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 ±2 mm Radar FMCW de 80 GHz · resolución de 0,5 mm
  • Velocidad ±1 % Doppler de 24 GHz · 0,02 a 15 m/s, bidireccional
  • Caudal calculado a bordo Q instantáneo y volumen totalizado, listo para telemetría
  • Estación autónoma 1,3 W en operación y 0,235 W en reposo
Principio de medición de caudal por velocidad índice Un radar montado en un brazo voladizo sobre el cauce emite dos haces: uno de 80 GHz que mide el nivel del agua y otro de 24 GHz, inclinado, que mide la velocidad superficial. 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-300WL h A(h) v sup. 80 GHz · FMCW Nivel · exactitud ±2 mm 24 GHz · Doppler Velocidad superficial · ±1 % Q = k · vsup · A(h)

Principio de medición — velocidad índice

Cómo funciona

Velocidad índice: dos radares, un caudal

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 radar Doppler de banda K (24 GHz) apunta al agua entre 30° y 45° y detecta el corrimiento de frecuencia que produce la superficie en movimiento. Mide de 0,02 a 15 m/s, en ambos sentidos y con muestreo a 10 Hz, así que también resuelve reflujos y mareas.

±1 % del valor medido
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Mide el nivel con resolución submilimétrica

Un radar FMCW de banda W (80 GHz), con una apertura de haz de apenas 5°, mide la distancia hasta la lámina de agua. Con ese nivel y el perfil topográfico de la sección cargado en memoria, el equipo resuelve el área mojada A(h) en cada lectura.

±2 mm · resolución 0,5 mm
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Calcula el caudal a bordo

El RC-300WL combina ambas variables con el coeficiente de velocidad índice de la sección, ajustable mediante aforos. Publica el caudal instantáneo y el volumen totalizado ya resueltos: no hay que hacer cálculos aguas abajo ni programar la plataforma para deducirlos.

Q y volumen por Modbus, SDI-12 o 4–20 mA
Q = k · vsup · A(h)
  • k — coeficiente de velocidad índice de la sección
  • vsup — velocidad de la superficie (24 GHz)
  • A(h) — área mojada según el nivel h (80 GHz)
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 · SDI-12 · 4–20 mA

Radar RC-300WL

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

Ver especificaciones
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
1,3 WConsumo del radar en operación
0,235 WConsumo en reposo
9–27 VDCAlimentación desde el nodo solar
IP68Protección del radar a la intemperie
Ficha técnica

Especificaciones del radar RC-300WL

Dos radares en un solo cuerpo de aluminio anodizado: un Doppler de 24 GHz para la velocidad y un FMCW de 80 GHz para el nivel. Descargar la ficha técnica en PDF.

Medición de velocidad

Principio
Radar Doppler, banda K 24 GHz
Rango
0,02 – 15,0 m/s, bidireccional
Exactitud
±1 % del valor medido
Resolución
0,001 m/s
Muestreo
10 Hz
Apertura del haz
12° / 24°

Medición de nivel

Principio
Radar FMCW, banda W 80 GHz
Rango
15 m (opc. 30 m y 50 m)
Exactitud
±2 mm
Resolución
0,5 mm
Zona muerta
0,2 m
Apertura del haz
5° (±2,5°)

Cálculo de caudal

Método
Velocidad índice
Sección
Perfil configurable en memoria
Salidas
Q instantáneo y volumen totalizado
Coeficiente
Ajustable por aforos de calibración

Interfaces y alimentación

Digitales
RS-485 Modbus RTU, SDI-12, RS-232
Analógica
4 – 20 mA, live-zero
Alimentación
9 – 27 VDC
Consumo
1,3 W oper. / 0,235 W reposo
Corriente máx.
< 750 mA

Construcción

Protección
IP68
Temp. operación
−40 a +85 °C
Envolvente
Aluminio anodizado / opc. AISI 316
Dimensiones
150 × 200 × 250 mm
Peso
3,1 kg

Instalación y suministro

Montaje
Abrazadera a poste Ø 25 – 60 mm
Cable
10 m (longitudes a pedido)
Configuración
Software de puesta en marcha incluido
Certificación
CE / FCC
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-300WL sigue reportando justo cuando los demás métodos fallan.

Comparación entre radar sin contacto, sensor sumergido y aforo manual con correntómetro
Criterio Radar RC-300WL 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 Doppler de 24 GHz mide la velocidad de la superficie del agua y un radar FMCW de 80 GHz mide el nivel. 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 ±2 mm y resolución de 0,5 mm; la velocidad superficial con ±1 % del valor medido y resolución de 0,001 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 1,3 W en operación y 0,235 W 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-300WL habla RS-485 Modbus RTU, SDI-12 y RS-232, y además entrega una salida analógica de 4 a 20 mA, así que entra directo a un PLC o a un datalogger existente. Si la telemetría es Yubox, el Sensor HUB 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 estándar de nivel es de 15 m, con versiones opcionales de 30 m y 50 m para puentes altos o quebradas encajonadas. La única restricción por debajo es la zona muerta de 0,2 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.