Hidrometría · Radar sin contacto · LoRaWAN

Medición de caudal en ríos y canales

Un solo equipo mide el nivel y la velocidad superficial del agua desde el puente, sin tocar el cauce, y entrega el caudal ya calculado. El Yubox Sensor HUB lo transmite por LoRaWAN a Yubox Cloud, con panel solar y sin energía comercial en sitio.

  • Nivel ±3 mm Tiempo de vuelo 24 GHz · resolución de 1 mm
  • Velocidad ±1 % FS Doppler de 24 GHz · 0,03 a 20 m/s
  • Caudal calculado a bordo Q instantáneo y volumen totalizado, listo para telemetría
  • Estación autónoma ≈1 W en medición y 12 mW en reposo
Principio de medición de caudal por velocidad índice Un radar de 24 GHz montado en un brazo voladizo sobre el cauce emite dos haces: uno vertical que mide el nivel por tiempo de vuelo y otro inclinado que mide la velocidad superficial por efecto Doppler. Con el nivel se obtiene el área mojada de la sección y el caudal se calcula como Q = k · v superficial · A(h). En el mismo poste, un Yubox Sensor HUB alimentado por panel solar transmite los datos por LoRaWAN. Sensor HUB LoRaWAN + solar RC-240K h A(h) v sup. 24 GHz · tiempo de vuelo Nivel · exactitud ±3 mm 24 GHz · Doppler Velocidad superficial · ±1 % FS Q = k · vsup · A(h)

Principio de medición — velocidad índice

Cómo funciona

Velocidad índice: un solo radar, dos variables

El caudal de un río no se mide directamente: se calcula. El método de velocidad índice combina la velocidad de la superficie del agua con el área mojada de la sección para entregar el caudal en tiempo real, sin instalar nada dentro del cauce.

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Mide la velocidad superficial

Un haz Doppler de banda K (24 GHz) apunta al agua inclinado hacia la corriente y detecta el corrimiento de frecuencia que produce la superficie en movimiento. Mide de 0,03 a 20 m/s con una apertura de 11° × 11°, opcional 14° × 32° para secciones anchas.

±1 % FS · resolución 0,01 m/s
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Mide el nivel por tiempo de vuelo

El mismo radar de 24 GHz mide por tiempo de vuelo la distancia hasta la lámina de agua, de 0,4 a 40 m. Con ese nivel y el perfil topográfico de la sección cargado en memoria, el equipo resuelve el área mojada A(h) en cada lectura.

±3 mm · resolución 1 mm
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Calcula el caudal a bordo

El RC-240K combina ambas variables con el coeficiente de velocidad índice de la sección, ajustable mediante aforos. Publica el caudal instantáneo ya resuelto, junto con el nivel y la velocidad: no hay que hacer cálculos aguas abajo ni programar la plataforma para deducirlos.

Q, nivel y velocidad por RS-485 Modbus RTU
Q = k · vsup · A(h)
  • k — coeficiente de velocidad índice de la sección
  • vsup — velocidad de la superficie (Doppler)
  • A(h) — área mojada según el nivel h (tiempo de vuelo)
Arquitectura de la estación

Del cauce a la nube, sin energía comercial en sitio

El radar entrega nivel, velocidad y caudal por Modbus RTU o SDI-12. El Yubox Sensor HUB los lee, gestiona la energía solar y los transmite por LoRaWAN hasta el gateway, que los publica en Yubox Cloud. Una estación hidrométrica completa alimentada por un panel y una batería.

RS-485 Modbus RTU

Radar RC-240K

Montado sobre el cauce, sin partes sumergidas. Nivel, velocidad superficial y caudal calculado a bordo.

Ver el RC-240K
LoRaWAN 915 MHz

Yubox Sensor HUB

Nodo IoT waterproof que consulta el radar, administra el panel solar y la batería, y transmite el dato.

Conocer el Sensor HUB
Ethernet · LTE · Starlink

Gateway LoRaWAN

Kilómetros de cobertura sobre la cuenca, con red propia o apoyándose en la red pública IoTodos.

Ver el gateway
Dashboards · alarmas · API

Yubox Cloud

Históricos de nivel y caudal, alarmas por umbral y exportación de series para modelación hidrológica.

Ver la plataforma
≈1 WConsumo del radar en medición
12 mWConsumo en reposo
6–30 VDCAlimentación desde el nodo solar
IP68Protección del radar a la intemperie
Ficha técnica

Especificaciones del radar RC-240K

Un solo radar de banda K mide la velocidad por efecto Doppler y el nivel por tiempo de vuelo, y combina ambos a bordo con el perfil de la sección para entregar el caudal ya calculado. Descargar la ficha técnica en PDF.

Medición de velocidad

Principio
Radar Doppler, banda K 24 GHz
Rango
0,03 – 20,0 m/s
Exactitud
±1 % FS
Resolución
0,01 m/s
Apertura del haz
11° × 11° (opc. 14° × 32°)

Medición de nivel

Principio
Radar 24 GHz, tiempo de vuelo
Rango
0,4 – 40 m
Exactitud
±3 mm
Resolución
1 mm
Zona muerta
0,4 m

Cálculo de caudal

Método
Velocidad índice
Sección
Perfil configurable en memoria
Salidas
Q instantáneo, nivel y velocidad
Coeficiente
Ajustable por aforos de calibración

Interfaces y alimentación

Digital
RS-485 Modbus RTU
Alimentación
6 – 30 VDC (12 VDC recomendado)
Consumo
80 mA medición / 1 mA reposo @ 12 V
Potencia
≈ 1 W oper. / 12 mW reposo

Construcción

Protección
IP68
Temp. operación
−40 a +85 °C
Dimensiones
220 × 120 × 84 mm
Peso
5,8 kg

Instalación y suministro

Montaje
Brazo sobre el canal o puente
Cable
5 m estándar (longitudes a pedido)
Configuración
Software de puesta en marcha incluido
Garantía
2 años
Por qué sin contacto

Radar sin contacto frente a los métodos tradicionales

En un cauce real el problema no es el agua: es el sedimento, la basura flotante y la crecida que se lleva todo lo que esté sumergido. Al medir desde arriba, el RC-240K sigue reportando justo cuando los demás métodos fallan.

Comparación entre radar sin contacto, sensor sumergido y aforo manual con correntómetro
Criterio Radar RC-240K Sensor sumergido (presión o ultrasónico) Aforo manual con correntómetro
Contacto con el agua Ninguno; se monta sobre el cauce Permanente, dentro del flujo El operador entra al cauce
Sedimento y basura flotante Indiferente: no hay partes sumergidas Colmatación de la toma y deriva del cero Dificulta o invalida la medición
Comportamiento en crecidas Sigue midiendo desde encima del nivel máximo Riesgo de arrastre o pérdida del sensor No se puede aforar; es cuando más importa
Mantenimiento Limpieza del radomo; sin recambios sumergidos Limpieza y recalibración tras cada evento Una cuadrilla en campo por cada medición
Frecuencia del dato Continua, con Q y volumen resueltos a bordo Continua, pero solo de nivel Puntual, algunas veces al año
Obra en el cauce Ninguna: abrazadera a poste, puente o voladizo Anclaje, protección mecánica y conducto No aplica
Qué entrega Nivel, velocidad superficial y caudal Solo nivel: el caudal sale de una curva altura-caudal Un caudal puntual de referencia

El aforo con correntómetro no desaparece: sigue siendo necesario, pero como campaña de calibración del coeficiente de velocidad índice, no como método de operación diaria.

Aplicaciones

Dónde se instala una estación de caudal Yubox

Cualquier sección de canal abierto donde haga falta saber cuánta agua pasa y cuándo: ríos, canales de riego, bocatomas, esteros y descargas.

Estaciones hidrométricas

Redes de monitoreo de cuenca con series continuas de nivel, velocidad y caudal.

Alerta temprana de crecidas

Umbrales de nivel y de tasa de subida que avisan antes de que el río desborde.

Caudal ecológico y concesiones

Verificación del caudal remanente y del volumen concesionado, con registro auditable.

Canales de riego

Reparto de agua entre usuarios y control de pérdidas en canales de tierra o revestidos.

Bocatomas y centrales de pasada

Caudal captado, turbinado y vertido en aprovechamientos hidroeléctricos.

Camaroneras y esteros

Caudal en canales de bombeo y compuertas, para llenado y recambio de piscinas.

Descargas industriales

Volumen vertido a cuerpos de agua para reportes de cumplimiento ambiental.

Monitoreo ambiental

Series de caudal para estudios, modelación hidrológica y balances hídricos.

Puesta en marcha

Consideraciones de instalación

Una estación de caudal se define en el sitio: dónde apunta el haz, a qué altura queda el equipo y con qué aforos se calibra la sección.

  • Se monta sobre el eje de mayor profundidad del cauce, desde un puente o un brazo voladizo.
  • Siempre por encima del nivel de crecida máxima registrada, para que el evento extremo no alcance el equipo.
  • El haz de velocidad se orienta entre 30° y 45° respecto a la horizontal y alineado con la dirección del flujo.
  • Abrazadera a poste de Ø 25 a 60 mm; cable estándar de 10 m, con otras longitudes a pedido.
  • El perfil topográfico de la sección se carga en memoria con el software de puesta en marcha incluido.
  • Zona muerta de 0,2 m: hay que dejar esa distancia mínima entre el radar y el nivel máximo del agua.

Trazabilidad metrológica del caudal

Para que la serie de caudal sea defendible ante una autoridad de agua, se recomienda una campaña de aforos a distintos niveles. Con esos puntos se ajusta el coeficiente de velocidad índice de la sección y el equipo pasa a reportar caudal trazable, no una estimación.

El coeficiente queda guardado en el radar y puede reajustarse si la geometría del cauce cambia tras una crecida.

Cobertura LoRaWAN sobre la cuenca

El agua y la vegetación de ribera atenúan la señal, así que la antena del nodo conviene elevarla y despejarla de la cañada. Puedes estimar el enlace con la calculadora de alcance LoRaWAN y repasar el efecto del terreno en obstáculos, agua y vegetación.

Preguntas frecuentes

Dudas habituales sobre medición de caudal

¿Cómo se mide el caudal de un río sin meter sensores al agua?

Con el método de velocidad índice. Un radar de 24 GHz mide la velocidad de la superficie del agua por efecto Doppler y el nivel por tiempo de vuelo. Con ese nivel y el perfil topográfico de la sección cargado en memoria se obtiene el área mojada, y el caudal resulta de multiplicar el área por la velocidad y por un coeficiente ajustado con aforos. Todo el equipo se monta sobre el cauce, desde un puente o un brazo voladizo.

¿Qué exactitud tiene la medición de caudal?

El nivel se mide con ±3 mm y resolución de 1 mm; la velocidad superficial con ±1 % FS y resolución de 0,01 m/s. La exactitud del caudal depende además de qué tan bien esté caracterizada la sección, por eso se recomienda una campaña de aforos a distintos niveles para ajustar el coeficiente de velocidad índice.

¿Funciona con agua turbia, sedimento o basura flotante?

Sí. Al no tener partes sumergidas, el sedimento, las algas y la basura flotante no lo afectan como a una sonda de presión o a un sensor ultrasónico dentro del agua. Tampoco queda nada que limpiar, calibrar ni reponer dentro del cauce después de una crecida.

¿Necesita energía eléctrica o internet en el sitio?

No. El radar consume alrededor de 1 W durante la medición y apenas 12 mW en reposo, así que un panel solar con batería alimenta la estación completa. Los datos salen por LoRaWAN hacia un gateway propio, que sube a internet por Ethernet, LTE o incluso Starlink en cuencas sin cobertura celular.

¿Cómo se integra con un PLC, un SCADA o la plataforma que ya usamos?

El RC-240K entrega nivel, velocidad y caudal por RS-485 Modbus RTU, un bus que los PLC y dataloggers industriales leen de forma nativa. Si la telemetría es Yubox, el Sensor HUB consulta el radar y publica en Yubox Cloud, y desde ahí las series se exportan por API o CSV hacia tu sistema.

¿Sirve para alerta temprana de crecidas?

Sí, es una de sus aplicaciones típicas. Como se instala por encima del nivel de crecida máxima registrada, sigue midiendo durante el evento. En Yubox Cloud se configuran umbrales de nivel y de tasa de subida que disparan alertas antes de que el río desborde.

¿Hasta qué altura puede quedar montado sobre el agua?

El rango de nivel va de 0,4 a 40 m, suficiente para puentes altos o quebradas encajonadas. La única restricción por debajo es la zona muerta de 0,4 m entre el radar y el nivel máximo del agua.

¿Qué sección necesitas medir?

Cuéntanos el ancho del cauce, el rango de nivel esperado y desde dónde se puede montar el equipo, y te ayudamos a dimensionar la estación de caudal completa: radar, nodo, energía solar y enlace.