El canal Parshall es un dispositivo de medición de flujo en canales abiertos, diseñado específicamente para medir el caudal de aguas superficiales y sistemas de riego. Esta estructura es una versión modificada del canal Venturi, optimizada para ofrecer una mayor precisión y facilidad de instalación en diversos entornos hidráulicos.
Nombrado en honor a su creador, el Dr. Ralph L. Parshall del Servicio de Conservación de Suelos de los Estados Unidos, este dispositivo se utiliza ampliamente para medir la tasa de flujo volumétrico en aguas superficiales, descargas industriales, líneas de alcantarillado municipal y flujos de entrada y salida en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Funcionamiento y Diseño
El canal Parshall acelera el flujo del agua mediante la contracción de las paredes laterales paralelas y una caída en el piso en la zona de la garganta. Bajo condiciones de flujo libre, la profundidad del agua en un punto específico aguas arriba de la garganta puede convertirse directamente en una tasa de flujo.
Las principales diferencias entre el canal Venturi y el canal Parshall incluyen:
- La reducción del ángulo de convergencia de la entrada.
- El alargamiento de la sección de la garganta.
- La reducción del ángulo de divergencia de la descarga.
- La introducción de una caída a través de la garganta, lo que permite la transición de flujo subcrítico a supercrítico.
Aplicaciones Comunes
Aunque inicialmente se centró en los canales de riego, la versatilidad del canal Parshall ha permitido su aplicación en una amplia gama de flujos de canales abiertos, tales como:
- Canales y zanjas de riego.
- Surcos de cultivo.
- Aguas superficiales (arroyos, riachuelos y ríos).
- Flujos en tuberías elevadas sobre el nivel del suelo.
- Flujos en tuberías bajo el nivel del suelo (integrados en bóvedas de concreto o pozos de registro).
Materiales de Construcción
Dependiendo de la aplicación y el entorno, los canales Parshall se fabrican en diversos materiales:
| Material | Aplicación Típica |
|---|---|
| Fibra de vidrio | Aguas residuales (debido a su resistencia a la corrosión). |
| Acero inoxidable | Flujos con altas temperaturas o sustancias corrosivas. |
| Acero galvanizado | Derechos de agua y riego. |
| Concreto | Canales de gran tamaño (anchuras de garganta de 3.7 m o más). |
| Aluminio | Aplicaciones portátiles y medición de corrientes. |
| Madera | Mediciones de flujo temporales. |
| Plástico (PVC o Lexan) | Investigaciones de laboratorio y enseñanza. |
Detalles Técnicos y Precisión
El diseño del canal Parshall está estandarizado bajo normas internacionales como ASTM D1941, ISO 9826:1992 y JIS B7553-1993. Existen veintidós tamaños estándar que cubren rangos de flujo desde 0.005 hasta 3,280 pies cúbicos por segundo.
Cuando el nivel del agua aguas abajo es lo suficientemente alto como para que la transición al flujo subcrítico avance hacia la garganta, el dispositivo opera en un régimen de flujo sumergido. En este caso, se debe aplicar una corrección de sumersión al cálculo del caudal.
En condiciones de laboratorio, la precisión puede alcanzar el ±2%, aunque en condiciones de campo, una precisión superior al 5% se considera optimista debido a las variables ambientales.
