Calculadora de Vertedero Rectangular — Online y Gratis
Medir el caudal de un canal sin instrumentos costosos es más sencillo de lo que parece: basta con una pared con una abertura rectangular y una regla para medir el nivel del agua.
Esta calculadora de vertedero rectangular aplica la fórmula de Francis, uno de los métodos más usados para estimar el caudal que pasa sobre la cresta de un vertedero a partir de un solo dato de campo: la carga hidráulica H, medida aguas arriba de la estructura.
Es el mismo principio que usan muchos aforadores instalados en canales de riego y plantas de tratamiento para medir caudal de forma continua y sin partes móviles.
Fórmula de Francis (vertedero sin contracciones): Q = 1.84·L·H1.5
¿Qué es Vertedero Rectangular?
Un vertedero rectangular es, en esencia, una pared que cruza un canal con una abertura de forma rectangular en su parte superior, por donde el agua se ve obligada a pasar en caída libre.
La relación entre esa caída (la carga H, medida desde la cresta hasta la superficie del agua aguas arriba, donde la velocidad de aproximación es despreciable) y el caudal que fluye está bien estudiada experimentalmente, y la fórmula de Francis es una de las más usadas cuando el vertedero ocupa todo el ancho del canal, sin contracciones laterales. ¿Por qué H está elevado a la potencia 1.5 y no simplemente multiplicado? Porque el caudal depende del área de la lámina de agua que pasa Y de su velocidad, y ambas crecen con H, lo que produce esa relación no lineal.
Es una de las formas más antiguas y confiables de aforar caudal en campo, todavía vigente en canales de riego y estaciones de monitoreo.
Fórmulas utilizadas
Donde L es la longitud de la cresta del vertedero, medida horizontalmente (m), y H es la carga hidráulica, la altura del agua medida desde el nivel de la cresta hasta la superficie libre aguas arriba, en un punto donde la velocidad de aproximación ya no influye (m). El resultado Q es el caudal en m³/s. La fórmula de Francis asume un vertedero de cresta delgada, sin contracciones laterales; si el vertedero es más angosto que el canal, hace falta un factor de corrección adicional que esta calculadora no incluye.
Ejemplo resuelto paso a paso
Para un vertedero con L = 1.5 m y una carga medida de H = 0.3 m:
Q = 1.84 × 1.5 × 0.31.5 ≈ 0.4535 m³/s, equivalente a 453.5 L/s.
¿Cuándo usar esta calculadora?
Se usa para aforar caudal en canales de riego, medir el caudal de salida de un tanque o desarenador, y como método de verificación de campo cuando no se dispone de un medidor electrónico. También es útil en el diseño de estructuras de control de nivel en canales, donde el vertedero cumple doble función: medir y regular el flujo al mismo tiempo. ¿Necesitas el efecto contrario, un flujo forzado a través de una abertura sumergida en vez de en caída libre? Entonces el caso que buscas es el de un canal con flujo a superficie libre en régimen normal, no un vertedero.
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