Modelo 4500
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1. Ge OKON El L der Mundial en Tecnolog a de Cuerda Vibrante 48 Spencer Street Lebanon NH 03766 USA Tel 603 448 1562 Fax 603 448 3216 E mail geokonOgeokon com http www geokon com Manual de Instrucciones Serie Modelo 4500 Piez metro de Cuerda Vibrante ce E No se puede reproducir ninguna parte de este manual de instrucciones por ning n medio sin el consentimiento por escrito de Geokon Inc Se cree que la informaci n aqu contenida es exacta y confiable Sin embargo Geokon Inc no asume ninguna responsabilidad por errores omisiones o interpretaci n equivocada Esta informaci n est sujeta a cambios sin notificaci n Copyright O 1983 1996 2002 2004 2005 2007 2007 2008 2009 por Geokon Inc Doc Rev V 7 13 Declaraci n de Garant a Geokon Inc garantiza que sus productos est n libres de defectos en cuanto a materiales y mano de obra bajo uso normal y operaci n por un periodo de 13 meses a partir de la fecha de compra En caso que la unidad no funcionara correctamente debe regresarse a la f brica para evaluaci n con flete pre pagado Despu s que Geokon la haya examinado si se encuentra que la unidad est defectuosa ser reparada o reemplazada sin cargo alguno Sin embargo la GARANTIA es NULA si la unidad muestra evidencia de haber sido manipulada o muestra evidencia de que se da como resultado de excesiva corrosi n o corriente calor humedad o vibraci n especificaci n ina2. Tabla B2 Temp LnR3 Temp Temp LnR3 Temp os Calculada om Calculada Tabla B2 Temperatura Alta Temperatura y Resistencia del Termistor 23 APENDICE C NOTAS RESPECTO AL MODELO 4500C Instalaci n La construcci n de este transductor de cuerda vibrante estilizado requiere que las partes internas sean miniaturas y en consecuencia son algo delicadas A pesar de cada precauci n es posible que el cero cambie durante el embarque debido a un manejo brusco Sin embargo las pruebas han demostrado que el cero puede cambiar pero los factores de calibraci n no cambian Por lo tanto es doblemente importante que se tome la lectura inicial de no cero carga antes de la instalaci n Y tambi n es importante manejar el transductor delicadamente durante el procedimiento de instalaci n Si las presiones que se van a medir son menores a 5 psi la piedra del filtro en la cubierta del filtro debe estar saturada Sin embargo la piedra del filtro y la cubierta no son desmontables en el 4500C Cualquier intento de retirar la piedra del filtro o la cubierta destruir el transductor Para saturar el filtro se requiere una bomba de vac o manual y un tramo ESEUmE corto de tubo Fije el tubo al transductor como se muestra en la figura Llene el AH Tubing 5 tubo con 2 5 cm de agua aproximadamente Sostenga el transductor para que el agua descanse T Water en el filtro Fije el otro extremo del tubo a a la bomba de vac o manual
3. ooocccccnccnconcnnconccncnnconnnncnnnnncnnnnnnnnnnncnnanannns FIGURA 2 4 INSTALACIONES TIPICAS EN PRESAS cooooccocccoconccnnnconnnoncnnnnonnnnoncnoncnnnnnnninnninnn FIGURA2 5 INSTALACION TIPICA EN SUELOS BLANDOS oocccocccccccnconnconccnnnnnnncnnninnnonaninncnnnns FIGURA 2 6 INSTALACION TIPICA DE PIEZOMETROS MULTIPLES FIGURA 2 7 ESQUEMA RECOMENDADO PARA PROTECCION CONTRA RAYOS ECUACION 4 1 CALCULO DE D GITOS 0oococcccccncccnnonnnonononcnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn ECUACION 4 2 CONVERSION DE DIGITOS A PRESION oooocccocccnconcccnnconnconconononnncnnncnnccnnccnns TABLA 4 1 FACTORES DE MULTIPLICACION DE UNIDADES DE INGENIERIA ECUACION 4 3 CORRECCION DE LA TEMPERATURA oooccccccocccncccnconncononnnnnonnnnnncnnnannnccnninns ECUACION 4 4 CORRECCION BAROMETRICA occoccocccnccnnconnconcnnnnnnnnnnnnonononnnnnnnnnnonnneninnanacans ECUACION 4 5 CALCULO DE LA PRESION CORREGIDA 00occcocccoconccnnnconnconcnnononnncnnncnnccnancns TABLA A 1 ESPECIFICACIONES DEL PIEZOMETRO DE CUERDA VIBRANTE TABLA B 1 TEMPERATURA EST NDAR DE LA RESISTENCIA DEL TERMISTOR VERSUS TEMPERATURA coil da o E A TABLA B 2 ALTA TEMPERATURA TEMPERATURA VS RESISTENCIA DEL TERMISTOR O N 1 TEORIA DEL FUNCIONAMIENTO La funci n principal de los Piez metros de Cuerda Vibrante Geokon Modelo 4500 es la medici n a largo plazo d
4. que se mantendr fuera del agua La Ecuaci n para la correcci n barom trica es la siguiente Correcci n Barom trica Bar metro Actual Bar metro Inicial x Factor de Conversi n Pg S So X F Ecuaci n 4 4 Correcci n Barom trica Puesto que la presi n barom trica se registra usualmente en pulgadas de mercurio es necesario un Factor de Conversi n para convertir a PSI El factor de conversi n para pulgadas de mercurio a PSI es 491 La Tabla 4 1 enlista otros Factores de Conversi n comunes La correcci n calculada usualmente se resta de la Presi n calculada usando la Ecuaci n 4 2 Si se fueran a convertir las unidades de ingenier a recuerde aplicar la misma conversi n a la correcci n barom trica calculada Se le debe advertir al usuario que este esquema de correcci n asume condiciones ideales En realidad las condiciones no siempre son ideales Por ejemplo si se sella el pozo los efectos barom tricos al nivel del piez metro pueden ser m nimos o atenuados al respecto de los cambios reales en la superficie Por consiguiente pueden resultar errores cuando se aplique una correcci n que no se requiere Recomendamos en estos casos registrar independientemente los cambios en la presi n barom trica y correlacionar estos con los cambios de la presi n observados para llegar a un factor de correcci n Una alternativa para efectuar la correcci n barom trica es usar piez metros que est n venteados a la atm sf
5. til de lectura y hardware de almacenamiento de datos est n disponibles Ver la Figura 2 6 Contacte Geokon para obtener informaci n sobre una aplicaci n espec fica 2 9 Protecci n Contra Rayos En lugares expuestos es vital que el piez metro est protegido contra descargas de rayos Un supresor de sobretensi n tripolar de plasma Figura 1 1 est construido en el cuerpo del piez metro y protege contra picos de voltaje a trav s de los conductores de entrada A continuaci n se mencionan las medidas adicionales disponibles de protecci n contra rayos 1 Si la lectura de los instrumentos se va a hacer manualmente con un lector port til sin caja terminal una manera simple de ayudar a proteger contra da os ocasionados por rayos es conectar los conductores del cable a tierra cuando no est n en uso Esto ayudar a desviar a tierra las corrientes moment neas inducidas en el cable con lo cual se protege el instrumento Las cajas de cables disponibles en Geokon se pueden ordenar con una protecci n integrada contra rayos Hay dos niveles de protecci n 13 e El tablero de cables usado para hacer las conexiones del medidor cuenta con la facilidad para la instalaci n de supresores de sobretensi n de plasma similares al dispositivo dentro del piez metro e Se pueden incorporar Tableros de Supresores de Rayos LAB 3 en la caja de cables Estas unidades utilizan supresores de sobretensiones y diodos transil transzorb como prot
6. CONEXI N n 2 9 PROTECCION CONTRA RAYOS aaa ae e r a Eaa aa E auaa eTa 3 TOMA DE LECTURAS vinr iya rl S EA EE pei UNES e VENER 3 1 OPERACI N DE LA CONSOLA DE LECTURA GK 401 sessssseresirsrerrerrerrerrrrrererrerrerrerrer 3 2 OPERACION DE LA CAJA CONSOLA DE LECTURA GK 403 3 3 OPERACI N DE LA LECTORA MANUAL GK 404 ooooocccoocccoocccooonccooncononncooonncononnconnnonnnnos 3 4 MEDICION DE TEMPERATURAS oocoocccnconoconccnnnonnnonnnoncnnononnnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnninnnin 4 REDUCCION DE DATOS o rrencia eie tt gi aaa iris 4 1 CALCULO DE LA PRESION c 0ococccccccconnnnnoncnnnncnnnnnnnonnnnnrnnnncnnnnnnarncnnenannnnnnnnenenennnnnnnnnnnonnnnnnnnn 4 2 CORRECCION DE LA TEMPERATURA c 00coocccccccnccnnnncnnnnnncnnnnnnnornnncnnnnnnnnnnnnnnnnnonnnannnnnnnons 4 3 CORRECCION BAROMETRICA REQUERIDA SOLO EN TRANSDUCTORES NO VENTEADO Sicilias a iaa 4 3 1 Piez metros venteados nro nn nn nn rn rra nn nn nn nn rra nnnnrnnnnnnnnananes 4 4 FACTORES AMBIENTALES 00oococcccccoconcnnnnnnnncnnnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnrnnnnnnnnrnnnencnnnnannnnnnes 5 RESOLUCI N DE PROBLEMAS oooccoccconconcconcccncnonnonnnonnnnnnnornnonnnnnnnnnnendnnnnnnnennnnencncnnnns APENDICE A ESPECIFICACIONES ooooocccccccocococonoconnconnnoncnnnnnnnnnnncnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnncnnninnan APENDICE B DERIVACION DE LA TEMPERATURA DEL TERMIST
7. Si la lectura de la temperatura es importante se debe apagar el sensor de temperatura mientras se toma la lectura
8. de lecturas de medici n a unidades de ingenier a como la presi n o nivel Ver la Secci n 4 2 INSTALACION Para Instrucciones de Instalaci n R pida ver el Ap ndice E 2 1 Pruebas Preliminares Cuando reciba el piez metro se debe verificar que la lectura est en cero y anotada ver las Secciones 3 1 a la 3 3 para instrucciones de lectura de salida Dentro del cuerpo del piez metro se incluye un termistor Figura 1 1 para la medici n de la temperatura ver la Secci n 3 4 para instrucciones Se incluyen los datos de calibraci n que se proporcionan con cada medidor y una lectura cero a una temperatura y presi n atmosf rica espec fica Las lecturas cero en el sitio deben coincidir con las lecturas de f brica contenidos en los 20 d gitos despu s de efectuar las correcciones atmosf ricas y de temperatura La elevaci n de f brica es 580 pies Antes del 21 de marzo de 1995 las lecturas de la presi n atmosf rica de la f brica se corrigieron para estar al nivel del mar las lecturas despu s de esta fecha representan la presi n absoluta la presi n atmosf rica cambia con respecto a la elevaci n a una tasa de 1 2 psi por 1 000 pies Ver la Figura 2 1 hoja de muestra de calibraciones GEOKON Calibraci n del Transductor de Presi n de Cuerda Vibrante Modelo N mero 4500S 100 Rango de Presi n 100 psi N mero de Serie 48056 N mero de Fabr 8 3275 Cliente
9. esto podr a presentar una posible fisura para que posteriormente se presente una fuga 2 3 Instalaci n en Barrenos Los piez metros Geokon se pueden instalar en barrenos ya sea en forma simple o m ltiple por barreno con tubo de ademe sin l ver la Figura 2 3 Se debe prestar atenci n especial a las t cnicas de sellado en los barrenos si se va a monitorear las presiones de poro en una zona particular Los barrenos se deben perforar sin lodo o con un material que se degrade r pidamente con el tiempo como Revert El barreno se debe extender desde 6 pulgadas 15 24 cm hasta 12 pulgadas 30 48 cm debajo del lugar propuesto para el piez metro y se debe limpiar de los residuos de la perforaci n Despu s se debe rellenar el fondo del barreno con arena fina y limpia hasta que cubra 6 pulgadas 15 cm debajo de la punta del piez metro El piez metro entonces se puede bajar como se entreg a su posici n De preferencia el piez metro puede estar encapsulado en una bolsa de tela de lona que contenga arena limpia saturada y entonces se podr bajar a su posici n Mientras que se sostiene el instrumento en posici n una marca en el cable sirve de ayuda se debe colocar arena limpia alrededor del piez metro hasta que cubra 6 pulgadas 15cm encima de l La Figura 2 3 detalla dos m todos de aislar la zona que se va a monitorear Instalaci n A Inmediatamente arriba de la zona de registro se debe sellar el barreno con capas alte
10. n con los est ndares del Inst de Est ndares y Tec NIST en cumplimiento con ANSI 2540 1 Hoja de Calibraci n del Transductor de Presi n de Cuerda Vibrante 26 APENDICE E INSTRUCCIONES RAPIDAS PARA INSTALAR UN PIEZOMETRO DE CUERDA VIBRANTE e Tome una lectura en cero presi n atmosf rica Aseg rese que la temperatura no haya cambiado previamente por 15 minutos O hasta que la lectura del piez metro se haya estabilizado Verifique que esta lectura cero sea compatible con el cero en la hoja de calibraci n e Registre la presi n barom trica y la temperatura al momento en que se tome la lectura cero e Mida cuidadosamente el largo del cable y haga una marca en l que estar situada opuesta a la parte superior del barreno pozo o tubo de alimentaci n cuando el piez metro ha alcanzado la profundidad deseada El diafragma del piez metro est situado Y de pulgada arriba de la punta del piez metro e Sature el filtro del piez metro Secci n 2 6 e Siga las instrucciones de la Secci n 2 2 para instalaci n en tubos de alimentaci n o pozos o la Secci n 2 3 para barrenos 27 APENDICE F Piez metro Modelo 4500AR El piez metro Modelo 4500 AR est dise ado para usarse con sistemas de consolas de lectura que puedan leer la frecuencia pero no tienen la capacidad de excitar el medidor de cuerda vibrante Este sensor tiene electr nica integrada que provoca que la cuerda del medidor vibre de una form
11. 10 mm 19 05 mm 25 40 mm 19 05 mm 17 45 mm 11 10 mm 33 3mm 38 10 mm 133 mm 133 mm 254 mm 133 mm 165 mm 187 mm 165 mm Tabla A 1 Especificaciones del Piez metro de Cuerda Vibrante Exactitud del aparato de prueba Geokon 0 1 Contacte a Geokon para informaci n sobre una aplicaci n espec fica Notas 1 Exactitud del aparato de prueba 0 5 Otros rangos disponibles a solicitud 3 Linealidad de 0 1 FS disponible a solicitud Derivado usando un polinomio de 2do orden 21 APENDICE B DERIVACION DE TEMPERATURA DEL TERMISTOR A TEMPERATURA ESTANDAR Tipo de Termistor YSI 44005 Dale 1C3001 B3 Alpha 413A3001 B3 Ecuaci n B1 Resistencia a la Temperatura 1 T 2732 A B LnR C LnR y Donde T Temperatura en C LnR Log Natural de la Resistencia del Termistor A 1 4051 x 103 coeficientes calculados sobre la separaci n de 50 a 150 C B 2 369 x 104 C 1 019 x 107 Ohms Temp Ohms Temp Ohms Temp Ohms Temp Ohms Tabla B 1 TEMPERATURA ESTANDAR de la Resistencia del Termistor vs Temperatura 22 Linealizaci n del Termistor de Alta Temperatura usando la Ecuaci n SteinHart Hart Log Tipo de Termistor Termom trico BR55KA822J 1 Ecuaci n B sica B2 T 273 2 A B LnR C LnR Donde T Temperatura en C LnR Log Natural Log de la Resistencia del Termistor A 1 02569 x 103 B 2 478265 x 10 C 1 289498 x 1077 Nota Coeficientes calculados sobre lapso de 30 a 260 C
12. Mientras gt A Filter Housing sostiene el transductor para que el agua descanse en el filtro y no entre en la bomba apriete la bomba para iniciar el vac o en el tubo Esto sacar el aire del filtro y en el espacio detr s de l El Transducer agua lo reemplazar Un vac o de 20 25 Hg 50 65 cm Hg es suficiente para una evacuaci n apropiada Una bomba manual que se ha usado con xito es la mityvacll6 de Neward Enterprises Inc de Cucamonga CA g Transducer Cable EUA Las bomba manuales y los tubos est n disponibles en la f brica Reducci n de Datos La reducci n de datos sigue los mismos procedimientos que los que se describieron en la Secci n 4 de este manual Use la Tabla 4 1 para convertir psi a otras unidades de ingenier a 24 APENDICE D NO LINEALIDAD Y EL USO DE UN POLINOMIO DE SEGUNDO GRADO PARA MEJORAR LA EXACTITUD DE LA PRESION CALCULADA La mayor a de los transductores de cuerda vibrante son lo suficientemente lineales 0 2 FS que usan los factores lineales de calibraci n satisfacen los requerimientos normales Sin embargo se debe hacer notar que la exactitud de los datos de calibraci n que son dictados por la exactitud del aparato de calibraci n es siempre 0 1 FS Este nivel de exactitud se puede recapturar a n cuando el transductor es no lineal mediante el uso de una expresi n polin mica de segundo orden que da un mejor ajuste a los datos que
13. OR A LA TEMPERATURA EST NDAR ceraidibcrcirnr atrae APENDICE C NOTAS CON RESPECTO AL MODELO 4500 C a a ar APENDICE D NO LINEALIDAD Y EL USO DE POLINOMIO DE SEGUNDO GRADO PARA MEJORAR LA EXACTITUD DE LA PRESION CALCULADA NOTA SI SE USA LA ECUACION POLINOMICA ES IMPORTANTE QUE LOS VALORES DE C EN LA ECUACION POLINOMICA SE TOMEN EN EL CAMPO SIGUIENDO LOS PROCEDIMIENTOS DESCRITOS EN LA SECCI N 2 1 1 EL VALOR DE CAMPO DE C SE CALCULA INSERTANDO LA LECTURA CERO INICIAL EN LA ECUACION POLINOMICA CON LA PRESION P AJUSTADA A CERO APENDICE E INSTRUCCIONES RAPIDAS PARA INSTALAR UN PIEZOMETRO DE CUERDA VIBRANTE oca eds APENDICE F PIEZOMETRO MODELO 4500AR ooooccocccccccocccncccn conc co nononnno nono nnnnononnncnaninnncnnns N cO O OO O RON LISTA DE FIGURAS TABLAS Y ECUACIONES FIGURA 1 1 PIEZOMETRO DE CUERDA VIBRANTE 0coccocccocccncccoconncnncnnnnnnnnnoncnnonennninaninnncnns FIGURA 2 1 HOJA DE EJEMPLO DE CALIBRACI N oooccocccccccnccnnconncnnnonnnonnnnnnnnnnnonnnnnnnnnnicnncns FIGURA 2 2 INSTALACIONES DE MONITOREO DE NIVEL T PICO a FIGURA 2 3 INSTALACIONES TIPICAS EN BARRENOS ccccccccccoconnccnnconnconnnonnnnnnncnnccnnccnaccns TABLA 1 MUESTRA LAS RELACIONES DE CEMENTO BENTONITA GUA PARA DOS MEZCLAS DE LECHADA DE CEMENTO
14. Temperatura 21 1 ID del Cliente n a Presi n Barom trica 998 1 mbar Trabajo N mero 13053 Fecha Nov 7 1998 Control Est ndar de Calidad _183 468 T cnico Firma Ajuste Presi n Lectura Presi n Lectura Presi n Lectura Linealidad Polin mico psi 1er Ciclo psi 2 Ciclo Promedio Promedio Cambio FS FS 0 9136 0 9141 0 9139 0 18 0 04 20 8453 20 8456 20 8455 684 0 03 0 08 40 7772 40 7774 40 7773 682 0 19 0 01 60 7085 60 7083 60 7084 689 0 19 0 01 80 6392 80 6390 80 6391 693 0 08 0 03 100 5694 100 5687 100 5691 701 0 25 0 03 Factor Lineal del Medidor G __0 029021 psi digito Regresi n Cero 9145 Factores Polin micos del Medidor A _ 1 40E 07 B 0 026943 C _257 8826 Factor T rmico K _ 0 004326 _ psi C Presiones Calculadas Lineal P G Ro R4 K T To S So Polinomio P AR BR C K T To S So No se requiere compensaci n barom trica con el transductor con ventilaci n Lectura Cero de F brica GK 401 Pos B o F Ro 9128 Temp To _ 21 8 C Baro So _ 1001 4mbar Fecha En 27 1997 Se le aconseja al usuario establecer las condiciones cero en el campo registrando la lectura a una temperatura y presi n barom trica conocidos C digo de Cableado Rojo y Negro Medidor Blanco y Verde Termistor Neutro Blindaje El instrumento antes mencionado se ha calibrado mediante comparaci n con los est ndares del Inst de Est ndares y Tec NIST en cumplimient
15. a 1 8 detr s de la uni n del montaje del filtro Tambi n est n disponibles cedazos para instalaciones en tubos de alimentaci n A diferencia de los filtros est ndar es menos probable que los cedazos se obstruyan cuando se depositan las sales en el agua si se permite que el filtro se seque completamente 2 6 2 Filtro de Cer mica Desmontable Modelo 4500S El filtro de cer mica en el piez metro 45008 tambi n se puede desmontar para extracci n de aire Debido a las caracter sticas de gran admisi n de aire la extracci n de aire es particularmente importante para este montaje de filtro Los filtros con diferentes valores de admisi n de aire requieren procedimientos diferentes Filtros de 1 Bar de Presi n 1 Retire el filtro del piez metro d ndole vuelta cuidadosamente y jal ndolo del montaje de la cubierta del filtro 2 Hierva el montaje del filtro en agua a la que se la ha extra do el aire 3 Vuelva a montar la cubierta del filtro y el piez metro bajo la superficie de un contenedor de agua a la que se la extra do el aire Aseg rese de que no quede aire atrapado en la cavidad del transductor Mientras empuja el filtro use una consola de lectura para monitorear la presi n del diafragma Permita que la sobrepresi n se disipe antes de volver a empujar 4 Para mantener la saturaci n la unidad debe permanecer inmersa hasta su instalaci n Filtros de 2 Bar y Superiores El procedimiento adecuado para extraer el air
16. a continua a su frecuencia de resonancia La salida del sensor es una onda cuadrada de 5 volts CD a esta frecuencia Se requiere un voltaje de entrada CD en el rango de 6 24 volts para operar el medidor El consumo de corriente es de aproximadamente 21 mA a 12VCD La salida del medidor es independiente del voltaje de entrada M ltiples sensores activados simult neamente se pueden leer a velocidades bastante r pidas hasta 5 sensores por segundo y mediciones din micas en un solo sensor pueden completar hasta 20Hz aproximadamente El medidor se instala en el campo de la misma manera que el piez metro est ndar Modelo 4500 Ver la Secci n 2 Cableado del Piez metro El cable de 3 pares se cablea en pares cada par comprendiendo un conductor de color y uno negro Rojo 6 24 VCD de Energ a Rojo y negro Tierra Blanco Salida Blanco y Negro Salida a Tierra Verde Termistor Verde y negro Termistor Neutro Blindaje Al encendido el medidor inmediatamente comenzar a sonar a la frecuencia resonante y continuar sonando hasta que se apague Una operaci n continua no tendr ning n efecto en la vida del medidor Nota El sensor consta de dos transductores el sensor de presi n de cuerda vibrante y un termistor para medir la temperatura Las se ales del transductor de cuerda vibrante son de alta frecuencia e interferir n con la salida del termistor si se deja encendido durante el periodo en el que el termistor est siendo le do
17. a la lectura cero equivalente de la presi n si se usa la regresi n lineal o el factor C si se usa un polinomio de segundo grado Puede que se pregunte qu hacer con la piedra del filtro mientras se toman las lecturas cero Si se est usando un filtro est ndar de acero inoxidable no importar si la piedra del filtro est saturada o no Pero si se usa una piedra para filtro de cer mica de gran admisi n de aire entonces debe estar saturada mientras se toman las lecturas cero y no se debe permitir que se seque al extremo de que las consecuencias de la tensi n de la superficie puedan afectar la lectura cero Precauci n no permita que el piez metro se congele una vez que se ha llenado de agua 2 1 2 Verificando la Calibraci n Se recomienda el siguiente procedimiento para verificar el factor de calibraci n de la manera que se proporciona en la hoja de calibraci n Figura 2 1 Debe tener en mente que el piez metro mide la presi n del agua y que la conversi n a un nivel de agua requiere un conocimiento exacto de la densidad del agua 1 El mejor m todo es retirar la cubierta y la piedra del filtro de la punta del piez metro para lograrlo jale el anillo estriado Como alternativa sature la piedra del filtro y llene el espacio entre ste y el diafragma con agua Secci n 2 6 Baje el piez metro a un punto cercano al fondo del pozo lleno de agua del barreno o debajo de la superficie de un cuerpo de agua Es muy aconsejable
18. ber da ado el piez metro por sobre rango o golpe de corriente El cuerpo del piez metro puede haber hecho cortocircuito con el blindaje Verifique la resistencia entre el cable que va a tierra y la carcasa del piez metro La resistencia del termistor es muy alta Es probable que haya un circuito abierto Verifique todas las conexiones terminales y enchufes Si se localiza un corte en el cable empalme de acuerdo con las instrucciones en la Secci n 2 8 La resistencia del termistor es muy baja Es probable que haya un corto Verifique todas las conexiones terminales y enchufes Si se localiza un corto en el cable empalme de acuerdo con las instrucciones en la Secci n 2 8 Puede haber penetrado agua en el interior del piez metro No hay acci n correctiva 20 APENDICE A ESPECIFICACIONES 45008 4500AL1 4500AR 4500B 4500C 4500DP 45802 Rangos 0 1 Disponibles 0 5 psi 0 025 FS 0 025 FS 0 025 FS 0 025 FS 0 05 FS 0 025 FS 0 01 FS Linealidad lt 0 5 FS3 lt 0 5 FS3 lt 0 5 FS3 lt 0 5 FS3 lt 0 5 FS3 lt 0 5 FS3 lt 0 5 FSS Exactitud 0 1 FS4 0 1 FS4 0 1 FS4 0 1 FS4 0 1 FS4 0 1 Fs4 0 1 FS Coeficiente lt 0 025 lt 0 05 FS lt 0 05 FS lt 0 025 lt 0 05 FS lt 0 025 FS lt 0 025 C C 20 C to 20 C a 20 C a 20 C a 20C a 20C a Temperatura 80 C 80 80 80 C 80 80 C 80 C O ss 2540 mm 1006 mm 1745mm tito mm aa amm al
19. d se apagar autom ticamente aproximadamente despu s de 2 minutos para conservar la energ a 3 3 Operaci n de la consola de lectura GK404 La consola de lectura GK404 es del tama o de la palma de la mano que despliega el valor de la cuerda vibrante y la temperatura en grados cent grados La consola de lectura GK 404 se suministra con un cord n provisional para conectar los medidores de cuerda vibrante Un extremo consistir de un conector de 5 pines para conectarse a su enchufe respectivo de la lectora GK 404 El otro extremo consistir de 5 cables que terminan con caimanes de conexi n N tese que los colores de los caimanes de conexi n son rojo negro verde blanco y azul Los colores representan el cable positivo del medidor de cuerda vibrante rojo el cable negativo del medidor de cuerda vibrante negro el cable positivo del termistor verde el cable negativo del termistor blanco y el cable de toma a tierra del transductor azul Los caimanes se deben conectar a los colores respectivos de los cables del medidor de cuerda vibrante Use el bot n POS Posici n para seleccionar la posici n B y el bot n MODE para seleccionar Dg d gitos Se pueden seleccionar otras funciones de acuerdo a lo descrito en el Manual GK 404 La GK 404 continuar tomando medidas y desplegar las lecturas hasta que se oprima el bot n OFF o si est habilitado cuando el temporizador Power Off apague la GK 404 La GK 404 monitorea continuamen
20. de filtros se pueden retirar cuando est n saturadas y se van a volver a montar Los procedimientos son los siguientes 2 6 1 Filtro de Baja Admisi n de Aire Modelo 4500S y 4500PN Para resultados exactos es necesaria la saturaci n total del filtro Para el filtro de baja admisi n de aire que normalmente se proporciona esta saturaci n ocurre cuando la boquilla se sumerge bajo al agua El agua entra al filtro comprimiendo el aire en el espacio entre la piedra del filtro y el diafragma sensible del sensor de presi n Despu s de un periodo de tiempo este aire se disolver en el agua hasta que el espacio y el filtro est n totalmente llenos de agua Para acelerar el proceso de saturaci n retire el montaje del filtro y llene el espacio arriba del diafragma con agua despu s vuelva a colocar lentamente la cubierta del filtro permitiendo que el agua se escurra a trav s de la piedra del filtro Con piez metros con rango de baja presi n menores a lt 10 psi tome las lecturas con una consola de lectura mientras que empuja la cubierta del filtro a manera de no sobrepasar el rango de presi n del sensor Para mantener la saturaci n la unidad se debe mantener bajo agua hasta su instalaci n Si el piez metro 45008 se va a usar en tuber a y se sube y baja muchas veces el filtro se puede aflojar Se necesitar un filtro de montaje permanente El filtro desmontable se puede fijar permanentemente al tubo del piez metro aproximadamente 1 16
21. debido a las fuerzas directrices existentes El piez metro se debe conectar a una consola de lectura y monitorear mientras se inicia el proceso de impulsi n Si las presiones de presi n alcanzan o exceden el rango de calibraci n la impulsi n debe de suspenderse y dejar que se disipe la presi n permitida antes de continuar Augered or asing Advanced Borehole _ Drill Rod AW EW or other Piezometer Cable 5 above final location M _ y Piezometer pushed through soft soils to final location _ Left Right Adaptor __ EW Rod Adaptor _ Reaction Wings if required Filter Housing Y Figura 2 5 Instalaci n T pica en Suelos Blandos La varilla de de perforaci n se puede dejar puesta o se puede retirar Si se va a retirar se fija directamente a la punta del piez metro una secci n especial de 5 pies de v stago EW o AW con aletas con rosca izquierda Esta secci n se separa del resto de la cuerda de perforaci n gir ndola en el sentido de las manecillas del reloj La rosca a derechas entonces se aflojar Las aletas evitan que el v stago especial EW gire Un adaptador especial LH RH est disponible de Geokon El adaptador se retira junto con la cuerda de perforaci n 2 6 Boquillas de Filtro de Extracci n de Aire Precauci n No permita que el piez metro se congele una vez que se ha llenado con agua La mayor a de las boquillas
22. e de estos filtros y saturarlos es algo complejo y lo debe hacer Geokon en la f brica o siguiendo cuidadosamente las siguientes instrucciones 1 Coloque el piez metro ensamblado con el filtro abajo en una c mara de vac o con un puerto de entrada en el fondo del agua a la que se ha extra do el aire 11 2 Cierre la entrada de agua y vac e la c mara Se debe monitorear el transductor mientras se vac a la c mara 3 Cuando se ha logrado un vac o m ximo permita que el agua libre de aire entre a la c mara y llegue a una elevaci n de unas cuantas pulgadas arriba del filtro del piez metro 4 Cierre el puerto de entrada Libere el vac o 5 Observe la salida del transductor El filtro tardar 24 horas en saturarse completamente 5 bars y que la presi n alcance el cero 6 Despu s de la saturaci n se debe guardar el transductor en un contenedor de agua libre de aire hasta su instalaci n Si la extracci n de aire se efectu en la f brica se aplica un tap n especial al piez metro para mantener la saturaci n 2 6 3 Modelo 4500DP Se efect a la extracci n de aire al Modelo 4500DP de la misma manera que los modelos anteriores primero desatornillando la punta del montaje del piez metro y despu s siguiendo las instrucciones para el modelo 45005 2 7 Transductor Modelo 4500H Cuando se conecta el transductor Modelo 4500H a accesorios externos se debe apretar el accesorio a una rosca de 1 NPT con una llave ingle
23. ecci n adicional para el piez metro En los casos anteriores la caja terminal estar a conectada a tierra 3 El mejorar la protecci n usando LAB 3 se puede lograr al colocar el tablero en l nea con el cable lo m s cerca posible al piez metro instalado ver la Figura 2 7 Este es el m todo recomendado para protecci n contra rayos Piezometer Cable Ground Connection To Terminal Box Readout Equipment Z Ground Stake Lightning Arrestor Board LAB 3 in special enclosure accessible from surface Piezometer Figura 2 7 Esquema Recomendado para Protecci n contra Rayos 3 TOMA DE LECTURAS 3 1 Funcionamiento de la Consola de Lectura GK 401 La consola GK 401 es una lectura b sica para todos los medidores de cuerda vibrante Conecte el Lector usando los cables volantes o en el caso de una estaci n de terminales con un conector Los caimanes rojos y negros son para el medidor de cuerda vibrante el cable verde para el cable de toma a tierra La GK 401 no puede leer el termistor ver la Secci n 3 4 1 Gire el selector de la pantalla a la posici n B o F La lectura es en d gitos Ecuaci n 4 1 2 Encienda la unidad y aparecer una lectura en la ventana frontal de la pantalla El ltimo d gito puede cambiar uno o dos d gitos mientras se observa la lectura Registre el valor desplegado Si se muestran ceros o la lectura es inestable ver la secci n 5 para sugestio
24. ejado de cambiar Ahora tome la lectura cero y lea la temperatura indicada por el termistor que se encuentra dentro del piez metro Otra manera es colocar el piez metro bajo agua en una cubeta y dejar pasar 5 a 15 minutos para que la temperatura se estabilice despu s levante el piez metro del agua e inmediatamente tome la lectura Al hacer eso levante el piez metro solamente por el cable no toque la carcasa del piez metro ya que el calor corporal de la mano podr a ocasionar transiciones en la temperatura Use el termistor dentro del piez metro para medir la temperatura del agua Otra manera es simplemente leer el piez metro cuando est al aire mientras se asegura que la temperatura ha tenido tiempo de estabilizarse Si opta por este m todo aseg rese que el piez metro est protegido de la luz solar o de cambios s bitos de temperatura Se recomienda envolverlo con alg n tipo de material aislante Todav a otra manera es bajar el piez metro a una profundidad conocida marcada en el cable del piez metro El diafragma dentro del piez metro est ubicado aproximadamente a de pulgada 15mm de la punta Posteriormente utilice una cinta para medir la profundidad del nivel del agua Ahora despu s de que la temperatura est estable lea la presi n del piez metro y usando los factores constantes de f brica para la calibraci n y un conocimiento de la presi n altura x densidad de la columna de agua arriba del piez metro calcule ya se
25. el fluido y o de las presiones intersticiales en tubos de alimentaci n barreno diques tuber as y recipientes a presi n Varios modelos de la serie 4500 est n disponibles ver Ap ndice A Contacte a los ingenieros de ventas de Geokon para informaci n espec fica de aplicaciones El instrumento utiliza un diafragma sensible de acero inoxidable al cual se conecta un elemento de cuerda vibrante Ver la Figura 1 1 En uso las presiones cambiantes en el diafragma ocasionan que se desv e y esta desviaci n se mide como un cambio en la tensi n y frecuencia de vibraci n del elemento de cuerda vibrante El cuadrado de la frecuencia de la vibraci n es directamente proporcional a la presi n aplicada al diafragma Dos bobinas una con un im n otra con una pieza polar est n colocadas pr ximas a la cuerda En uso se aplica un pulso de la frecuencia variable frecuencia de barrido a las bobinas y esto provoca que la cuerda vibre principalmente en su frecuencia resonante Cuando termina la excitaci n la cuerda contin a vibrando y una se al el ctrica sinusoidal CA en la frecuencia resonante es inducida en las bobinas y transmitida a la Caja Lectora de salida donde se condiciona y despliega Hermetically sealed and evacuated space unvented Thermistor Wires Fi Her 7 Plasma Surge Arrestor Piezometer Housing Wire Gri J I R P Piezometer Body I R Filter Housing Thermistor O rings Magnet Coil Wire Cab
26. era como observ en la secci n 4 3 1 Sin embargo los piez metros solo tienen sentido si se encuentra en un pozo o tubo de ventilaci n abierto y el usuario solo est interesado en el nivel del agua De lo contrario si el piez metro se entierra no es seguro que se sienta de inmediato el efecto total del cambio barom trico y lo m s probable es que se aten e y retrase en cuyo caso un piez metro venteado aplicar a autom ticamente una correcci n que es demasiado grande y demasiado pronto Tener un bar metro en el sitio con piez metros no venteados tambi n tiene la ventaja que puede ver el cambio barom trico y juzgar en que medida puede haber afectado la lectura del piez metro La Ecuaci n 4 5 describe el c lculo de la presi n con la correcci n de la temperatura y barom trica aplicada Peorregida R1 Ro XG T4 To x K S1 So x F Ecuaci n 4 5 C lculo de la Presi n Corregida 4 3 1 Piez metros Venteados Los piez metros venteados est n dise ados para eliminar los efectos barom tricos El espacio dentro del transductor no est sellado herm ticamente y evacuado ver la Figura 1 1 pero est conectado por medio de un tubo integrado con el cable a la atm sfera Una c mara que contiene c psulas desecantes est adherida al extremo del tubo para evitar que la humedad entre a la cavidad del transductor Los piez metros venteados requieren m s mantenimiento que los tipos no venteados y siempre existe el peli
27. gro de que el agua pueda penetrar al interior del transductor y arruinarlo El extremo exterior de la c mara desecante como se provee est cerrado por medio de un tornillo de seguridad para conservar el desecante fresco durante almacenamiento y transportaci n EL TORNILLO DE SEGURIDAD SE DEBE QUITAR ANTES DE PONER A FUNCIONAR EL PIEZOMETRO Las c psulas desecantes son azules cuando est n frescas gradualmente se volver n rosas en lo que absorben la humedad Cuando se han tornado rosa claro se deben reemplazar Contacte a Geokon para obtener c psulas de repuesto 4 4 Factores Ambientales Dado que el objetivo de la instalaci n del piez metro es monitorear las condiciones del sitio siempre se deben observar y registrar los factores que pueden afectar estas condiciones Al parecer efectos menores pueden tener una influencia real en el comportamiento de la estructura que se est monitoreando y pueden dar una indicaci n temprana de problemas potenciales Algunos de los factores incluyen a manera enunciativa pero no limitativa r fagas de viento lluvia niveles de marea niveles y secuencias de excavaci n y rellenos tr fico cambios de temperatura y barom tricos y otras condiciones clim ticas cambios de personal actividades en construcciones cercanas cambios estacionales etc 5 SOLUCION DE PROBLEMAS El mantenimiento y soluci n de problemas de los piez metros de cuerda vibrante se reducen a Verificaciones peri dicas de las cone
28. i N mero de Serie 48056 N mero de Fabr 8 3275 Cliente Temperatura 21 1 ID del Cliente n a Presi n Barom trica 998 1 mbar Trabajo N mero 13053 Fecha Nov 7 1998 Control Est ndar de Calidad _183 468 T cnico Firma Ajuste Presi n Lectura Presi n Lectura Presi n Lectura Linealidad Polin mico psi 1er Ciclo psi 2 Ciclo Promedio Promedio Cambio FS FS 0 9136 0 9141 0 9139 0 18 0 04 20 8453 20 8456 20 8455 684 0 03 0 08 40 7772 40 7774 40 7773 682 0 19 0 01 60 7085 60 7083 60 7084 689 0 19 0 01 80 6392 80 6390 80 6391 693 0 08 0 03 100 5694 100 5687 100 5691 701 0 25 0 03 Factor Lineal del Medidor G _ 0 029021 psi digito Regresi n Cero 9145 Factores Polin micos del Medidor A _ 1 40E 07 B 0 026943 C _ 257 8826 Factor T rmico K _ 0 004326 _ psi C Presiones Calculadas Lineal P G Ri Ro K T To S So Polinomio P AR BR C K T To S So No se requiere compensaci n barom trica con el transductor con ventilaci n Lectura Cero de F brica GK 401 Pos B o F Ro _ 9128 Temp To _21 8 C Baro So __1001 4 mbar Fecha En 27 1997 Se le aconseja al usuario establecer las condiciones cero en el campo registrando la lectura a una temperatura y presi n barom trica conocidos C digo de Cableado Rojo y Negro Medidor Blanco y Verde Termistor Neutro Blindaje El instrumento antes mencionado se ha calibrado mediante comparaci
29. i n B2 en la p gina 22 4 REDUCCION DE DATOS 4 1 C lculo de la Presi n Los d gitos desplegados por las consolas de lectura Modelos Geokon GK 401 o GK 403 en el canal B se basan en la siguiente ecuaci n Hz 1000 2 Dizis Ban ir Digits Period Ecuaci n 4 1 C lculo de D gitos Por ejemplo un piez metro que lee 8000 d gitos corresponde a un periodo de 354u y una frecuencia de 2828 Hz N tese que en la ecuaci n anterior el periodo est en segundos la lectora despliega microsegundos Debido a que los d gitos son directamente proporcionales a la presi n aplicada Presi n Lectura Actual Lectura Initial x Factor de Calibraci n P R Ro xG Ecuaci n 42 Convertir D gitos a Presi n Dado que la linealidad de la mayor a de los sensores se encuentra dentro de 0 2 FS los errores asociados con la no linealidad son de consecuencia menor Sin embargo para aquellas situaciones que requieren la m s alta exactitud puede ser deseable usar un polinomio de segundo grado para obtener un mejor ajuste de los puntos de datos El uso de un polinomio de segundo grado se explica en el Ap ndice La hoja de calibraci n un ejemplo t pico de la cual se muestra en la figura 2 1 ver p gina 4 muestra los datos de los cuales se deriva del factor lineal del medidor y de los coeficientes del polinomio de segundo grado Las columnas a la derecha muestran el tama o del error incurrido al asumir un coeficiente li
30. ia aceitosa viscosa Deje que la mezcla espese otros cinco o diez minutos A ada m s bentonita seg n sea necesario hasta que tome la forma de una pasta suave y cremosa como la de los hot cakes Ahora est pesada y es viable de ser bombeada Cuando bombee la lechada retire el embudo tubo a menos que se vaya a dejar despu s de cada tanda en una cantidad correspondiendo al nivel de lechada en el barreno Aplicaci n Lechada para Suelos Medianos a Duros Lechada para Suelos Suaves Materiales Peso Proporci n por Peso Peso Proporci n por Peso Agua 30 galones 2 5 75 galones 6 6 Cemento 94 lbs 1 94 lbs 1 Portland 1 saco 1 saco Bentonita 25 lbs 0 3 39 lbs 0 4 seg n se requiera seg n se requiera Notas La resistencia a la compresi n a los 28 d as de La resistencia a la compresi n a os 28 d as de este esta mezcla es aproximadamente 50 psi similar a mezcla es aproximadamente 4 psi similar a una la arcilla de muy tiesa a dura El coeficiente es arcilla muy suave aprox 10 000 psi Tabla1 Muestra las proporciones de Cemento bentonita agua para dos mezclas de lechada Para m s detalles sobre este m todo de instalaci n pida una copia del estudio FMGM 2 4 Instalaci n en Terraplenes y Diques Los piez metros Geokon normalmente se proporcionan con un cable adecuado para enterrarse directamente para su colocaci n como en terraplenes de carreteras y diques tanto en los materiales base como en
31. iez metro ver Instalaci n B de la Figura 2 4 En reas de gran tr fico y en material que presenta una ondulaci n pronunciada se debe usar un cable blindado de alta resistencia Normalmente los cables se instalan dentro de zanjas poco profundas con el material de relleno que consiste de un conglomerado de menor tama o Este relleno se compacta manualmente alrededor del cable Se colocan tapones de bentonita a intervalos regulares para evitar la migraci n del agua alrededor de la ruta del cable Fill Layer Fill Layer Heavy Duty Piezometer Heavy Duty Piezometer Fill Layer Pocket excavated in compacted fill Fill Layer s Pocket excavated in compacted fill Heavy Duty Cable Heavy Duty Cable y intrench intrench Fill material compacted by hand Sand compacted by hand Fill Layer p y Fill Layer P y Filter in direct contact with fill Filter in direct contact with sand high air entry low air entry Installation A Installation B Figura 2 4 Instalaciones T picas en Diques 2 5 Instalaci n por Empuje o Penetraci n en Suelos Blandos El piez metro Modelo 4500DP est dise ado para que penetre en suelos blandos Ver la Figura 2 5 La unidad se conecta directamente a la varilla de perforaci n AW EW u otra y se presiona en la tierra ya sea manualmente o por medio de una perforadora hidr ulica Las unidades tambi n se pueden impulsar aunque existe la posibilidad de un desv o a cero
32. le O ring I n y y V Y am ww ll ll O E 5 NA 7 Z Z Pa A T I O 2 PRI HA 4 ring N Med A po O rings o Coil Wire ji IU x i A N Wire Grip I I N A Pole Piece Vibrating Wire Ground Connection Pressure Sensitive Diaphragm Pluck and Read Coils Internal Bulkhead Seal Figura 1 1 Piez metro de Cuerda Vibrante Para prevenir un da o al diafragma sensible se usa un filtro para evitar que entren part culas s lidas como se ilustra en la Figura 1 1 Los filtros est ndar son de acero inoxidable de 50 micrones las boquillas de gran admisi n de aire est n disponibles a solicitud Todos los componentes expuestos est n hechos de acero inoxidable resistente a la corrosi n y si se usan t cnicas de instalaci n adecuadas el dispositivo debe tener una vida ilimitada En agua salada puede ser necesario usar materiales especiales para el diafragma y la carcasa Las consolas port tiles de lectura est n disponibles para proporcionar la excitaci n condicionamiento de la se al y lectura de salida del instrumento Los sistemas de registro de datos dataloggers tambi n est n disponibles para la recolecci n remota de datos de sensores m ltiples sin personal operativo Contacte a Geokon para informaci n adicional Los datos de calibraci n se proporcionan con cada piez metro para la conversi n
33. los circundantes En instalaciones en materiales de relleno no cohesivos el piez metro se puede colocar directamente en el terreno o si se trata de mayores conglomerados en una bolsa saturada de arena en el relleno Si se instala en grandes conglomerados pueden ser necesarias medidas adicionales para proteger al cable de da os En terraplenes tales como corazones impermeables en la cortina de una presa en donde se puede requerir que se mida la presi n subatmosf rica del agua intersticial en contraposici n a la presi n atmosf rica intersticial a menudo se usa una boquilla de cer mica con un alto valor de admisi n de aire la cual se debe colocar cuidadosamente en contacto directo con el material de relleno compactado ver Instalaci n A de la Figura 2 4 En terraplenes parcialmente saturados si solamente se va a medir la presi n de poro la boquilla est ndar es satisfactoria Se debe notar que la boquilla gruesa mide la presi n atmosf rica cuando existe una diferencia entre la presi n atmosf rica intersticial y la presi n del agua intersticial y que la diferencia entre las dos presiones se debe a la succi n capilar en el suelo El consenso general es que la diferencia normalmente no es de consecuencia para la estabilidad del dique Como regla general la boquilla gruesa baja admisi n de aire es adecuada para las mediciones m s rutinarias y en suelos cohesivos finos no se deben usar bolsas de arena alrededor de la punta del p
34. materiales siempre que las part culas finas o polvos con part culas menores no puedan migrar a trav s del filtro La m s reciente opini n Mikkelson AND Green Piez metros en barrenos Totalmente Lechadeados Procedimientos de FMGM 2003 Mediciones de Campo en Geomec nica Oslo Noruega Sep 2003 Contacte a Geokon si quiere una copia de este estudio menciona que no es necesario proveer zonas de arena y que al piez metro se le puede lechadear directamente en el barreno usando solamente una lechada de bentonita cemento La regla general para instalar piez metros de esta manera es usar una lechada de bentonita que imite la resistencia del suelo circundante El cuidado debe estar en controlar la proporci n de agua cemento Esto se logra mezclando primero el cemento con agua La manera m s efectiva de hacer la mezcla en un tambo de 200 o 800 litros o tubo usando la bomba para perforadora para circular la mezcla Se puede usar cualquier clase de polvo de bentonita para hacer el lodo para sondeos combinado con el cemento Portland Tipo 1 o 2 La cantidad exacta de bentonita a adida variar algo La siguiente tabla muestra 2 mezclas posibles para resistencias de 50 psi y 4 psi A ada la cantidad medida de agua limpia al tambo y a ada gradualmente el cemento en la relaci n de peso correcta A continuaci n a ada el polvo de bentonita poco a poco para que no se formen grumos Siga a adiendo la bentonita hasta que la mezcla llegue a una consistenc
35. mperatura Ver la Secci n 3 4 para instrucciones con respecto de c mo obtener la temperatura del piez metro La ecuaci n para la correcci n de la temperatura es la siguiente Correcci n de Temperatura Temperatura Actual Temperatura Inicial x Factor T rmico P Ti To xK Ecuaci n 4 3 Correcci n de Temperatura La correcci n calculada se a adir a a la Presi n calculada usando la Ecuaci n 4 2 Si se convirtieron las unidades de ingenier a recuerde aplicar la misma conversi n a la correcci n de la temperatura calculada 17 Por ejemplo asumiendo que la temperatura inicial era de 22 C la temperatura actual es 15 C y el coeficiente t rmico es 0 004326 PSI por incremento de C Figura 2 1 La correcci n de la temperatura es 0 03 PSI 4 3 Correcci n Barom trica solo se requiere en transductores no venteados Dado que el piez metro est ndar est sellado herm ticamente y sin ventilaci n responde a cambios en la presi n atmosf rica Siendo este el caso pueden ser necesarias correcciones particularmente para los modelos sensibles de baja presi n Por ejemplo un cambio en la presi n barom trica de 29 a 31 pulgadas de mercurio resultar a en 1 PSI de error o 2 3 pies si se monitorea el nivel del agua en un pozo Por lo tanto es aconsejable leer y registrar la presi n barom trica cada vez que se lee el piez metro Para este prop sito se puede usar un transductor de presi n separado piez metro
36. n m s cable extra para pasarlo a trav s del equipo de perforaci n varillas tubos de ademe etc El cable usado para hacer empalmes debe ser de un par torcido de alta calidad 100 blindado con cable de toma a tierra Cuando se hace un empalme es muy importante que los cables de purga est n empalmados juntos Los juegos de empalmes recomendados por Geokon incorporan piezas fundidas colocadas alrededor del empalme y despu s rellenadas con pasta ep xica para que las conexiones sean a prueba de agua Este tipo de empalme cuando se ha hecho adecuadamente es igual o superior al mismo cable en su esfuerzo y propiedades el ctricas Contacte Geokon para obtener materiales de empalme e instrucciones adicionales para empalme de cables 12 Equipment Shed El Solar Panel Datalogger with internal battery RF Antenna Su OO Datalogger Multiplexer Interconnect Cable Junction Box or Splice iE Ground Connections o a Phone Line Piezometer Cables N N Multiconductor Cable y VE Portable Computer I RS 232 Connection P i Portable Readout Manual Switch Terminal Multiplexer Box Grounding Stakes Ground Piezometers Connection Figura 2 6 Instalaci n T pica de Piez metros M ltiples Las cajas de conexi n y cajas de cables est n disponibles de Geokon para todo tipo de aplicaciones Adem s equipo port
37. neal y la mejora que se puede esperar al usar un polinomio de segundo grado En muchos casos la diferencia 16 es menor Las hojas de calibraci n dan la presi n en ciertas unidades de ingenier a Estas se pueden convertir a otras unidades de ingenier a usando los factores de multiplicaci n que se muestran en la siguiente Tabla 4 1 psi H20 H20 mm H20 m H20 HG mm HG atm mbar bar kPa HG 036 073552 882624 Atm 06805 __ 0024583 0294996 Bar 068947 0024908 0298896 KPa 6 8947 24008 298896 0098068 _ p 8068 B 3863 13332 MPa Tabla 4 1 Factores de Multiplicaci n de Unidades de Ingenier a Nota Debido a los cambios en la gravedad espec fica los factores de temperatura para el mercurio y el agua en la tabla anterior son aproximaciones 4 2 Correcci n de la Temperatura Al fabricar el piez metro de cuerda vibrante se efect a una cuidadosa selecci n de materiales para minimizar los efectos t rmicos sin embargo la mayor a de las unidades todav a tienen un ligero coeficiente de temperatura Consulte la hoja de calibraci n que se le proporciona para obtener el coeficiente para un piez metro determinado Dado que los piez metros se instalan normalmente en un entorno de temperatura tranquila y constante normalmente no se requieren correcciones Sin embargo si este no es el caso para una instalaci n seleccionada se pueden efectuar las correcciones usando el termistor interno Figura 1 1 para una medici n de la te
38. nes de soluci n de problemas 3 La unidad se apagar autom ticamente aproximadamente despu s de 4 minutos para conservar la energ a 3 2 Operaci n de la Consola de Lectura GK 403 La consola GK 403 puede almacenar lecturas del medidor y tambi n aplicar los factores de calibraci n para convertir las lecturas a unidades de ingenier a Consulte el Manual de Instrucciones GK 403 para informaci n adicional en el Modo G del Lector Las siguientes instrucciones explicar n como tomar las lecturas del medidor usando los Modos B y F similares a las posiciones B y F del interruptor del GK 401 Conecte el Lector usando los cables volantes o en el caso de una estaci n terminal con un conector Los caimanes rojo y negro son para la el medidor de cuerda vibrante el cable verde para el cable de toma a tierra El GK 401 no puede leer el termistor ver la Secci n 3 4 1 Gire el selector de la pantalla a la posici n B o F La lectura es en d gitos Ecuaci n 4 1 2 Encienda la unidad y aparecer una lectura en la ventana frontal de la pantalla El ltimo d gito puede cambiar uno o dos d gitos mientras se observa la lectura Oprima el bot n Guardar para registrar el valor desplegado Si no se muestra lectura o sta es inestable ver la secci n 5 para sugestiones de soluci n de problemas El termistor se leer y mostrar directamente datos de salida en grados cent grados 3 La unida
39. o con ANSI 2540 1 Figura 2 1 Ejemplo de Hoja de Calibraci n 2 1 1 Estableciendo una Lectura Inicial Cero Los Piez metros de Cuerda Vibrante difieren de otros tipos de sensores de presi n en que indican una lectura a cero presi n Por lo tanto es imperativo que se obtenga una lectura inicial de cero presi n para cada piez metro ya que esta lectura se usar en toda reducci n de datos posteriores Hay diferentes maneras de hacer esto pero el elemento esencial en todos los m todos es que se permita que el piez metro se estabilice t rmicamente en una temperatura ambiente constante en tanto que la presi n en el piez metro es solamente atmosf rica Debido a la manera en que el piez metro est construido la temperatura de todos los elementos diferentes tarda aproximadamente de 5 a 15 minutes en ecualizarse Es necesario medir la presi n atmosf rica solamente si el piez metro es no venteado y si se va a instalar en un lugar que est sujeto a cambios en la presi n atmosf rica que requieran correcciones como en un pozo abierto Un piez metro sellado en el sitio a profundidad podr a estar registrando presiones en agua subterr nea sin conexi n hidr ulica a la atm sfera y para lo cual una compensaci n de la presi n atmosf rica ser a inapropiada La manera recomendada para lograr una estabilidad de la temperatura es colgar el piez metro en el barreno en un punto justo arriba del agua y esperar hasta que la lectura haya d
40. propiada aplicaci n equivocada mal uso u otras condiciones operativas fuera del control de Geokon No est n garantizados los componentes que se desgasten o se da en por mal uso Esto incluye fusibles y bater as Geokon manufactura instrumentos cient ficos cuyo uso inapropiado es potencialmente peligroso Los instrumentos deber n ser instalados y usados solamente por personal calificado No se ofrecen otras garant as aparte de las declaradas No hay otras garant as expresas o impl citas incluyendo a manera enunciativa pero no limitativa las garant as impl citas de comerciabilidad e idoneidad para un prop sito particular Geokon Inc no es responsable por da os o p rdidas ocasionadas a otros equipos ya sean directos indirectos incidentales especiales o consecuenciales que el comprador pueda sufrir como resultado de la instalaci n o uso del producto El nico recurso del comprador por cualquier incumplimiento de este convenio por parte de Geokon Inc o por cualquier violaci n de cualquier garant a por parte de Geokon Inc no exceder el precio de compra pagado por el comprador a Geokon Inc por la unidad o unidades o del equipo afectado directamente por dicha violaci n Bajo ninguna circunstancia Geokon reembolsar al reclamante las p rdidas incurridas al retirar y o reinstalar el equipo Se han tomado todas las precauciones en cuanto a exactitud en la preparaci n de manuales y o software sin embargo Geokon Inc no as
41. rnantes de bentonita y relleno de arena apisonada aproximadamente 1 pie 30cm y enseguida realizar un relleno com n o una mezcla impermeable de lechada con bentonita y cemento Se si van a usar m ltiples piez metros en un barreno los tapones de bentonita arena se deben apisonar debajo y encima de los piez metros superiores y tambi n a intervalos entre las zonas de los piez metros Cuando se dise an y usan herramientas para apisonar se debe tener especial cuidado para asegurarse que las cubiertas de los cables de los piez metros no se corten durante la instalaci n Instalaci n B Inmediatamente arriba de la Zona de registro se debe llenar el barreno con una lechada impermeable de bentonita Piezometer Cable Piezometer Cable gt Portable Readout NX n Portable Readout gt NR ES VA Ground Surface le Ground Surface le A re E E NY 4 Bentonite Cement Grout Bentonite Grout Bentonite Sand SS Bentonite i ES R Filter Sand Collection Zone 22 T Filter Sand nn Zone pR Piezometer Piezometer o Installation_A Installation B Figura 2 3 Instalaciones T picas en Barrenos Instalaci n C Se debe tomar nota que debido a que el piez metro de cuerda vibrante es b sicamente un instrumento de no flujo no se requieren zonas de registro de tama o apreciable y el piez metro de hecho puede colocarse directamente en contacto con la mayor a de los
42. sa en las partes planas de la caja del transductor Tambi n evite apretar en un sistema cerrado ya que el proceso de apretar los accesorios podr a ocasionar un da o permanente al transductor En caso de duda conecte los cables del medidor a la consola de lectura y tome las lecturas en lo que aprieta La cinta de tefl n en las roscas hace que la conexi n al transductor sea m s f cil y m s segura PRECAUCION Todos los sensores de alta presi n son potencialmente peligrosos y se debe tener cuidado de no sobrepasar su rango calibrado Los sensores se prueban a 150 del rango para proporcionar un factor de seguridad 2 8 Cajas de Empalme y Conexi n Debido a que la se al de salida de la cuerda vibrante es m s una frecuencia que una corriente o voltaje las variaciones en la resistencia del cable tienen poco efecto en las lecturas del medidor y por lo tanto el empalme de los cables tampoco tiene efecto alguno y en algunos casos puede ser ben fico Por ejemplo si se instalan m ltiples piez metros en un barreno y la distancia entre el barreno y la caja terminal o datalogger es muy grande se podr a hacer un empalme o caja de conexi n ver Figura 2 6 para conectar los cables individuales a un solo cable multiconductor Este cable multiconductor entonces se podr a correr a la estaci n de lectura Para estas instalaciones se recomienda que el piez metro venga suministrado con cable suficiente para llegar a la profundidad de la instalaci
43. te el estado de las 2 bater as AA de 1 5V y cuando su voltaje combinado baje a 2V se despliega el mensaje Bater as Bajas en la pantalla En este punto se debe instalar un juego nuevo de bater as AA de 1 5V 3 4 Midiendo las Temperaturas Cada piez metro de cuerda vibrante est equipado con un termistor para leer la temperatura El termistor da una salida de resistencia variable en lo que la temperatura cambia Usualmente los cables blanco y verde est n conectados al termistor interno Las versiones para alta temperatura usan un termistor diferente al de la versi n est ndar Las consolas de lectura GK 403 y GK 404 cuando se usan con el termistor est ndar desplegar n la temperatura en C autom ticamente Esto no lo har n con termistores de alta temperatura La consola de lectura GK 401 no leer las temperaturas directamente en su lugar se debe usar un ohm metro 1 Conecte el ohm metro a los dos cables del termistor que salen del piez metro Debido a que los cambios de la resistencia con la temperatura son tan considerables el efecto de la resistencia del cable es usualmente insignificante Para cables largos se puede aplicar una correcci n igual a 16 ohms por cada mil pies 2 Para modelos de temperatura est ndar vea la temperatura para la resistencia medida en la Tabla B 1 P gina 21 Alternativamente se podr a calcular la temperatura usando la Ecuaci n B 1 Para modelos de alta temperatura use la Tabla B2 o la ecuac
44. ume responsabilidad alguna por omisiones o errores que puedan aparecer ni asume responsabilidad alguna por da os o p rdidas que resulten del uso de los productos de acuerdo con la informaci n contenida en el manual o software INDICE 1 TEORIA DEL FUNCIONAMIENTO ooooccoccccocoocccncccoconnncnnncnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnninns 2 INSTALACION oros irn io T a Ida 2 1 PRUEBAS PRELIMINARES 90062 neitsi a u aea e a a eia a iaat 2 1 1 Estableciendo una Lectura Inicial Cero 2 1 2 Verificando la Calibraci n u E OE A isu aa AT aa edeni 2 2 INSTALACION EN TUBERIA O POZOS r 2 3 INSTALACION EN BARRENOS 00occccccocccconccnnnocnnnncnnnnnnnnnnnnnronnnrnnnnnnnnronnnnnannnnnnnones 2 4 INSTALACION EN TERRAPLENES Y DIQUES 2 5 INSTALACION POR EMPUJE O PENETRACION EN SUELOS BLANDOS 2 6 BOQUILLAS DESAIREADORAS DEL FILTRO 2 6 1 Filtro de Baja Admisi n de Aire Modelo 45008 y 4500PN 2 6 2 Filtro Desmontable de Cer mica Modelo 45008 2 6 3 Modelo 4500DP rr a r narran nr nana canarias 2 7 TRANSDUCTOR MODELO 4500H 00ooccccccocnncncnnnncccononnnnoronnnnnonnnnnnnnnnnnnnnnnnnnrnnnnranoss 2 8 CAJAS DE EMPALME Y
45. una l nea recta La expresi n polin mica tiene la forma presi n AR BR C donde R es la lectura d gitos canal B y A B C son coeficientes La figura en la p gina 24 muestra una hoja de calibraci n de un transductor que tiene una no linealidad alta comparativamente La figura bajo la columna Linealidad FS es Presi n calculada Presi n Real x 100 G Rro Rr P x 100 Nota La linealidad se calcula usando el cero de regresi n para Ro Por ejemplo cuando P 40 psi G Ro Ry 0 029021 9145 7773 da una presi n calculada de 39 817 psi El error es 0 183 psi igual a 5 pulgadas de agua Considerando que la expresi n polin mica de una presi n calculada de A 7773 B 7773 C 39 996 psi y el error real es solamente 0 004 psi o 0 1 pulgada de agua Nota Si se usa la ecuaci n polin mica es importante que el valor de C en esta ecuaci n se tome en el campo siguiendo los procedimientos descritos en la secci n 2 1 1 El valor de campo de C se calcula insertando la lectura cero inicial en la ecuaci n polin mica con la Presi n P fijada a cero Se debe hacer notar que donde se est n monitoreando cambios de los niveles del agua esto hace poca diferencia si se usa el coeficiente lineal o la expresi n polin mica 25 Geokom Calibraci n del Transductor de Presi n de Cuerda Vibrante Modelo N mero 4500S 100 Rango de Presi n 100 ps
46. una lectura cero siga los procedimientos resumidos en la Secci n 2 1 1 La piedra del filtro est saturada siga los procedimientos de la Secci n 2 6 Cuando el piez metro ha llegado a la profundidad deseada haga una marca en el cable que estar opuesto a la parte superior del tubo de alimentaci n pozo El diafragma del piez metro est a 3 4 de pulgada arriba de la punta del piez metro Piezometer Cable Piezometer Cable Well Cap Well Cap ES Portable Readout a Portable Readout Ground Surface JI L Ground Surface 1 y Water Level _ Piezometer Water Level Sty A Expected Change in Level gt _ Piezometer Casing Bottom Casing Bottom _ Zero Reading Typical Installation Figura 2 2 Instalaciones T picas de Monitoreo de Nivel Aseg rese que el cable est firmemente sujeto en la parte superior del pozo o podr a haber error en las lecturas debido al deslizamiento del piez metro en el pozo No se recomienda que se instalen los piez metros en pozos o ductos donde est presente una bomba el ctrica y o el cable est cerca La interferencia el ctrica de estas fuentes puede ocasionar lecturas inestables Si se puede evitar se recomienda que el piez metro se coloque dentro de una pieza de tubo de acero En situaciones donde se usan recubrimientos en tuber as se debe anotar la misma secuencia anterior y se debe tener cuidado especial para evitar que el recubrimiento corte el forro del cable ya que
47. usar un medidor sumergible para medir la profundidad efectiva del agua en el barreno Deje que pasen 15 20 minutos para que el piez metro llegue a un equilibrio t rmico Usando una consola de lectura registre la lectura a ese nivel Levante el piez metro en incrementos de profundidad conocidos Registre la lectura de presi n en cada incremento de profundidad Calcule el factor de calibraci n in situ y comp relo en la hoja de calibraci n Los dos valores deben estar de acuerdo dentro de 0 5 Repita la prueba si es necesario Hay un par de cosas que pueden afectar la calibraci n in situ La densidad del agua en el sitio puede que no sea 1gm cc si es salina o turbia Si este es el caso se debe ajustar el factor de calibraci n de f brica para que tome en cuenta la densidad efectiva del agua El nivel del agua dentro del barreno puede variar durante la prueba debido al desplazamiento del nivel del agua en lo que se levanta el cable y se baja en el barreno Este efecto ser mayor cuando el di metro del barreno es menor Por ejemplo un piez metro Modelo 45005S 50 que se baja 50 pies 15 24 m debajo de la columna de agua en un tubo de 1 pulgada 2 54 cm 875 pulgadas 2 2225 cm de di metro interno desplazar el nivel del agua en m s de 4 pies 10 16 cm Si est disponible una cinta sumergible se debe usar para confirmar los niveles del agua en cada incremento de profundidad 2 2 Instalaci n de Tubos o Pozos Primero se establece
48. xiones de los cables y al mantenimiento de las terminales Los transductores en s est n sellados y no pueden ser reparados por el usuario Los siguientes son problemas t picos y la acci n correctiva sugerida El piez metro falla al no dar una lectura 1 Verifique la resistencia de las bobinas conectando un ohm metro a trav s de las terminales del medidor La resistencia nominal es 1800 5 m s la resistencia del cable aproximadamente a 160 por 1000 pies en cable AWG 22 Si la resistencia es muy alta o infinita el cable probablemente est roto o cortado Si la resistencia es muy baja los conductores del medidor pueden tener un cortocircuito Si se localiza un corte o cortocircuito en el cable empalme de acuerdo con las instrucciones en la Secci n 2 8 2 Verifique la lectura con otro medidor 3 El piez metro puede estar fuera de rango o sufrido un golpe de corriente Inspeccione si el diafragma y la carcasa han sufrido alg n da o Contacte la f brica La lectura del piez metro es inestable 1 Conecte el cable de toma a tierra al lector usando la pinza verde GK 401 o la azul GK 403 2 A sle el lector de la tierra coloc ndolo en una pieza de madera o material similar no conductor Verifique que no haya fuentes de ruidos cercanos como motores generadores antenas o cables el ctricos Mueva los cables del piez metro si es posible Contacte la f brica para el equipo de filtrado y blindaje disponibles Se puede ha
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