8. Cuál es el caudal del río.

Siempre es posible, de una forma u otra, encontrar la velocidad de la corriente de un río. Un poco más complejos son los preparativos necesarios para encontrar la superficie del corte transversal del río y calcular la cantidad de agua que corre por éste. Para averiguar la superficie, del “corte vivo” del río es necesario elaborar el plano de dicho corte.

El levantamiento del corte vivo es el siguiente:

Primer método

En el mismo sitio, donde medimos el ancho del río, clavamos dos jalones en ambas orillas, sobre las márgenes del río. Después con un amigo nos montamos en una lancha y navegamos desde un jalón hasta el otro, siguiendo todo el tiempo una línea recta entre los dos jalones. El amigo debe de ser un buen remero; además, debe ser ayudado por un tercer miembro del equipo de trabajo, quien debe permanecer en la orilla, vigilando que la lancha siga en dirección correcta, y en caso de ser necesario, dar señales al remero, indicándole hacia dónde debe virar.

En el primer viaje por el río solo deberemos contar la cantidad de los golpes dados con los remos, y a partir de éstos, saber cuantos golpes de los remos se requieren para mover la lancha unos 5 ó 10 metros.

Cuando realizamos el segundo recorrido por el río, llevamos un listón adecuado para medir distancias, y cada 5 ó 10 metros (medidos teniendo en cuenta la cantidad de golpes de remo) se hunde el listón en el agua verticalmente hasta el fondo del río, anotando la profundidad del río en este sitio.

En esta forma podemos medir el "corte vivo" del río, siempre que esteno sea muy grande; para un río muy ancho, con mucha agua, se necesitan unos métodos más complejos. Dejaremos este trabajo a los especialistas. Los aficionados eligen si realizan o no el trabajo, de acuerdo con sus sencillos recursos.

Segundo método.

Para un río estrecho y poco profundo no necesitamos una lancha. Entre los jalones se extiende perpendicularmente a la corriente, una cuerda a la que se le hace un nudo cada metro , y bajando con una vara la cuerda hasta el fondo, medimos la profundidad del cauce.

Cuando tomamos todas las medidas, anotamos en un papel cuadriculado el plano del corte transversal.

Figura 42. El "corte vivo" del río

Obtenemos una figura aproximada, como vemos en la Figura 42. Ahora podemos encontrar su superficie, dividiéndola en varios trapecios (de los cuales conocemos sus bases y sus alturas) y dos triángulos en los extremos, también de bases y alturas conocidas. Si, la escala del plano es 1:100, obtenemos el resultado en metros cuadrados.

Ahora tenemos los todos datos para calcular el caudal de agua. Es evidente, que a través del corte vivo corre un volumen de agua cada un segundo, igual al volumen de un prisma, donde la base es el corte transversal, y la altura, la velocidad media de la corriente.

Si, por ejemplo, la velocidad media de la corriente del río es de 0,4 metros /segundo, y digamos que la superficie del corte vivo tiene 3,5 metros cuadrados, entonces constantemente cruzan a través del corte:

3,5 × 0,4 = 1,4 metros cúbicos de agua por segundo ,

ó 1,4 toneladas (1 m ³ de agua potable pesa 1 tonelada = 1.000 kilogramos).

En una hora:

1,4 × 3.600 = 5.040 m ³

en el periodo de veinticuatro horas:

5.040 × 24 = 120.960 m ³

¡Más de cien mil metros cúbicos diariamente!

a profundidad buscadaa profundidad buscadaFigura 43. Central hidroeléctrica de un artel agrícola de Burmakin; genera 80 kilovatios de potencia y suministra energía a siete koljoces.

En tal caso el río con el corte vivo de 3,5 metros ² es un río pequeño: él puede tener, digamos, 3,5 metros de anchura y de 1 metro de profundidad, se puede vadear, pero tiene guardada mucha energía capaz de convertirse en electricidad.

¿Cuánta energía puede generar el agua de un río que corre como el Neva, en un período de veinticuatro horas, si a través de su corte vivo pasan 3.300 metros ³ de agua?

Este valor corresponde al “flujo medio” de agua del río Neva de San Petersburgo. “El flujo medio” de agua del río Dnepro de Kiev es de 700 metros ³ .

Los jóvenes prospectores y los futuros constructores de centrales hidroeléctricas necesitan conocer la presión del agua sobre las orillas del río, para saber que caída de agua deberá tener la presa (Figura 43).

Por eso colocan dos estacas con una separación de 5 á 10 metros entre sí, en una de las márgenes del río, habitualmente sobre una línea perpendicular a la corriente del río. Luego se colocan sobre esta línea, pequeños piquetes en los sitios de fractura del litoral (Figura 44).

Con ayuda de una regla se mide la parte saliente de un piquete sobre otro y la distancia entre ellos.

Figura 44. La medición del corte vertical de las orillas

Con los datos obtenidos se elabora el plano del perfil del litoral análogo al dibujo del perfil de cauce.

Por el perfil del litoral podemos calcular la presión.

Supongamos que la presa sube el nivel de agua hasta 2,5 metros. En este caso podemos calcular la potencia que puede generar la central hidroeléctrica.

Para esto los ingenieros electricistas nos recomiendan multiplicar 1,4 (“caudal” del río, en metros cúbicos por segundo) por 2,5 (altura del nivel del agua) y por 6 (coeficiente de pérdida de energía en las máquinas). Tenemos el resultado en kilovatios. Entonces,

1,4 × 2,5 × 6 = 21 kilovatios.

Como los niveles del río cambian a lo largo del año, el caudal también varía, por esta razón, para realizar el cálculo tenemos que conocer el valor típico del caudal de agua anual.