Rugosidad (hidráulica)De Wikipedia, la enciclopedia libre

La rugosidad de las paredes de los canales y tuberías es función del material con que están construidos, elacabado de la construcción y el tiempo de uso. Los valores son determinados en mediciones tanto delaboratorio como en el campo. No es significativa, como se puede ver a continuación, la variación de esteparámetro es fundamental para el cálculo hidráulico por un lado, y para el buen desempeño de las obrashidráulicas por otro.

Índice

1 Coeficiente m para la fórmula de Bazin

2 Coeficiente m para la fórmula de Kutter

3 Coeficiente n para la fórmula de Manning

4 Coeficiente K para la fórmula de Strickler5 Véase también

Coeficiente m para la fórmula de Bazin

Para la fórmula de Bazin los valores son:

Clase Naturaleza de las paredes m

1

Canales con paredes de hormigón alisado con mortero

Canales con paredes de madera cepillada sin rajaduras

Canales con paredes de acero

Con largos trechos rectos y curvas amplias

Tuberías de fibrocemento nuevo

0,06

2 Ídem pero con curvas no muy amplias y bien ejecutadas 0,10

3

Canales con paredes de hormigón alisado con mortero pero no totalmente

lisas, pequeñas salientes en las juntas

Canales con paredes de madera cepillada con algunas rajaduras

Canales revestidos con ladrillos y piedras cuadradas

Tuberías de hierro fundido nuevas

0,16

5Tuberías de hormigón bien alisado, diámetros mayores a 40 cm.

Tuberías en hierro fundido, en servicio corriente de cualquier diámetro.0,23

Canales de concreto paredes no alizadas, con marcas dejadas por el

6

encofradoCanales con paredes de madera, con tablas poco alizadas, y ranuras entre las

tablas

Canales de tierra, construcción bien acabada

Las curvas de los canales son bastante amplias, agua no muy limpia y algunosdepósitos de limo en el fondo

Tuberías de hierro fundido de muchos años de uso fuertemente incrustadas

0,36

7bisGrandes canales con revestimiento en concreto mal acabado o deteriorado por el

uso prolongado0.58

9

Canales en tierra construcción bastante bien hecha, algunos depósitos de

arena u otro material menudo sobre el fondo y taludes lisos; o fondo sindepósito, y vegetación baja en las orillas

Canales con márgenes en ladrillo o piedra en malas condiciones y fondofangoso

1.00

12Canales de tierra en completo abandono, con vegetación o con cascajogrueso en el fondo

Cursos de agua naturales en terrenos terroso

2.50

Si se considera un canal de concreto, bien construido y con revestimiento nuevo, (por ejemplo sea un canalrectangular de 5 m de base y con un tirante de i m de agua) y se vuelve a analizar el mismo canal después deaños de uso, sin un adecuado mantenimiento, su rugosidad podría fácilmente pasar de la clase 1 a la clase 7, loque significaría que el canal podría transportar solamente el 32 % de su capacidad potencial, si estuviera enóptimas condiciones. Estos aspectos deben ser considerados cuande se analizan posibles variantes deproyectos hidráulicos de grandes dimensiones desde el punto de vista de los impactos ambientales tenciales.

Coeficiente m para la fórmula de Kutter

Para la fórmula de Kutter los valores son:

Clase Naturaleza de las paredes m

1 Canales con paredes de cemento, muy buen acabado, sección semicircular 0.12

2 Canales con paredes de cemento, muy buen acabado, sección rectangular 0.15

3Tubos en hierro fundido nuevos, o de cemento bien alisados, con diámetro de por lo menosalgunos decímetros

0.175

6Tubos en hierro fundido, en uso corriente, (hasta dos años de funcionamiento), aguas limpias yde baja dureza.

0.275

7Canales con paredes de muros bien construidos, curvaturas de regular amplitud, agua nomuy limpia, depósitos de limo

Tuberías de Gres con varios años de uso, aguas turbidas o servidas

0.35

8 Tubos en hierro fundido, en uso desde varios años, aguas turbias 0.375

9Tubos de hierro fundido, en servicio desde muchos años, bastante incrustados, o conaguas suciasCanales con paredes de cemento o muros en albañilería revestida

0.45

12 Canales con paredes en albañilería en mal estado, fango en el fondo 1.00

15

Canales de tierra en completo abandono, con vegetación o con cascajo grueso en el

fondoCursos de agua naturales en terrenos terroso

2.50

Coeficiente n para la fórmula de Manning

Clase Naturaleza de las paredes n

1Canal revestido con losas de hormigón, teniendo juntas de cemento lisas y limpias, y una

superficie lisa fratasada a mano y con lechada de cemento sobre la base de hormigón.0.012

2 Canal de hormigón colocado detrás de un encofrado y alisado. 0.014

3Zanja pequeña revestida de hormigón, recta y uniforme, con fondo ligeramente cóncavo, los

lados y el fondo recubiertos con un depósito aspero.0.016

4Revestimiento con concreto arrojado sin tratamiento de alisado.Superficie cubierta con algas finas y el fondo con dunas de arena arrastrada.

0.018

5Canal de tierra excavado en arcilla limosa, con depósitos de arena limpia en el centro y barroarenoso limoso cerca de los lados.

0.018

6Revestimiento de hormigón hecho sobre roca y lava cortada, en excavación limpia, muy áspera

y pozos profundos.0.020

7 Canal de riego, recto en arena lisa y apretada fuertemente. 0.020

8Revoque o repello en cemento, aplicado directamente a la superficie preparada del canal de

tierra. Con pasto en los lugares rotos y arena suelta en el fondo.0.022

9 Canal excavado en arcilla limo arenosa. Lecho parejo y duro. 0.024

10 Zanja revestida en ambos lados y en el fondo piedra partida acomodada en seco. 0.024

11Canal excavado en colina, con la ladera superior cubierta de raíces de sauces y la ladera inferiorcon muros de hormigón bien ejecutado. Fondo cubierto con grava gruesa.

0.026

12Canal con fondo de guijarros, donde hay insuficiente sedimento en el agua, o velocidad muy alta

que impide la formación de un lecho liso y nivelado.0.028

13Canal de tierra excavado en suelo arcillo-arenoso aluvial, con depósitos de arena en el fondo y

crecimiento de pastos.0.029

14 Canal en lecho de guijarros grandes. 0.030

15

Canal natural algo irregular en sus pendientes laterales; con fondo algo uniforme, limpio y

regular; en arcilla arenoso gris claro a limo gredoso de color marrón claro; con poca variación 0.035

en la sección transversal.

16 Canal en roca excavado con explosivos. 0.040

17Zanja de arcilla y greda arenosa; pendiente lateral, fondo y secciones transversales irregulares,

pastos en los lados.0.040

18

Canal dragado, pendientes laterales y fondo irregulares en arcilla negra plástica en la parte

superior y en el fondo arcilla, los lados cubiertos con pequeños arbolitos y arbustos, variación

pequeña y gradual en la sección transversal.

0.045

19

Canal dragado, con pendiente lateral y fondo muy irregular, en arcilla plástica de color obscuro,

con crecimiento de pasto y musgo. Pequeñas variaciones en la forma de la sección transversal

para la variación en tamaño.

0.050

20Zanja en arcilla muy arenosa; Lado y fondo irregulares; prácticamente toda la sección llena con

árboles de gran tamaño, principalmente sauces y algodoneros. Sección transversal bastante

uniforme.

0.060

21

Canal dragado en arcilla resbaladiza negra y greda arcillo-arenosa gris, lados y fondo irregularescubierto con crecimiento denso de arbustos de sauces, algunos en el fondo; el resto de las

laderas cubierto con pastos y crecimiento espaciado de sauces y álamos sin follaje; algún

depósito en el fondo.

0.080

22 Igual que (21) pero con mucho follaje. 0.110

23

Canales naturales en crescida en arena fina media a arcilla fina, sin pendientes laterales; fondo

adecuadamente parejo y regular con ocasionales hoyas planas; variación en profundidad;maderas prácticamente vírgenes, muy poco crecimiento inferior excepto manchas densas

ocasionales de ramaje y árboles pequeños, algunos troncos y árboles caídos muertos.

0.125

24

Rio natural en suelo de arcilla arenosa. Curso muy sinuoso, pendiente lateral irregular y fondo

desparejo. Muchas raíces árboles y ramas, grandes troncos y otros residuos sobre el fondo.Hay árboles cayendo continualente en el canal debido a la erosión de las márgenes.

0.150

Fuente: Ven te Chow, Hidráulica de los canales abiertos. ISBN 968-13-1327-5

Coeficiente K para la fórmula de Strickler

Clase Naturaleza de las paredes K

A Tuberías .

. bronce liso77-

111

. acero soldado71-

100

. acero remachado 59-77

. hierro fundido, revestido71-

100

. hierro fundido, no revestido 63-91

. hierro 67-83

. hierro galvanizado 59-77

77-

. vidrio 111

. cemento alisado77-100

. hormigón acabado 71-91

. hormigón no acabado 63-83

. gres 59-91

B Canales revestidos .

. concreto sobre excavación en roca 45-59

. piedra cementada 33-59

. muro seco 29-43

. asfalto 63-77

. fondo con grava y paredes de hormigón 40-59

C Canales no revestidos .

. en tierra con trazado regular 33-63

. en tierra, sinuosos y lentos, sin vegetación 33-43

. en tierra, sinuosos y lentos, con abundante vegetación 25-33

. en roca con forma regular 25-40

. en roca con forma irregular 20-29

. en tierra, en mal estado y con abundante vegetación 8-20

D Cursos de agua naturales .

. pequeños cursos de agua en zonas planas, limpios, rectos y sin estancamientos de agua 30-40

. pequeños cursos de agua en zonas planas, limpios, sinuosos y con estancamintos de agua 22-30

. tramos lentos, con vegetación (pastos) y estanques profundos 13-20

. tramos con mucha hierba, estanques profundos, notablemente obstaculizados por árboles 7-13

.ríos de montaña, con fondo de grava media y gruesa y pocas rocas, paredes laterales pocoinclinadas

20-33

. ríos de montaña, con fondo de grava gruesa y rocas grandes, paredes laterales poco inclinadas 14-25

E Áreas de expansión de cursos de agua

. con pasto 20-40

. con áreas cultivadas 20-50

. con arbustos 14-29

. con muchos árboles 8-13

F Ríos grandes (ancho de la superficie del agua mayor a 30 m)

. sección regular sin rocas o vegetación 17-40

. sección irregular 10-29

Fuente: Nuovo Colombo - Manuale dell'Ingegnere - H-29

Véase también

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