Ximena Vargas
xvargas@ing.uchile.cl




* Equipos e instrumentos en el Departamento de Ingeniería Civil – División Recursos Hidricos y Medio Ambiente (3er piso) – Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.

* Simulador Hidrológico en el Laborotario de Fluidos - FCFM
Blanco Encalada 2002 – Santiago


1. Presentación

2. Recursos

2.0 Simulador Hidrológico ARMFIELD S12-MkII

2.1 Lisimetro

2.2 Aforadores escorrentía superficial

2.3 Equipos de calidad de agua

2.4 Equipos de propiedades de suelo

2.5 Nivel de Aguas Subterráneas

2.6 Equipos de Apoyo

3. Disponibilidad




1.  Presentación


El manejo integrado de los recursos hídricos requiere conocer las características físico-químicas del agua, las propiedades del suelo y las condiciones de entrada y de salida en el sistema, que permitan comprender la dinámica que se genera dentro de la unidad evaluada.

La División Recursos Hídricos y Medio Ambiente del Departamento de Ingeniería Civil  cuenta con una amplia gama de instrumentos, que pueden ser utilizados por alumnos de Pre y Postgrado de la Universidad de Chile en investigaciones que se enmarquen en la determinación de la calidad de las aguas, identificación de propiedades del suelo y balance hídrico. Además, en la búsqueda de una enseñanza aplicada, dichos instrumentos son utilizados en diferentes módulos docentes, los que se imparten en diferentes ramos como Hidrología, Hidráulica de Aguas Subterráneas, Procesos de Tratamiento de Agua Potable y Análisis Hidrológico y Evaluación de Recursos Hídricos Avanzados, que permiten comprender la utilidad de cada uno y los pasos a seguir para su adecuado manejo.

Los diferentes instrumentos que aquí se describen han sido adquiridos gracias al financiamiento proporcionado por el proyecto MECESUP UCH 0303 (Mejoramiento e Integración Transversal de la Enseñanza de Pregrado en Ciencias de la Tierra, 2004-2006).

Todos los instrumentos están disponibles en el tercer piso del Departamento de Ingeniería Civil, División Recursos Hídricos y Medio Ambiente, perteneciente a la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.


2. Recursos

2.0 Simulador Hidrológico ARMFIELD S12-MkII


Este equipo permite demostrar algunas relaciones físicas ampliamente estudiadas en hidrología, aguas subterráneas y geomorfología fluvial. Incluye simulación de precipitación, escorrentía superficial y flujo sub-superficial, cuantificada con una alta precisión. Permite medir transporte de sedimentos mediante data-logging. Posibilita el análisis de: hidrogramas, formación de ríos y transporte de sedimentos, pozos de bombeo.

Este equipo se encuentra instalado en el Laboratorio Integrado de Fluidos y Procesos de la FCFM

i. Alcances de Experimentación

  • Determinación de hidrogramas de escorrentía superficial ante configuraciones de diferentes tormentas, áreas de variada permeabilidad, tormentas en movimiento.
  • Flujos de agua subterránea, capacidad de almacenamiento y permeabilidad del suelo.
  • Construcción de curvas de depresión de flujo producido por un pozo de bombeo e interferencias entre pozos.
  • Formación de ríos para diferentes pendientes del suelo.
  • Transporte de sedimentos, movimiento de la cama de arena y erosión.
ii. Características Generales (mas detalles en Manual Técnico/Docente del Instrumento)
  • Estanque de acero inoxidable para almacenar arena.
  • Silencioso tanque de entrada para simular escorrentía superficial.
  • Novedoso estanque de salida que permite realizar mediciones de transporte de sedimentos y caudal de salida.
  • Doble gata para el ajuste de la inclinación
  • Juego de aspersores con ajuste de boquillas y altura.
  • Control y medición de flujos de entrada.
  • Sistema de drenaje a cada extremo del estanque.
  • Manómetro con piezómetros longitudinales y transversales al estanque con arena.
  • Data logger para medición en tiempo real del transporte de sedimento y caudal de salida.
iii. Números Interesantes
  • Estanque de acero inoxidable de área: 2m x 1m
  • 8 Aspersores de boquillas regulables y 20 piezómetros.
  • medidior de Caudal = 0 a 3 l/min y 0 a 5 l/min  (Precisión = 0,2 l/min = 0,0033l/s)
  • medidor Presión = 1 a 4 bar
  • Pesa con data logging, Precisión = 0,001Kg
  • Sistema para medir caudal efluente: Caudal = 0 a 10 l/min (Precisión = 0,1 l/min = 0,00167l/s)

2.1 Lisimetro



Con el fin de poder realizar un balance hidrico de una muestra de suelo se construyó un lisimetro de drenaje (realizado por Mauricio Cartes), el que consiste en una estructura con forma cuadrada de lado 1.0 m en la superficie y altura de 0.9 m. La estructura, de fibra de vidrio, contiene una muestra de suelo y permite el flujo libre del agua de la parte superior a la inferior. El espesor de la capa de suelo a estudiar es de 0.6 m. En el lisimetro se encuntran tres tensiometros a diferentes porfundidades. Ver mas detalle en Módulo Docente "Balance Hidrico".

El lisimetro se encuentra en la terraza del edificio de Geofísica, justo al lado de las estaciones micrometeorologicas del Lab. de Meteorología.



2.2 Aforadores

Para determinar el caudal que atraviesa una zona de escurrimiento se cuenta con aforadores indirectos tipo Parshall y Molinetes que permiten realizar mediciones con gran precisión.

Canaletas Parshall


Variable

Equipo

Marca – Modelo

Unidades

Web de Referencia

Caudal (0,5 a 14 l/s)

Canaleta Parshall 3"

-

1

www.simtech.cl/

Caudal (6 a 76 l/s)

Canaleta Parshall 6"

-

1

www.simtech.cl/

Los molinetes son de tipo taza cónica y operan en un rango de 0 a 7,6 m/s, permitiendo un amplio rango de mediciones.

Molinete Gurley

 

Variable

Equipo

Marca - Modelo

Unidades

Web de Referencia

Caudal [m3/s]

Molinete

GURLEY- 622

2

www.inducien.cl/

 


2.3 Calidad del Agua

Para determinar características físico-químicas del agua, se cuenta con medidores portátiles individuales de oxígeno disuelto y conductividad eléctrica, equipados con sondas de 4m de largo ideales para medir a diferentes profundidades. Además, se cuenta con un pHmetro portátil, que incluye compensación automática por temperatura.

Para determinar la calidad de aguas para diferentes muestras, se cuenta con medidores multiparámetros que permiten medir pH, conductividad, oxígeno disuelto, temperatura y salinidad. Además, para cuantificar el material suspendido en el agua, se cuenta con un medidor de turbiedad.

Variable

Equipo

Marca - Modelo

Unidades

Web de Referencia

Conductividad (10-3 a 200 mS/cm); Salinidad (0 a 70 ppt);

Temperatura (-10 a 90ºC)

Medidor Portátil de EC/mV/Tº con Sondas

YSI - EC300

2

web

Oxígeno disuelto (0 a 200 mg/l); Temperatura (-6 a 46 ºC)

Medidor Portátil de DO/Tº con Sondas

YSI - DO200

3

web


pH (0 a 14)


Medidor Portátil de pH

HI-9321PT

1

web


pH (0-14); mV (±1200mV); Conductividad (0 a 100 mS/cm)
Salinidad (0 a 100 gr/lt);

Temperatura (0 a 100ºC); Oxígeno Disuelto (0 a 20 mg/lt)


Medidor Multiparámetro portátil para medición de pH/mV/EC/salinidad/Tº/DO


2


Turbiedad (0 a 500 UNT)
Turbidímetro Turbidímetro
web

           






 
2.4 Propiedades del Suelo

Para conocer la conductividad hidráulica del suelo se cuenta con un permeámetro de Guelph.
 
 

Variable

Equipo

Marca - Modelo

Unidades

Web de Referencia

Coeficiente de permeabilidad de Suelos

Permeámetro Guelph

SOILMOISTURE – 2800 KI

1

www.eijkelkamp.com

Además, se cuenta con un set de 6 tensiómetros con diferente longitud.



 

Variable

Equipo

Marca – Modelo

Unidades

Web de Referencia

Tensión del agua contenida en el suelo (0-100 centibar)

Tensiómetro

SOILMOISTURE – JET-FILL 2725A

2 (30 cm), 2 (60 cm), 2 (90 cm)

www.eijkelkamp.com

 

 


2.5 Nivel de Aguas Subterráneas

Para el monitoreo de aguas superficiales y subterráneas se cuenta un sensor de nivel de agua y tres pozómetros. 

 

Variable

Equipo

Marca - Modelo

Unidades

Web de Referencia

Nivel Freático y Piezométrico

(hmax=10 m)

Sensor de Nivel de Agua

KSPI - 735

1

www.globalw.com/catalog.html

Nivel Freático (hmax=150 m)

Sonda de Nivel de Agua (Pozómetro)

SOLINST - 102

3

www.solinst.com/Prod/Prod.html

 

 

2.6   Equipos de apoyo

Para conocer las condiciones ambientales y la posición geográfica in situ se cuenta con un higro-termómetro y un GPS.

 

Variable

Equipo

Marca - Modelo

Unidades

Web de Referencia

Humedad relativa (10% a 95%);

 Temperatura

 (20 a 60 ºC)

Higro Termómetro Portátil

EXTECH - 446580

1

web

Ubicación espacial

GPS

GARMIN - ETREX SUMMIT

1

garmin

 

 



3. Disponibilidad

Los diferentes instrumentos están disponibles para ser usados en los módulos elaborados para estos efectos. Para un adecuado uso de cada instrumento, se dispone de los correspondientes manuales de operación y mantenimiento.

 

Los interesados deben contactar a Ximena Vargas (xvargas@ing.uchile.cl).