Sistema para estudios hidrológicos avanzados con instrumentación conectada a PC Armfield - S12-MkII-50-A

Presentación y uso básico de este equipo (video largo de 12 minutos)

Este aparato demuestra algunos de los procesos físicos más importantes encontrados en la hidrología y la geomorfología fluvial, incluyendo: hidrogramas de precipitaciones de lluvia para cuencas de captación de diferente permeabilidad; extracción de aguas subterráneas por pozos, con y sin recarga superficial aportada por precipitaciones de lluvia; cambios morfológicos de ríos y efectos del transporte de sedimentos.

Pueden obtenerse resultados realistas con este aparato autoportante, que esrque es fácil de ubicar en laboratorio estándar y no requiere ningún servicio especial.

• La cuenca se carga con arena (normalmente de cuarzo molido, tamizado y lavado) en un tanque rectangular de acero inoxidable
• Las condiciones de absorción del terreno se pueden modificar agregando parches impermeables (de vinilo) y/o parches absorbentes (de un material similar al de las Valerinas) simulando mantos de vegetación
• La inclinación se regula con dos gatos mecánicos solidarios, con un solo mando unificado
• El agua se aporta a la cuenca a través de:
  • Una boca de río con regulación y medición de caudal, que incluye un aquietador previo con el que se simula su procedencia de un largo camino previo, lo que permite aprovechar usar todo el largo del tanque para la simulación
  • Ocho aspersores de lluvia, con regulación y medición de caudal. Llaves de zonificación y altura ajustable
  • Dos surgentes con regulación y medicion de caudal, que se pueden activar de manera independiente. Estos puntos también pueden funcionar como sumideros.
  • Dos desagües franceses con regulación y medición de caudal, que se pueden activar de manera independiente
  • Nota: la regulación y medición se lleva a cabo con 2 llaves de paso y 2 rotámetros, por lo que están disponibles hasta 2 aportes de manera simultánea
• El agua sale de la cuenca pasando por un sistema electrónico que registra y envía a una PC:
  • Caudal gravimétrico y volumétrico de agua
  • Caudal gravimétrico de sedimentos transportados
  • Total gravimétrico de sedimentos transportados
• La altura piezométrica se mide a lo largo de 20 puntos dispuestos en una cruz inscripta en los ejes de simetría de la cuenca, con un banco de manómetros ubicado en un lateral del banco
• La configuración es rápida, simple y sumamente flexible, permitiendo simular una amplia variedad de situaciones

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Peso Bruto: 600 kg

Recursos on line

Video en YouTube
Algunas capturas de pantalla en vivo del sistema funcionando bajo Armsoft

• El sistema mide electrónicamente:
  • Presión estática del agua (con un sensor de presión)
  • Peso total del agua y arena recogidas en el tanque de salida (con una celda de carga)
• A partir de las mediciones calcula:
  • Nivel del agua
  • Caudal de agua, por su elevación sobre una placa aforadora
  • Caudal de sedimento, como diferencia entre la velocidad de variación de peso del tanque (que recibe agua y sedimentos) y el caudal de agua (cuya densidad se asume unitaria)
• Se incluye un software con textos de ayuda, generación de gráficos, etc (requiere que el usuario cuente con una PC bajo Windows con, al menos, un puerto USB libre)

• Determinación de hidrogramas de escorrentía en modelos de cuencas de captación, incluyendo múltiples tormentas, tormentas en movimiento, y los efectos del almacenamiento superficial y los conductos de drenaje
• Construcción de curvas de descenso de nivel para uno o dos sistemas de pozo en un lecho arenoso
• Gradientes hidráulicos en el flujo de aguas subterráneas. Investigación del flujo de corrientes modelo en material aluvial.
• Cambios morfológicos de ríos y márgenes, y su desarrollo temporal
• Transporte de sedimentos, movimiento de carga sólida, socavación y erosión

La unidad consta de un tanque de arena, fabricado con acero inoxidable, de 1 x 2 m.

El agua puede entrar en el tanque de arena desde unas boquillas de aspersión ubicadas sobre del tanque (simulando precipitaciones de lluvia), desde un tanque de entrada que simula el flujo de un río, o desde dos desagües franceses enterrados en la arena en cada extremo del tanque.

Generalmente el agua que sale de la cuenca es recogida en un tanque, filtrada para retener los sedimentos sobre un sistema de pesaje, medida y reenviada al depósito general, Sin embargo, en algunas configuraciones se puede hacer salir parte del agua directamente por uno o dos sumideros colocados en la base, uno o dos drenajes franceses o a través de un sifón, cuando se está simulando una extracción.

Los niveles de agua subterránea (superficie freática) se miden a través de veinte puntos de muestreo situados en el tanque de arena, configurados en cruz, y mostrados en un banco de manómetros.

Hay ocho boquillas de aspersión de acero inoxidable montadas sobre un bastidor en puente por encima del tanque de arena. Están ubicadas de tal forma que la distribución es homogénea sobre toda la superficie del tanque. La altura del puente es fácilmente ajustable. Cada boquilla dispone de su propia válvula de paso, lo que permite simular una gran variedad de patrones de precipitaciones de lluvia en movimiento.

El tanque de entrada del río utiliza bolas de vidrio para amortiguar el flujo, y una sección de canal perfilado proporciona condiciones de flujo laminar al tanque de arena.

Las entradas de flujo subterráneo se realizan mediante dos desagües franceses, enterrados en la arena en cada extremo del tanque. Estos desagües franceses cubren todo el ancho del tanque. Cada desagüe puede configurarse como entrada o como salida para crear una gran variedad de gradients lineales y demostraciones hidrológicas.

Se utilizan dos rotámetros (caudalímetros de área variable) uno de 5 l/min y otro de 3 l/min, con sendas válvulas de ajuste integradas para controlar y medir los diferentes caudales que se aportan al tanque.

El uso de acoples rápidos autosellantes permite configurar el sistema de varias maneras diferentes en segundos y sin precisar herramientas.

Las líneas de suministro de agua incorporan reguladores de presión y filtros, disminuyendo drásticamente la necesidad de services y limpiezas.

El tanque de salida está ubicado en un extremo del tanque de arena, y se utiliza para demostraciones de hidrogramas, escorrentía y la formación de ríos.

El nivel de la salida se ajusta agregando o quitando prismas plásticos que se calzan en una ranura, actuando como diques. (Cuando se realizan demostraciones del nivel freático, esta represa escalonada es sustituida por una placa sellante).

El tanque de salida consta de:

• Un desarenador con criba separadora
• Aquietador
• Canal de descarga con aforador en U
• Sensor piezométrico, respaldado por un manómetro inclinado de lectura directa
• Balanza gravimétrica
• Interfase con salida a PC por puerto USB

La instrumentación y sistema de registro de datos se utiliza para medir tanto el flujo de agua como el de sedimento. Este sistema funciona midiendo el peso de la arena y agua recogidas en el tanque de salida, y calculando el caudal de sedimento a partir de la velocidad de cambio de su peso. Se suministra completo con software educativo, textos de ayuda, ploteado de gráficos, etc., y requiere una PC a suministrarse por el usuario.

Con el código S12-MODELS se ofrece un conjunto adicional opcional de perfiles y modelos de gran utilidad para los trabajos de investigación y docencia

• Longitud 2,7 m - Anchura 1,3 mm - Profundidad 1,7 m
• Volumen del embalaje: 7,5m3