Abstract

Una de las dificultades tradicionales de la implementación de laboratorios como apoyo en la docencia lo constituye el costo de adquisición y operación de instrumentos de medición de alta precisión. Si bien en términos de precisión los resultados obtenidos con estos dispositivos son excelentes, en general tienen la desventaja de una resolución espacial y capacidad de muestreo limitada. En este contexto, el uso de sensores de bajo costo que combinen aspectos visuales-didácticos con medición se hace atractivo en el marco de la docencia de la ingeniería hidráulica, por ejemplo, en la utilización de canales hidráulicos. En este trabajo se analiza la aplicación de un sistema de bajo costo, en el cual señales de video de alta resolución capturadas con una cámara de consumidor, son utilizadas en un canal hidráulico con fondo inclinado, con el fin de calcular la variación de la altura de ola y nivel medio de la superficie libre. El análisis es realizado utilizando algoritmos de procesamiento de imágenes que permiten obtener series de tiempo de superficie libre para ubicaciones escogidas, para determinar los perfiles de altura de ola y variación del nivel medio (set-up). Para validar las mediciones, los perfiles resultantes son comparados con las estimaciones que modelos teóricos arrojan de dichas cantidades, obteniendo buena concordancia. Adicionalmente, a partir de las series de tiempo de altura de ola se calculan los coeficientes de asimetría y skewness, que permiten cuantificar la no linealidad del oleaje. Los procedimientos y algoritmos desarrollados son fácilmente extrapolables para otros experimentos relevantes para la docencia, como por ejemplo, determinar experimentalmente coeficientes de descarga de vertederos y calibración de compuertas.