Calculadora de caudal Manning para canales abiertos

Aplica la forma SI de la ecuación de Manning y devuelve tanto el caudal en metros cúbicos por segundo como la velocidad media en metros por segundo. Puede emplearla para una comprobación preliminar, para comparar alternativas de canal o para automatizar cálculos repetibles cuando ya conoce la geometría y la resistencia del cauce.

Prepare datos hidráulicos de una misma sección de flujo

Empiece por una sección transversal y un régimen que puedan considerarse razonablemente permanentes y uniformes. Introduzca el área mojada en metros cuadrados, no toda el área excavada situada sobre la superficie del agua. El radio hidráulico es el área mojada dividida por el perímetro mojado; por lo general no equivale a la profundidad, aunque ambos valores pueden aproximarse en un canal rectangular muy ancho. Exprese la pendiente del fondo como una razón adimensional, por ejemplo 0.002 para un descenso de dos metros en mil metros horizontales. El coeficiente de Manning debe representar el material, la vegetación, la irregularidad, la alineación y el estado de flujo analizados. Los cuatro datos tienen que corresponder al mismo nivel de agua y al mismo tramo. Si mezcla un área de un nivel con el radio de otro, obtendrá una cifra sin una sección física coherente. La calculadora trabaja íntegramente en SI; convierta las dimensiones antes de calcular y no intente corregir el caudal final.

Comprenda cómo la ecuación de Manning obtiene el caudal

El cálculo utiliza Q = (1/n) A R^(2/3) S^(1/2), donde Q es el caudal, n la rugosidad de Manning, A el área mojada, R el radio hidráulico y S la pendiente del fondo. La forma de velocidad es V = (1/n) R^(2/3) S^(1/2), y al multiplicarla por el área se obtiene el caudal. Como la rugosidad aparece en el denominador, un coeficiente mayor reduce la velocidad y el flujo previstos si la geometría no cambia. El radio hidráulico lleva un exponente de dos tercios y la pendiente entra mediante su raíz cuadrada, por lo que duplicar uno de ellos no duplica el caudal. Una pendiente nula produce velocidad y caudal nulos en este modelo ideal de flujo uniforme. Una rugosidad cero no está definida porque obliga a dividir por cero; por eso la herramienta devuelve un error en vez de infinito. El redondeo garantiza resultados repetibles, pero no supone que las mediciones de campo posean esa misma precisión.

Interprete el resultado y confirme que el modelo sea aplicable

Considere el caudal calculado como una estimación condicionada por los supuestos de Manning, no como sustituto del criterio hidráulico. La ecuación suele utilizarse en flujos por gravedad dentro de canales abiertos aproximadamente uniformes, con una pendiente de energía representativa que a menudo se aproxima mediante la pendiente del fondo. Puede resultar inadecuada cerca de controles, transiciones, alcantarillas, compuertas, resaltos hidráulicos, zonas de remanso, tramos rápidamente variados o lugares donde la superficie del agua cambie mucho a lo largo del cauce. Compare la velocidad media obtenida con los criterios de erosión, sedimentación, revestimiento y seguridad que correspondan. Como la rugosidad de Manning se selecciona y no se conoce con exactitud, conviene probar valores bajos y altos plausibles, además de otros niveles cuando el área y el radio cambien con la profundidad. Documente la fuente geométrica, la justificación de la rugosidad, el datum del levantamiento y el cálculo de pendiente. Cada cálculo por API cuesta $0.002; la versión web usa la misma lógica determinista para comprobaciones interactivas.