Estimación de la velocidad superficial del río Chonta mediante la técnica sofisticada de velocimetría de imágenes de partículas a gran escala (LSPIV), distrito de Baños del Inca, provincia de Cajamarca en el año 2023

Abstract

El propósito de la presente tesis fue determinar con precisión la velocidad superficial con la técnica sofisticada de velocimetría de imágenes de partículas a gran escala (LSPIV) del río Chonta. Se trata de un estudio tipo correlacional, aplicada y cuantitativa. La población estuvo constituida por el río Chonta y sus afluentes en Cajamarca y la muestra está representada por la zona de estudio ubicado en el río Chonta, dentro de un tramo de 3 kilómetros aproximadamente y para caracterizar el flujo se usó viruta de madera como trazador. Las variables de estudio fueron la velocimetría de imágenes de partículas a gran escala (LSPIV), el caudal y la velocidad superficial del río Chonta. Los instrumentos empleados fueron la revisión bibliográfica, trabajo de campo, trabajo de gabinete y análisis e interpretación de datos. Los resultados de las mediciones de velocidad superficial del río Chonta en cuatro puntos específicos usando correntómetro, fueron los siguientes: en la primera campaña, las velocidades fueron 0.58 m/s, 0.632 m/s, 0.48 m/s y 0.180 m/s; en la segunda campaña, 0.65 m/s, 0.80 m/s, 0.49 m/s y 0.233 m/s; y en la tercera campaña, 0.716 m/s, 0.81 m/s, 0.59 m/s y 0.48 m/s. Las mediciones utilizando la técnica LSPIV en vuelos a 20, 30 y 40 metros de altura mostraron velocidades promedio de 0.55 m/s, 0.50 m/s y 0.48 m/s en la primera campaña, 0.58 m/s, 0.53 m/s y 0.51 m/s en la segunda campaña, y 0.724 m/s, 0.693 m/s y 0.668 m/s en la tercera campaña. Asimismo, comparando ambos métodos, la técnica LSPIV demostró mayor precisión, con errores que disminuyen a menor altitud: a 20 metros, el MAPE fue del 5% al 20%, el MAE de 0.03 a 0.21, y el R-RMSE del 4% al 16%; a 30 metros, el MAPE del 5% al 25%, el MAE de 0.05 a 0.19, y el R-RMSE del 5% al 20%; y a 40 metros, el MAPE del 5% al 30%, el MAE de 0.03 a 0.23, y el R-RMSE del 10% al 35%. La técnica LSPIV demostró que esta metodología es confiable y puede ser aplicada en diversos ríos similares al río Chonta, ya que su capacidad para captar datos de alta resolución espacial y temporal hace una herramienta valiosa para estudios hidrológicos.