1 Cálculo según la sección del canalo 1.1 Canales de sección rectangularo 1.2 Canales de sección triangularo 1.3 Canales de sección trapezoidalo 1.4 Canales de sección circularo 1.5 Canales de secciones especialeso 1.6 Canales de sección irregular

2 Usos del radio hidráulico 3 Véase también 4 Referencias

Cálculo según la sección del canal[editar]

Las expresiones que permiten su cálculo son función de la forma geométrica de la sección

transversal del canal.

En la siguiente tabla se resumen las secciones más utilizadas con las unidades del sistema

internacional.

Canales de sección rectangular[editar]

Área mojada: 

Perímetro mojado: 

Donde:

L = ancho de la base del canal (en m).

h = altura del nivel del líquido dentro de la sección rectangular.

Canales de sección triangular[editar]

Área mojada: 

Perímetro mojado: 

Donde:   siendo:   el ángulo del talud con la vertical.

Canales de sección trapezoidal[editar]

Área mojada: 

Perímetro mojado: 

Canales de sección circular[editar]

Área mojada:  ; o expresando el ángulo en

radianes :  ...

Perímetro mojado:  ; o igualmente 

Donde: r = radio de la sección circular (en m); la sección mojada limitada por la cuerda c, que

sostiene el ángulo al centro Φ medido en grados sexagesimales. [  cuando se expresa en

radianes]

Y por tanto Radio hidráulico:   ; o

igualmente 

El calado que proporciona el radio hidráulico máximo (lo que significa caudal máximo a

igualdad de otras variables) corresponde al valor de   que hace mínima la

expresión  . Esta ecuación es una ecuación trascendente, con varios mínimos, que se

pueden obtener resolviendo otra ecuación trascendente, la  . La primera

solución de esta ecuación (que es la que vale para obtener el ángulo y el calado buscados),

obtenida por métodos numéricos, es   rad, y  . Por tanto,

El Radio hidráulico máximo de una conducción circular es : 

En el caso particular de las conducciones circulares trabajando con sección plena, es decir en

presión, el radio hidráulico en función del diámetro   es:

   ; es decir : 

De lo anterior se deduce que el radio hidráulico a sección llena es el 82,2% del radio hidráulico

máximo que puede proporcionar la sección circular. En la fórmula del caudal   el

valor del radio hidráulico interviene con un exponente de 2/3 (del término de velocidad de

la Fórmula de Manning), pero interviene también la sección mojada, que depende del

ángulo  , con lo que el caudal que una sección circular es capaz de transportar a sección

llena es aproximadamente el 93% del máximo. Este valor máximo, que es un 7,5 % mayor que

el de la sección llena, se consigue cuando queda una pequeña sección superior libre

(correspondiente a   rad aproximadamente).

Canales de secciones especiales[editar]

Se han usado en el pasado y se siguen usando, especialmente para canalizaciones de aguas

servidas, o canalizaciones mixtas de aguas servidas y aguas de lluvia, donde la variación de

caudales en el tiempo puede ser considerable, secciones especiales o compuestas. En estos

casos la determinación de los parámetros A, P y R se realiza caso por caso en función de la

geometría de la sección. El radio hidráulico de un canal o ducto, generalmentre representado

por la letra R y expresado en m, es la relación entre:

El área mojada (A, en m²); y,

El perímetro mojado (P, en m)

Su determinación es función de la forma geométrica del canal.

Canales de sección irregular[editar]

Es el caso general para los canales naturales, pero existen también canales construidos con

secciones geométricas definidas, y que en el transcurso del tiempo, por efecto de la erosión,

se han transformado en irregulares y deben ser tratados como tales para obtener resultados

de análisis correctos.

En estos casos se determina, durante visitas de campo, los tramos que se pueden considerar

homogéneos con buena aproximación. Después del levantamiento topográfico y batimétrico

de la sección, se divide la misma en fajas verticales. Para cada faja vertical "i" se

determina Ai, considerándolo un triángulo, o un trapecio; y como Pi, se considera el respectivo

tramo de fondo. De esta forma el cálculo del área mojada y del perímetro mojado se hace con

las expresiones:

 y 

Usos del radio hidráulico[editar]

El radio hidáulico se emplea en el cálculo de pérdidas de carga según, la fórmula de Manning:

donde: I es el gradiente hidráulico, o perdida de carga por unidad de longitud; n es el

coeficiente de Manning, v la velocidad del fluido y Rh el radio hidráulico. Evidentemente las

unidades deben ser coherentes entre si.

Véase también[editar]