México.
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
(IMTA). 2007. Métodos y Sistemas de
Medición de Gasto. Jiutepec, Morelos,
México
INIA. 2007. Revista técnica. Métodos
prácticos para el aforo de pozos de riego.
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http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/hidro_mod1.
htm. Aforo en un Cauce Natural. Consultado
el 20 de noviembre de 2012.
http://www.fao.org/docrep/T0848S/t0848s0
6.htm. Depósitos de documentos de la FAO.
Estimación del escurrimiento. Consultado el
20 de noviembre de 2012.
USDA. 1979. Field Manual for Research in
Agricultural Hydrolgy. Agricultural Handbook
No. 224. Washington, 547 pp.
USDI. 2001. Water Measurement Manual.
United States Departament of the Interior.
Bereau of Reclamation. Reprint.
Ven Te, Chow. 1959. Open Channel
Hydraulics. McGRAW-HILL, BOOK COMPANY,
INC. México.

18. 15
ELABORARON:
Dr. Demetrio S. Fernández Reynoso
Dr. Mario R. Martínez Menes
Ing. Edgar Zamora Cruz
Para comentarios u observaciones al presente
documento contactar a la
Unidad Técnica Especializada (UTE) COUSSA
www.coussa.mx
M. C. Félix Alberto LLerena Villalpando
allerena@correo.chapingo.mx y
f.allerenav@gmail.com
Teléfono: (01) 595 95 2 15 58
Universidad Autónoma Chapingo
Dr. Mario R. Martínez Menes
mmario@colpos.mx
Dr. Demetrio S. Fernández Reynoso
demetrio@colpos.mx
Teléfono: (01) 595 95 5 49 92
Colegio de Postgraduados, Campus
Montecillo, México.

19. 16
ANEXO 1. COEFICIENTES DE MANNING PARA CAUCES NATURALES
Valores del coeficiente de rugosidad (n) de Manning para cauces naturales.
TIPO DE CANAL MÍNIMO MEDIO MÁXIMO
CURSOS MENORES (ANCHO SUPERFICIAL < 30 m)
A) DE LLANURAS O PLANICIES (BAJA PENDIENTE)
LIMPIOS, RECTOS, A CAPACIDAD PLENA SIN VADOS O CHARCAS PROFUNDAS 0.025 0.03 0.033
IDEM, CON MÁS PIEDRAS Y MALEZAS 0.033 0.035 0.04
LIMPIO, CON CURVAS, ALGUNAS POZAS Y BANCOS DE ARENA 0.035 0.04 0.045
IDEM, CON ALGO DE MALEZA Y PIEDRAS 0.04 0.045 0.05
IDEM, A NIVELES BAJOS Y SECCIONES Y PENDIENTES IRREGULARES 0.045 0.048 0.055
IDEM ANTERIOR PERO MÁS PEDREGOSA 0.05 0.05 0.06
TRAMOS DESCUIDADOS CON MALEZA, POZAS PROFUNDAS 0.075 0.07 0.08
TRAMOS CON MUCHA MALEZA, POZAS PROFUNDAS O CAUCES DE CRECIDA CON
ÁRBOLES Y ARBUSTOS 0.10 0.15
B) DE MONTAÑA (ALTA PENDIENTE), SIN VEGETACIÓN EN EL CANAL, RIBERAS
USUALMENTE EMPINADAS, ÁRBOLES Y ARBUSTOS SUMERGIDOS A LO LARGO DE LAS RIBERAS
FONDO: GRAVA, RIPIO Y POCOS BOLONES 0.03 0.04 0.05
FONDO: RIPIO Y GRANDES BOLONES 0.04 0.05 0.07
PLANICIES DE INUNDACIÓN
A) PASTIZALES, SIN MATORRALES
PASTO PEQUEÑO 0.025 0.03 0.035
PASTO ALTO 0.03 0.035 0.05
B) ÁREAS CULTIVADAS
SIN COSECHAS 0.02 0.03 0.04
CULTIVOS CRECIDOS, PLANTACIÓN EN SURCOS 0.025 0.035 0.045
CULTIVOS CRECIDOS, PLANTACIÓN A CAMPO TRAVIESA 0.03 0.04 0.05
C) MATORRALES
MATORRALES DISPERSOS, GRANDES MALEZAS 0.035 0.05 0.07
POCOS MATORRALES Y ÁRBOLES, EN INVIERNO 0.035 0.05 0.06
POCOS MATORRALES Y ÁRBOLES, EN VERANO 0.04 0.06 0.08
MEDIANA A GRAN CANTIDAD DE MATORRALES, EN INVIERNO 0.045 0.07 0.11
MEDIANA A GRAN CANTIDAD DE MATORRALES, EN VERANO 0.07 0.10 0.16
D) ÁRBOLES
SAUCES DENSOS, EN VERANO, RECTOS 0.11 0.15 0.20
TIERRA DESPEJADA CON POSTES O TRONCOS DE ÁRBOLES, SIN BROTES 0.03 0.04 0.05
IDEM, CON GRAN CANTIDAD DE BROTES O RAMAS 0.05 0.06 0.08
TRONCOS O POSTES, POCOS ÁRBOLES CAÍDOS, PEQUEÑOS CULTIVOS, NIVEL DE CRECIDA BAJO LAS RAMAS 0.08 0.1 0.12
IDEM, PERO EL NIVEL DE CRECIDA ALCANZA LAS RAMAS 0.10 0.12 0.16
CURSOS MAYORES (ANCHO SUPERFICIAL >30 M). EL VALOR DE N ES MENOR QUE PARA EL CASO DE
CORRIENTES MENORES SIMILARES, YA QUE LAS RIVERAS OFRECEN MENOS RESISTENCIA EFECTIVA
A) SECCIÓN REGULAR SIN ROCAS O MATORRALES 0.025 0.06
B) SECCIONES IRREGULARES Y RUGOSAS 0.035 0.10

20. 18
ANEXO 2. GASTO PARA DIFERENTES CARGAS EN VERTEDORES TRIANGULARES Y
RECTANGULARES
Vertedor en V Vertedor rectangular
Carga Caudal Carga
Caudal por
metro de
longitud de
cresta
(mm) (l/s) (mm) (l/s)
40 0.4 30 9.50
50 0.7 40 14.60
60 1.2 50 20.40
70 1.8 60 26.70
80 2.5 70 33.60
90 3.3 80 40.90
100 4.4 90 48.90
110 5.5 100 57.00
120 6.9 110 65.60
130 8.4 120 74.70
140 10.2 130 84.00
150 12.0 140 93.70
160 14.1 150 103.80
170 16.4 160 114.00
180 18.9 170 124.50
190 21.7 180 136.00
200 24.7 190 146.00
210 27.9 200 158.50
220 31.3 210 169.50
230 35.1 220 181.50
240 38.9 230 193.50
250 43.1 240 205.50
260 47.6 250 218.50
270 52.3 260 231.00
280 57.3 270 244.00
290 62.5 280 257.50
300 68.0 290 271.00
350 100.0 300 284.00

21. 19
ANEXO 3. DIAGRAMAS PARA CANALES PARSHALL