SEDIMENTOS HIDROLOGICOS

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Jhon Walter Gómez Lora y Victor Hugo Gallo Ramos 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Jhon Walter Gómez Lora y Victor Hugo Gallo Ramos 
CAPITULO 16 SEDIMENTOS 
 
 
El transporte de sedimentos por las corrientes de agua se efectúa en forma muy diversa. 
La composición de los sedimentos (dimensiones, peso específico, etc.) y las 
condiciones de las corrientes (velocidad, profundidad, etc.) hacen que estos puedan 
resbalar, rodar o saltar por el lecho del río, o que sean barridos del fondo y se 
mantengan en suspensión en el agua. Las diferentes formas de arrastre de sedimentos 
se dan por lo general simultáneamente en las corrientes naturales, por la que no existe 
una clara línea de demarcación entre ellas. 
 
El transporte fluvial de sedimentos, se agrupan de acuerdo con tres tipos de transporte: 
de fondo, saltación y suspensión; no siendo posible determinar los porcentajes 
respectivos, por esta razón, se habla de arrastre de fondo y materiales en suspensión. 
El arrastre de fondo incluye a los sedimentos que se desplazan a saltos, rodando o 
resbalando sobre el lecho del río o sus proximidades, en tanto que los materiales en 
suspensión son sedimentos sostenidos por la componente vertical de las corrientes 
turbulentas, y que se mantienen en ese estado durante largos periodos de tiempo. 
 
Los sedimentos en suspensión, mantenidos en esta condición por la turbulencia de la 
corriente del agua, se mueven normalmente a una velocidad más o menos igual a la de 
la corriente, en tanto que los sedimentos de arrastre o de acarreo se desplazan a una 
velocidad inferior, si se la compara con la de la corriente en las inmediaciones del fondo. 
La concentración de los sedimentos en suspensión se mide a partir de muestras de la 
corriente, la concentración así obtenida multiplicada por el volumen de la corriente da 
la medida de los sedimentos en suspensión. En cambio, el flujo de los sedimentos de 
arrastre debe medirse directamente relacionándose funcionalmente el resultado con el 
caudal o con las variaciones hidráulicas. 
 
16.1. Técnicas de medición 
 
16.1.1. Medición de los sedimentos en suspensión 
 
Generalmente se basan en análisis de laboratorio sobre muestras extraídas de la 
corriente, mediante instrumentos especiales. Con la obtención de muestras de las 
corrientes de agua y la medición de los materiales en suspensión se persigue 
determinar la cantidad de sólidos en suspensión que la corriente transporta con el 
tiempo. Ciertas muestras se utilizan también para medir propiedades de los materiales 
transportados en suspensión, como la distribución granulométrica de las partículas, 
peso específico y el contenido de materias orgánicas. La información obtenida es 
importante para la evaluación de los proyectos hidráulicos e hidrológicos. 
 
La cantidad de materiales en suspensión contenida en una muestra de agua se refiere 
al volumen de líquido (mezcla de agua y materiales en suspensión) que para obtener 
la concentración de materiales en suspensión habitualmente es expresada en mg/l o 
g/m3. Multiplicando la concentración de materiales en suspensión por el caudal líquido 
se obtiene el gasto de materiales en suspensión, que generalmente se expresa en kg/s. 
Sumando el gasto en suspensión a lo largo del tiempo se obtiene la carga de materiales 
en suspensión transportada por la corriente de agua a través de la sección de medición, 
que se acostumbra a expresar en toneladas. 
 
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Existen diversos métodos para medir en forma automática y continuada la cantidad de 
materiales en suspensión. Estos métodos se basan en la extracción o separación 
intermitente o continua de un pequeño caudal de la corriente y la medición directa o 
indirecta de la concentración de materiales en suspensión. 
 
a) Equipo de muestreo 
 
Existen más de 65 instrumentos de los cuales hay 6 tipos generales: 
• Tubo vertical ordinario. 
• Tubo vertical instantáneo. 
• Tubo horizontal instantáneo. 
• De botella. 
• De bombeo. 
• Integradores. 
 
b) Requisitos de los aparatos de extracción de muestras: 
 
Entre los requisitos de los aparatos de extracción de muestra tenemos: 
 
• La velocidad de flujo en el orificio debe ser igual a la velocidad de la corriente. 
• Para obtener una muestra sobre la variación de la turbidez, el instrumento no ha de 
llenarse en forma instantánea, sino gradual y continuamente. 
• El instrumento ha de producir una perturbación mínima sobre el flujo en el punto de 
muestreo. 
 
c) Toma de muestras 
 
Se consiguen mediante dos métodos de integración: en profundidad y puntual. El 
primero es el más utilizado en las mediciones corrientes y el segundo se emplea en los 
grandes ríos para definir la distribución vertical de los sedimentos. 
 
El método de integración en profundidad se realiza en todas las corrientes de menos 
de 5 m de calado, bajando hasta el fondo el toma-muestras y volviéndolo a subir hasta 
la superficie a una velocidad constante. La ventaja de este sistema es que con una 
muestra única se consigue una ponderación de la concentración en la vertical. 
 
Mediciones más detalladas requieren la obtención de 5 muestras en cada una de las 
verticales que se toman en la superficie a 0.2, 0.6 y 0.8 de la profundidad en el lecho, o 
en un solo punto a 0.6 de la profundidad. El aforo debe realizarse simultáneamente a 
la medición de los sedimentos. Como regla general, se requiere de 30 a 50 
observaciones por año que integren los niveles mínimos y máximos. 
 
d) Organización de los muestreos 
 
• La elección del lugar de medición depende de las particularidades de la cuenca y las 
necesidades de información básica para un proyecto. En regiones tropicales 
densamente pobladas se deberían medir materiales en suspensión en no menos de 
15 de cada 100 estaciones de aforo. 
 
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• El sitio donde se obtienen muestras de materiales en suspensión en la corriente debe 
estar próximo o coincidir con una estación hidrométrica de caudales, porque los 
datos de caudal son indispensables para determinar la carga de sólidos. 
• La sección de medición o muestreo se debe situar en un tramo recto de la corriente, 
de sección regular y escurrimiento parejo, cumpliendo condiciones análogas a las de 
una sección de aforos con molinete. Las muestras obtenidas en aguas estancadas 
o que escurren a contracorriente no sirven. 
• Para obtener muestras de materiales en suspensión se utilizan las instalaciones de 
aforo (puente o pasarela, cable-teleférico, embarcación). En ríos de escurrimiento 
lento y fondo limoso o arcilloso no se recomienda obtener muestras de materiales en 
suspensión por vadeo. 
• En ríos de profundidades mayores de 5 m y cuando sea requerido la distribución de 
los materiales en suspensión en las verticales de medición se utilizarán toma 
muestras de integración puntual (tipo P-46, P-50, P-61, P-63, turbidisonda Neyrpic o 
equivalente). También son admisibles los tomamuestras horizontales instantáneos o 
de trampa (tipo Collet, Chatoux, BLFG o similar). 
• En los ríos de profundidades menores de 5 m se utilizarán toma muestras de 
integración en profundidad (tipo US DH-48, US D-49, US DH-59 o equivalente). 
Cuando sea requerido conocer la distribución de los materiales en suspensión en las 
verticales se utilizará alguno de los instrumentos citados en el párrafo anterior. 
• En los ríos de cualquier profundidad se podrán utilizar toma muestras superficiales. 
No obstante, las mediciones superficiales solo se pueden evaluar por comparación 
con mediciones profundas. Por esta razón, en una estación en la que se obtiene 
muestras superficiales también se deben efectuar medición por integración puntual 
en varios puntos de las verticales. Para tomar muestras superficiales con botellas 
conviene utilizar una toma muestras como el ilustrado en la siguiente figura. 
 
 
Figura 204. Toma de muestras puntual US P-61 
 
Fuente: Instituto de Hidrología, Meteorologíay Estudios Ambientales [IDEAM] (1999). 
 
 
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Figura 205. Integrador en profundidad de sedimentos en suspensión tipo USD-49 
 
Fuente: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM] (1999). 
 
Figura 206. Muestreador para sedimentos en suspensión USDH-59 
 
Fuente: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales [IDEAM] (1999). 
 
No existe una norma única para establecer la frecuencia de las mediciones y para cada 
estación de muestreo se dictan instrucciones específicas. En el caso general se obtiene 
una muestra todos los días en forma rutinaria y muestras más frecuentes, incluso cada 
hora o media hora durante las crecidas y después de chubascos intensos. 
 
Entre caudales líquidos y gasto de materiales en suspensión no existe una relación 
única y fija, pero puede haber un cierto grado de correlación. Esta correlación llamada 
curva de descarga de sedimentos se puede utilizar para estimar preliminarmente el 
gasto de sedimentos en suspensión de las corrientes de agua y para completar registros 
cuando el número de muestras ha sido insuficiente. Para establecer la curva de 
descarga de sedimentos de una corriente se trata como mínimo de obtener muestras 
correspondientes a toda la gama de caudales en diferentes épocas del año. 
 
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El mayor número de muestreos será de tipo abreviado, utilizando un tomamuestras 
superficial y un número restringido de verticales elegidas conforme a las circunstancias. 
Los procedimientos más corrientes consisten en muestrear a 1/4, 1/2 y 3/4 de la 
anchura de la sección, en el medio de la sección, sobre la vertical más profunda o a 
unos 60 cm de la orilla cuando ninguno de los otros procedimientos es factible. La 
obtención de este tipo de muestras puede ser encomendada a observadores con un 
mínimo de conocimientos técnicos. 
 
Los muestreos abreviados se evalúan a través de muestreos completos menos 
frecuentes efectuados por personal técnico del servicio. En muestreos completos se 
utiliza el equipo citado anteriormente y se mide en numerosas verticales. Los muestreos 
completos deben cubrir toda la gama de caudales en las distintas épocas del año. 
 
Los muestreos completos son más necesarios en los ríos de escurrimiento tranquilo y 
distribución desuniforme de los materiales en suspensión que en los ríos de 
escurrimiento rápido y turbulento, en los cuales los materiales en suspensión tienden a 
distribuirse en forma pareja y el factor de ajuste es semejante a 1. 
 
Para evitar el transporte de un gran número de envases con muestras de agua, sobre 
todo en regiones de difícil acceso, se instalan en determinadas circunstancias 
pequeños laboratorios de campo que sirven para la reducción de muestras. Para el 
mismo fin se puede disponer un equipo portátil. 
 
16.1.2. Operación y anotación de muestreos abreviados 
 
En los muestreos abreviados se utilizarán siempre los mismos verticales de medición, 
en las que se tomarán muestras superficiales llenando el frasco, botella o recipiente en 
las proximidades de la superficie de la corriente. Para facilitar esta operación existen 
toma muestras en forma de canastilla de fierro adecuadas al recipiente que se utiliza, 
cuyo peso evita que el recipiente flote sin llenarse. Habitualmente se tomarán frascos o 
botellas de 0.473 litros. 
 
Al muestrear con botella esta se asegurará con la canastilla toma muestras de manera 
que no pueda perderse durante la operación. Una vez completa la muestra se cuidará 
de no derramar parte de ella cuando ya está parcialmente asentada. Una vez obtenida 
la muestra, el observador debe taparla y a continuación anotar en su "Libreta para 
Observaciones de Nivel" la fecha y la hora de la toma de la muestra, la distancia de la 
vertical muestreada a la base de referencia, el nivel de agua en la mira limnimétrica y 
el número del frasco. 
 
Después de anotar, la botella con la muestra se guarda en el lugar correspondiente de 
la caja de transporte. Con los datos de la libreta del observador, el inspector que recoge 
las muestras completará el formulario "Muestras de Agua". 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabla 140. Formulario de muestra de agua 
Nombre de la cuenca hidrográfica: 
corriente de agua 
estación hidrométrica 
Día: Mes: Año: 
Señalar el tipo de obtención de la muestra: (Superficie o integración en profundidad) 
Día de 
toma de 
muestra 
Hora de 
toma de 
muestra 
Lectura de mira 
al instante de 
sacado la 
muestra 
Distancia 
vertical de 
muestreo 
(m) 
Número de 
muestra o 
número del 
filtro usado 
Volumen 
de muestra 
(ml) 
Trabajo de 
laboratorio 
Observaciones 
referentes a la 
muestra 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
20 
21 
22 
23 
24 
25 
26 
27 
28 
29 
30 
31 
Nota: Este formulario solo consignarán los datos de las muestras tomadas en el mes señalado en el encabezado. 
 
Descripción del formulario de muestra de agua: 
 
• En el encabezamiento se anotan los nombres de la cuenca hidrográfica, la corriente 
de agua, la estación hidrométrica, el mes y el año. Se marcará en el cuadro 
correspondiente si las muestras referidas son obtenidas en la superficie o por 
integración en profundidad. 
• En la columna 1 se anotará el día del mes en que se tomó la muestra. 
• En la columna 2 se anotará la hora de extracción de la muestra. 
• En la columna 3 se anotará la lectura de mira correspondiente al instante en que se 
sacó la muestra. 
• En la columna 4 se anotará la distancia de la vertical de muestreo medida en metros 
a contar del punto fijo de referencia de la estación. La división de la sección en 
verticales corresponde a la mira utilizada en aforos. 
• En la columna 5 se anotará el número de la muestra, que aparece en la botella 
correspondiente. En el caso de filtrar en terreno con filtros previamente pesados en 
el laboratorio, se anotará el número del filtro utilizado. 
• En la columna 6 se anotará el volumen de la muestra en mililitros (ml) cuando esta 
determinación se hace en el terreno. En caso contrario se completará en el 
laboratorio. 
 
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• Las columnas 7, 8, 9 y 10 se completan en el laboratorio. 
• La columna 11 sirve para observaciones referentes a cada muestra. 
• En la parte inferior del formulario quedará constancia del nombre del observador que 
tomó las muestras y del inspector que las recibió. Los demás espacios de la parte 
inferior se completan en el laboratorio. 
• Con el objeto de facilitar el cálculo posterior de los datos, en cada formulario se 
consignarán solamente los datos correspondientes al mes calendario indicado en el 
encabezamiento. Al iniciarse otro mes, se inicia otra hoja. Si en el mes se toman más 
de 31 muestras, se continuará anotando en otra u otras hojas. 
 
16.1.3. Operación y anotación de muestreos completos 
 
En muestreos completos se obtendrán muestras en las verticales habitualmente 
empleadas en los aforos. También es admisible obtener muestras en verticales 
representativas de secciones parciales de igual caudal, que se pueden determinar con 
ayuda de un ábaco de distribución transversal de caudales o directamente a partir de 
un aforo previo. 
 
En muestreos por puntos se medirá como mínimo cerca de la superficie, a mediaprofundidad y cerca del fondo. Cuando con el muestreo se persiga determinar la 
distribución de concentraciones en la vertical, se medirá en no menos de 5 puntos. 
Antes de operar un muestreo completo por integración en profundidad se hará un aforo 
en la misma sección. No obstante, si la sección es estable y la distribución transversal 
de caudales es bien conocida, el aforo no es indispensable. Si la distribución transversal 
de caudales no es conocida, y no es posible efectuar un aforo, se seleccionarán 
verticales uniformemente espaciadas sobre la sección y utilizando el tomamuestras 
siempre con la misma boquilla, se anotará para cada muestra el tiempo total de tránsito. 
Las concentraciones obtenidas en cada vertical se ponderan entonces con la cantidad 
de muestra por segundo para obtener la concentración media. 
 
Antes de operar un muestreo completo por puntos se hará un aforo midiendo 
velocidades en los mismos puntos de medición. Si la distribución de velocidades en la 
vertical no es conocida y no es posible efectuar un aforo, se tomarán muestras 
uniformemente espaciadas en la vertical y se anotará para cada muestra puntual el 
lapso transcurrido entre la apertura y el cierre de la válvula del tomamuestras. Las 
concentraciones puntuales se ponderan entonces con la cantidad de muestra por 
segundo para obtener la concentración media en la vertical. Si también es desconocida 
la distribución transversal de caudales, se elegirán verticales uniformemente 
espaciadas y se procederá en concordancia a lo indicado en el párrafo anterior. 
 
Al muestrear por integración en profundidad, el tomamuestras se introduce en la 
corriente con la boquilla mirando hacia aguas arriba, se baja hasta el fondo y se vuelve 
a subir a velocidad de tránsito constante. No es necesario que la velocidad de subida 
sea igual a la velocidad de bajada. Se cuidará de no detener el tomamuestras en el 
fondo. Durante la operación de muestreo, el recipiente que recibe la muestra debe llenar 
2/3 a 4/5 partes de su capacidad total. Si las muestras fueran del rango indicado, se 
debe descartar y repetir la operación. Se tendrá cuidado de lavar el sedimento que se 
pudiera haber adherido al envase. No obstante, cuando por las razones indicadas no 
sea posible cambiar de boquilla, se admitirán muestras de menor volumen. 
 
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Para calcular el tiempo de llenado de muestras puntuales en función de la velocidad de 
la corriente y el diámetro de la boquilla se utiliza el gráfico de la siguiente figura. 
 
Figura 207. Relación de llenado y velocidad en la boquilla de temperatura tipo 
 
 
Para calcular la velocidad de tránsito para muestras integradas en profundidad en 
función de la profundidad total de la vertical, la velocidad media de la corriente en la 
vertical y el diámetro de la boquilla, se utiliza el ábaco de la siguiente figura. Para 
seleccionar la boquilla se prestará atención a los límites admisibles en función de la 
profundidad que aparecen en este ábaco. 
 
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Figura 208. Abaco para determinar la velocidad de tránsito de tomamuestras integradas en 
profundidad 
 
 
Una vez obtenida la muestra, se tapa la botella y se anotan los datos correspondientes 
en el formulario adecuado para tal fin. Luego se guarda la botella en el lugar 
correspondiente de la caja de transporte. Este formulario se completa durante la 
medición en un ejemplar de la manera siguiente: 
 
• En el encabezamiento se anotan los nombres de la cuenca hidrográfica, corriente de 
agua y estación hidrométrica, la fecha (día, mes y año) y hora inicial y final del 
muestreo, el nivel de agua inicial y final, marcándose además el cuadrito 
correspondiente al tipo de muestreo (integración puntual o en profundidad). 
• Convenientemente se deja una línea de espacio arriba de la primera línea y 2 líneas 
de espacio entre los valores correspondientes a diferentes verticales. 
 
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• En la columna 1 se anotará la distancia de la vertical de muestreo medida en metros 
a contar del punto fijo de referencia de la estación. Se anotará también la distancia 
de las orillas a este punto fijo. 
• En la columna 2 se anotará la profundidad total de la vertical. 
• En la columna 3 se anotará la profundidad del punto de muestreo en la vertical a 
cortar en la superficie. El muestreo por el procedimiento de integración en 
profundidad no se ocupa esta columna. 
• En la columna 4 se anotará la velocidad media con el molinete en el punto de 
muestreo. Al utilizar el procedimiento de integración se anotará la velocidad media 
en la vertical. Si no se ha medido con molinete y se han tomado muestras puntuales 
próxima a la superficie, a media profundidad y próxima al fondo, se anota en esta 
columna el coeficiente 2 para la profundidad media. Si se han cronometrado los 
tiempos de llenado de muestra conforme a los párrafos 3 y 4 se anotan en esta 
columna los tiempos correspondientes. 
• En la columna 5 se anotará el número de la muestra. 
• Las columnas 6, 7, 8, 9 y 10 se completan en el laboratorio. 
• En la parte inferior del anverso del formulario quedará constancia del nombre del 
inspector que desarrolló el muestreo, los otros espacios se completan en el 
laboratorio. 
• Si el anverso del formulario no alcanza para anotar todo el muestreo, se utilizará los 
espacios del reverso. 
• Al pie del reverso de la hoja hay un espacio destinado a observaciones donde se 
anotará cualquier información adicional. 
 
Si en la estación se efectúan muestreos por algún sistema abreviado, se hará a 
continuación del muestreo completo. Este muestreo abreviado se anotará en el mismo 
formulario del muestreo completo, identificándolo adecuadamente. 
 
16.1.4. Procesamiento de campo de las muestras 
 
El procesamiento de campo de las muestras tiene por finalidad reducir el volumen de 
transporte. Este se obtiene por filtración o decantación. Cuando existe la posibilidad de 
instalar un pequeño laboratorio de campo y entrenar adecuadamente al observador, el 
procedimiento de muestreo superficial se puede cambiar al uso de baldes para obtener 
muestras de 5 a 15 litros, con lo que se restringe la posibilidad de obtener valores 
causales. 
 
Cuando no hay posibilidad de instalar un laboratorio de campo, las muestras se toman 
preferentemente en los frascos del tamaño habitual (0.473 L). Para filtrarlas, el inspector 
de aforos puede llevar consigo un equipo portátil como se muestra en la siguiente figura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 209. Filtración en el campo de muestras de menos de un litro 
 
 
Para obtener material de la fracción de arena del sedimento en cantidad suficiente para 
medir su granulometría, el inspector de aforos puede llevar consigo una malla de 0.062 
mm de abertura y hacer pasar por ella una muestra acumulada suficientemente grande. 
Luego la malla se cierra y se remite al laboratorio. Se realiza el siguiente procedimiento: 
 
a) Filtración de muestras de más de 5 litros en los laboratorios de campo 
 
Este es un procedimiento de filtración apto para laboratorios de campo basado en el 
pesaje previo y posterior de las hojas de papel filtro. El equipo y las facilidades 
necesarias pueden revestir diversas formas. Esencialmente se necesita lo siguiente: 
 
• Baldes para obtener las muestras y recipientes para recoger el efluente filtrado. Los 
baldes se numeran y si no vienen graduados por el fabricante se le hacen marcas a 
cada litro de capacidad. 
• Embudos con colador interior, para que no se rompa el papel filtro. 
• Vaso de un litro de capacidad. Sirve para trasvasijar la muestra y aforar los baldes. 
• Filtros de papel pesados y numerados en el laboratorio central. 
• Cajas, elásticos y cordel para empacar y transportar los filtros usados. 
 
Se determina el volumen de la muestra aproximado a 1/2 litrocon las marcas del balde. 
Este volumen se anota en la columna 6 del formulario de muestreo. Luego se coloca el 
filtro en el embudo. La primera parte de la muestra se filtra con ayuda del vaso de un 
litro, comenzando lentamente y mojando las paredes del filtro de preferencia al fondo. 
 
Recién cuando el embudo está lleno hasta la mitad se puede agregar agua 
masivamente. Una vez pasada toda la muestra, se enjuaga el balde de muestreo con 
 
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agua ya filtrada y se vuelve a filtrar. Luego se retira el filtro del embudo y se saca en un 
lugar limpio. Una vez seco los filtros se doblan de manera que el número permanezca 
siempre visible, se aseguran adecuadamente con elásticos para que no se pueda 
perder parte del sedimento y se remiten al laboratorio convenientemente empacado 
junto con el formulario que contiene su identificación. Si durante la operación 
accidentalmente se rompe un filtro, se puede continuar con otro refiltrando el agua que 
ya había pasado. En este caso ambos filtros se remiten juntos y se hace constar el 
hecho en el formulario. 
 
b) Filtración en el campo de muestras de menos de un litro 
 
Este es un procedimiento apto para el campo, caracterizado por el empleo de 
elementos livianos, irrompibles y de fácil transporte. Se necesitan los siguientes 
materiales: 
 
• Embudo Buchner de plástico, desarmable de 55 mm. 
• Tapón perforado para adaptar el embudo al frasco. 
• Probeta graduada para medir el volumen de la muestra. 
• Frasco lavador de polietileno. 
• Papel filtro sin residuo de calcinación de 90 mm de diámetro numerado. 
• Lápiz graso para marcar frascos de plástico o de vidrio. 
• Sobres, cajas, elásticos y cordel para empacar y transportar los filtros usados. 
 
Se marca el nivel de la muestra en la botella para aforar posteriormente con ayuda de 
la probeta graduada. El volumen se anota en la columna 6 del formulario de muestreo. 
Se coloca el papel filtro en el embudo y se adapta este al frasco de polietileno que se 
mantiene apretado con la mano para desplazar la mayor cantidad posible de aire de su 
interior. Luego, se derrama paulatinamente la muestra sobre el filtro dejando que el 
frasco de polietileno se expanda para acelerar la filtración. Los residuos de sedimentos 
adheridos a la botella se remueven con ayuda del chorro del frasco lavador, que se 
puede recargar con agua filtrada. El filtro se retira, se dobla dejando el número a la vista 
y se seca en un lugar limpio. Una vez seco, cada filtro se guarda en un sobre con las 
anotaciones necesarias para identificar la muestra. Los sobres se empacan 
convenientemente y se remiten al laboratorio junto con los formularios correspondientes 
a los muestreos. 
 
16.1.5. Método volumétrico para determinar el contenido de materiales en 
suspensión 
 
El método volumétrico para medir la cantidad de sólidos en suspensión en muestras de 
agua es adecuado solamente para materiales en suspensión de índole mineral en 
muestras de elevada concentración. Se necesita un vaso de decantación Imhoff 
graduado. La muestra se pasa al vaso de decantación en lo posible inmediatamente 
después de su obtención. Al cabo de 1 a 3 horas se hace la lectura del volumen de 
sólidos decantados en las marcas del vaso. En el mismo vaso se mide el volumen de 
la muestra. 
Para convertir los resultados a mg/l se debe determinar la masa de materiales en 
suspensión por unidad de volumen. Con este fin se envía al laboratorio una muestra del 
sedimento. 
 
 
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16.1.6. Medición del arrastre de fondo 
 
Debido a que todo aparato produce una perturbación local de la corriente, no existe 
ninguno recomendable, pues los resultados que se obtienen no son exactos. Para el 
muestreo de arrastre de gravas se utilizan aparatos de tipo canasta, en tanto que para 
sedimentos de arena y grava se emplean los denominados ondulados. Todos los 
aparatos diseñados para recoger y acumular los sedimentos deben calibrarse para 
determinar su eficiencia, siendo esta del orden del 45 % en los aparatos de tipo canasta 
y tanque, y alrededor del 65 % en los tomamuestras basados en diferencia de 
presiones. 
 
El arrastre de fondo se mide con el propósito de calcular la descarga anual de 
sedimentos y habrán de realizarse no menos de 10 veces por año, incluyendo una 
durante un periodo de crecidas. El aforo de caudales se realizará simultáneamente y 
las muestras se obtendrán en cada una de las verticales de la estación de aforos. Si el 
movimiento del arrastre de fondo es muy lento, el tomamuestras se dejará sumergido 
hasta un máximo de 10 minutos. Una vez seca, la muestra se deberá pesar en 
laboratorio, dividiendo el peso por el tiempo de permanencia del instrumento en el fondo 
del río y por la anchura del sistema colector de muestras. 
 
16.2. Observaciones sobre el material del lecho 
 
Las observaciones sobre la sedimentación pueden incluir también el muestreo del 
material del lecho en las distintas verticales de velocidad de la estación de aforo, con el 
objeto de determinar su composición de acuerdo con su tamaño. En ríos poco 
profundos y cuyo fondo esté compuesto de gravas y bloques, las características del 
material pueden estimarse visualmente y expresarse en porcentaje por metro cuadrado 
de superficie del lecho. Dependiendo de las características del material, deberán 
utilizarse los siguientes tipos de instrumentos: 
 
• Para muestreo de materiales de fondo con estructura alterada. 
• Para muestreo de materiales de fondo con estructura no alterada. 
 
El primero es muy útil cuando se trata de gravas y el segundo para el muestreo de 
arenas y gravas finas o materiales limosos. 
 
16.3. Determinación del tamaño y concentración de las partículas 
 
Determinar el tamaño y concentración de las partículas ofrece una serie de problemas. 
Los dos métodos más comunes para determinar la concentración son los de 
evaporación y filtración, siendo el primero el más rápido, pero impone una limitación en 
cuanto a la cantidad de sedimentos que puedan tratarse. 
 
16.3.1. Método de filtración 
 
Para determinar la concentración de los sedimentos en suspensión, se utiliza un 
recipiente (especie de taza) de porcelana de 25 cm3 de capacidad con el fondo 
perforado, y se adapta a un sistema aspirante y de filtración en vacío, utilizándose 
generalmente como agente filtrante el asbesto. 
 
 
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Determinar el tamaño de las partículas es un factor importante en el cálculo de la 
descarga total de sedimentos; además, los análisis sobre la frecuencia y clase de las 
partículas es muy útil para definir las características de los sedimentos, que son 
necesarias para realizar comparaciones entre los materiales recogidos en distintos 
lugares, o en el mismo sitio, pero en diferentes periodos. Entre los métodos utilizados 
tenemos: 
 
• De la pipeta tamiz. 
• De la pipeta y tubo de acumulación visual. 
• Tubo con fondo móvil y método del tubo de acumulación visual. 
 
16.4. Sedimentación en pequeños embalses 
 
Se utilizan diferentes métodos. Un sistema apropiado es el de estudiar las zonas 
próximas del aliviadero y sitios más bajos seleccionados junto con datos de varios 
perfiles transversales preferiblemente paralelos. El método más directo es la obtención 
de mapas de curvas de nivel de la zona de embalse, determinándose el volumen de 
sedimentos por diferencias con respecto a la capacidad original. 
 
En las investigaciones de sedimentos transportados por el agua es necesario 
determinar la cantidad de sólidos en suspensión en la unidad de líquido y algunas 
propiedades físicas de las partículas. Estas determinaciones se hacen a través de 
procesos de laboratorio en el curso de los cuales se pueden presentar errores o 
desviaciones sistemáticas. En lo que sigue algunos aspectos críticos de los procesos 
de laboratorio más corrientes, haciendo referencia a la literatura especializada paramayores detalles. 
 
Las principales dificultades en el análisis de muestras de materiales en suspensión 
derivan de la actividad de la cantidad muy pequeña de sólidos que, en general, 
contienen cada muestra, y del pequeño tamaño de las partículas. La cantidad de sólidos 
por unidad de líquido o concentración de sedimentos en suspensión se expresa 
corrientemente en miligramos por litro de muestra (mg/l). 
 
La práctica demuestra que los errores accidentales o equivocaciones en las 
manipulaciones o cálculos de laboratorio y las deficiencias en el equipo son frecuentes 
por los numerosos pasos envueltos en el proceso de cada muestra, y el analista de los 
datos deberá estar atento a descubrir las desviaciones de esta índole. Los métodos 
basados en la filtración de las muestras tienen, respecto a los métodos de evaporación, 
la ventaja de separar los materiales en suspensión de los materiales en solución, que 
pasan por el filtro. La eficiencia obtenida en el proceso de filtración depende de las 
características del filtro utilizado, de la composición granulométrica del sedimento y de 
la operatoria seguida. 
 
El método de filtración y calcinación tienen la ventaja de eliminar las materias orgánicas 
permitiendo el procesamiento rápido de un gran número de muestras. En este caso los 
sedimentos se separan del líquido filtrando la muestra a través de un papel filtro 
especial que a la calcinación deja una cantidad constante, conocida y muy pequeña de 
cenizas. El papel filtro con el sedimento se calcina en un crisol para eliminar el filtro, el 
peso de cuya ceniza se puede descontar del resultado. Durante el proceso de 
calcinación se producen pérdidas de materia, particularmente si se excede la 
 
451 
 
Jhon Walter Gómez Lora y Victor Hugo Gallo Ramos 
temperatura estándar de calcinación de 600 C. Estas pérdidas comprenden las 
materias de origen orgánico y pueden afectar también a parte o a la totalidad de los 
minerales calizos. El contenido de materia orgánica y de calizas del sedimento se 
determina separadamente para corregir, si resulta necesario, los valores de residuo 
sólido medidos directamente. El método de filtración y calcinación no es aconsejable 
cuando las pérdidas de calcinación debidas a calizas pasan de 20 %. 
 
El método de evaporación encuentra aplicación extendida por la simplicidad del equipo 
y la operatoria. En este caso se permite que la muestra se asiente en la misma botella 
en que llega al laboratorio y se retira por medio de una pipeta o sifón el líquido 
sobrenadante, cuidando de no arrastrar parte del sedimento. La porción inferior del 
líquido que contiene los sólidos se traspasa a una cápsula y se somete a evaporación 
hasta eliminar totalmente el agua. Al seguir este procedimiento se suman 
sistemáticamente a los sedimentos las materias en solución que contenía el agua 
evaporada. 
 
A fin de obviar la demora en la manipulación con cada una de las muestras para 
determinar la concentración de sedimentos en suspensión, y muchas veces también 
para obtener un registro continuo, se han desarrollado instrumentos que miden la 
concentración siguiendo diversos principios. Entre ellos destacan los fotómetros y los 
instrumentos que se basan en la absorción de radiaciones por los sólidos en 
suspensión. Todos estos instrumentos exigen una calibración previa y mediciones de 
control de los sólidos en suspensión en el agua. Como las propiedades físicas de los 
sedimentos varían de una corriente a otra, la calibración es necesaria para cada una 
de las estaciones de medición de sedimentos en suspensión. 
 
16.5. Ejemplo aplicativo 
 
Se presenta los datos de campo, de laboratorio y los cálculos que se precisan para 
determinar el caudal de sólidos en suspensión. 
• El cuadro de cálculo de aforo de sólidos tiene los datos necesarios para calcular las 
concentraciones en gramos/litro (g/l) en cada vertical, figurando los resultados 
obtenidos en laboratorio. 
• El cuadro de medida de caudales sólidos en suspensión contiene los datos y cálculo 
del caudal de sólidos, en g/s, para cada vertical a la que se asigna las velocidades 
medias y las áreas parciales. Los valores totales se dan en gramos/segundos (g/s) y 
toneladas/día (t/d). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
452 
 
Jhon Walter Gómez Lora y Victor Hugo Gallo Ramos 
Tabla 141. Cálculo de aforo de sólidos 
 
Río :......................................................................................................................................................................... 
Localidad:………………………………Fecha:………………………………………….Turbisonda: Duraluminio 1Kg 
 
Número de 
muestra 
Número de 
cápsula 
Número 
de filtro 
Cápsula + 
filtro (g) 
Cápsula + filtro 
y sedimento 6h 
secado 110, g 
Sólidos en 
gramos 
Volumen de 
muestra (l) 
Sólidos 
(g/l) 
2-3 
4-5 
6-7 
9-10 
12-13 
14-15 
18-19 
21-22 
23-24 
25-26 
27-28 
. 
. 
. 
47-48 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
. 
. 
. 
20 
45-46 
47-48 
49-50 
51-52 
53-54 
55-56 
57-58 
59-60 
61-62 
63-64 
65-66 
. 
. 
. 
83-84 
14.7058 
14.8016 
15.8024 
13.573 
14.6836 
13.2250 
16.3577 
14.9798 
15.3811 
14.6731 
15.2155 
. 
. 
. 
14.7415 
14.7616 
14.8341 
15.8371 
13.6082 
14.7164 
13.2604 
16.3894 
15.0135 
15.4153 
14.7108 
15.2491 
. 
. 
. 
14.7973 
0.0558 
0.0325 
0.0347 
0.0352 
0.0328 
0.0354 
0.0317 
0.0377 
0.0346 
0.0377 
0.0336 
. 
. 
. 
0.0558 
793.2 
823.8 
801.6 
864.5 
779.6 
840.0 
801.7 
755.5 
822.6 
901.2 
783.2 
. 
. 
. 
793.2 
0.0703 
0.0395 
0.0433 
0.0407 
0.0421 
0.0421 
0.0395 
0.0446 
0.0421 
0.0418 
0.0429 
. 
. 
. 
0.0703 
 Observaciones: Caja de filtros Nº 21. 
 
Tabla 142. Medida de caudales sólidos en suspensión 
Vertical 
Velocidad 
integrada (m/s) 
Sección 
(m2) 
Caudal 
(m3/s) 
Suspensión 
sólida (g/l) 
Caudal sólido 
(g/s) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
20 
0.500 
0.850 
0.925 
0.886 
0.886 
0.921 
0.781 
0.763 
0.810 
0.735 
0.837 
1.017 
0.943 
0.810 
0.700 
0.600 
0.671 
0.699 
0.608 
0.615 
0.400 
1.000 
1.350 
1.400 
1.500 
1.850 
1.750 
1.650 
1.500 
1.250 
1.450 
1.750 
1.650 
1.525 
1.475 
1.150 
1.100 
1.100 
0.900 
0.700 
0.200 
0.850 
1.249 
1.240 
1.320 
1.700 
1.367 
1.259 
1.215 
0.918 
1.213 
1.779 
1.556 
1.221 
1.033 
0.690 
0.737 
0.768 
0.547 
0.431 
0.0703 
0.0395 
0.0433 
0.0407 
0.0421 
0.0421 
0.0395 
0.0446 
0.0421 
0.0418 
0.0429 
0.0395 
0.0407 
0.0395 
0.0421 
0.0418 
0.0395 
0.0418 
0.0395 
0.0703 
14.0600 
33.575 
54.0817 
50.4680 
55.5720 
71.5700 
53.9965 
56.1514 
51.1515 
38.3724 
52.0377 
70.2705 
63.3292 
48.2295 
43.4893 
28.8420 
29.1115 
32.1024 
21.6065 
30.2642 
Total 21.314 
898.2813 
77.612 t/día 
 
 
 
453 
 
Jhon Walter Gómez Lora y Victor Hugo Gallo Ramos 
Tabla 143. Caudal sólido de la estación Puente Mantacra - Río Mantaro (1969) 
Día 
Caudal medio 
(m3/s) 
Concentración 
espacial media (g/l) 
Caudal medio 
sólido (kg/s) 
Transporte diario 
de sólidos (t/día) 
Enero Diciembre Enero Diciembre Enero Diciembre Enero Diciembre 
1 87 147 0.075 2.71 6.52 398.37 563 34419 
2 97 151 0.11 1.5 10.67 226.58 22 19570 
3 97 181 0.11 1.5 10.67 271.5 922 23457 
4 94 191 0.095 2.11 8.93 212.01 770 18318 
5 91 178 0.09 1.16 8.19 206.48 708 17840 
6 94 165 0.095 1 8.93 165 771 14256 
7 111 157 0.155 0.8 17.2 125.6 1486 9495 
8 141 149 0.25 1.5 35.25 223.5 3046 19310 
9 130 140 0.215 0.5 27.95 70 2415 6048 
10 134 121 0.23 1.5 30.82 181.5 2663 15681 
11 122 106 0.19 0.27 23.18 28.62 2003 2473 
12 113 102 0.16 0.2 18.08 20.4 1562 1762 
13 119 95 0.18 0.2 21.42 19 1850 1642 
14 116 96 0.23 0.2 26.68 19.2 2305 1659 
15 134 94 0.18 0.18 24.12 16.92 2084 1462 
16 141 93 0.25 0.15 35.25 13.95 3046 1205 
17 129 112 0.13 0.2 16.77 22.4 1450 1935 
18 113 125 0.16 0.2 18.0825 1562 2160 
19 105 134 0.135 0.4 14.17 53.6 1225 4631 
20 96 150 0.105 0.5 10.08 75 871 6480 
21 87 184 0.08 0.83 6.96 152.72 602 13195 
22 84 183 0.065 3.31 5.46 605.73 472 52335 
23 94 180 0.095 1.1 8.93 198 772 17107 
24 168 182 0.46 1.5 77.28 273 6677 23587 
25 188 230 0.445 1.5 83.66 345 7228 29808 
26 165 295 0.345 1.5 56.92 442 4918 38188 
27 134 307 0.24 1.5 32.16 460.5 2780 39787 
28 126 301 0.2 1.5 25.6 451.5 2212 39010 
29 120 263 0.18 1.5 21.6 394.5 1866 34084 
30 117 297 0.175 1.5 20.47 445.5 1769 38491 
31 109 421 0.145 0.94 15.8 395.74 1365 34192 
Máxima 188 421 0.46 3.31 83.66 605.73 7228 52335 
Media 118 178 0.18 1.079 23.48 210.93 2028 18180 
Mínima 84 93 0.065 0.15 5.46 13.95 22 1205 
Transporte mensual - Enero 62885 
Transporte mensual - Diciembre 563587 
 
Tabla 144. Estación Puente Mantacra - río Mantaro (1969) 
ID Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 
C max. (g/l) 0.46 0.68 0.66 1.6 0.08 0.04 0.2 0.62 0.6 2 3.31 3.31 
C med. (g/l) 0.18 0.329 0.224 0.296 0.04 0.03 0.095 0.124 0.184 0.284 1.079 0.245 
C min. (g/l) 0.065 0.08 0.07 0.07 0.03 0.02 0.06 0.03 0.1 0.1 0.15 0.02 
Qs max. (kg/s) 83.66 281.5 149.8 630.4 9.28 3.56 21.8 52.7 54 0.146 605.73 605.73 
Qs med. (kg/s) 23.48 75.2 48.63 44.97 3.82 2.42 11 9.11 16.7 27.36 210.93 42.95 
Qs min. (kg/s) 5.46 13.4 10.29 8.4 2.55 1.52 6.08 1.56 7.7 6.5 13.95 1.52 
Ts (T) 62885 181945 130264 202128 10262 6284 29425 23614 44734 70914 563587 1349807 
C: Elementos característicos del transporte sólido; Qs: Caudal del sólido. 
Ts: Transporte de sólidos total anual = 74 900 t/km2. 
Erosión media de roca = 0.029 mm.