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Introducción a la hidráulica e hidrología con aplicaciones para la administración del agua pluvial
3.4 M E D I C I Ó N D E L A PRESIÓN Con los años se han desarrollado diferentes dispositivos para medir la presión hidrostática. Éstos van desde dispositivos simples, como el piezómetro y el manómetro, hasta los más complejos, como el manómetro de Bourdon y el medidor de deformación eléctrico. Algunos de ellos se describen a continuación.
PIEZÓMETRO Como se muestra en la figura 3-12, un piezómetro es un tubo simple conectado a un cuerpo de agua con su otro extremo abierto hacia la atmósfera. El agua entra al piezómetro y sube hasta que alcanza una altura proporcional a la presión. (Un piezómetro no mide la presión directamente en lb/pulg2, sino que mide una cantidad relacionada llamada carga de presión, un término que se define en el capítulo 4). Como se muestra en la figura 3-13, en un sistema hidráulico estático, un piezómetro colocado en el punto B muestra un nivel igual al nivel del estanque en el punto A. En un sistema dinámico, un piezómetro colocado en el punto B con agua en movimiento, muestra un nivel menor que el nivel del estanque en el punto A. Esta caída de presión debida al movimiento de agua y la aplicación de los piezómetros para la medición de la presión, se abordarán en el capítulo 4. Para construir un piezómetro de forma correcta, su longitud debe ser suficiente para adaptarse al incremento anticipado de agua sin derramarse. Además, el diámetro debe ser suficientemente grande para evitar la distorsión debida a la adhesión en las paredes del tubo. Por lo regular, un diámetro de 0.5 pulgadas (12 mm) es suficiente. Además, si el piezómetro medirá agua que se mueve por una tubería, la interfaz entre el tubo del piezómetro y la pared de la tubería se ajustará cuidadosamente para evitar imponer cualquier efecto en la corriente de agua. Por lo general, esto significa colocar el tubo de manera perpendicular a la tubería y hacer que la interfaz quede al ras.
MANÓMETRO Cuando la presión del agua que se va a medir es relativamente alta, un piezómetro podría ser inadecuado, por lo que será preciso usar un manómetro. Una presión alta requeriría un tubo de piezómetro largo; sin embargo, un manómetro resuelve este problema mediante el uso de un líquido pesado, como el mercurio. Como se muestra en la figura 3-14, la presión del agua en una tubería empuja el agua hacia arriba del tubo AB, lo que fuerza el mercurio hacia arriba del tubo PIEZÓMETRO UTILIZADO PARA MEDIR LA PRESIÓN DEL AGUA EN UNA TUBERÍA. TANTO EN a) COMO EN b), SI LAS PRESIONES SON IGUALES, LOS NIVELES DE AGUA EN LOS PIEZÓMETROS SON IGUALES.
Piezómetro
Piezómetro Altura del agua
a)
Tubo
b)
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FIGURA 3-12