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Velocidad Manning en canal abierto

Introduzca una rugosidad de 0,013, un radio hidráulico de 1 m y una pendiente de 0,001, y la fórmula de Manning le da la velocidad media del flujo en metros por segundo; con unidades estadounidenses trabaja en pies con el factor 1,486. Gratis en su navegador.

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Ejemplo resuelto

Si escribe

Rugosidad: 0,013
Radio hidráulico: 1
Pendiente: 0,001

Obtiene

Sistema de unidades: Si
Coeficiente k de Manning: 1
Velocidad: 2,4325212771
Unidad de velocidad: m/s

La velocidad media en un canal abierto es el primer número que necesita un chequeo de drenaje, riego o hidráulica fluvial cuando ya se conocen la rugosidad, el radio hidráulico y la pendiente del lecho. La fórmula de Manning entrega esa velocidad de forma directa: V igual a k entre n por R elevado a dos tercios por la raíz cuadrada de S. Esta calculadora de velocidad Manning en canal abierto admite el coeficiente de rugosidad n, el radio hidráulico R y la pendiente de energía o de lecho S, y devuelve la velocidad media en metros por segundo si usted usa unidades SI con k igual a uno, o en pies por segundo si usa unidades consuetudinarias de EE. UU. con k igual a 1.486.

Fórmula de Manning para la velocidad media en canal abierto

La ley empírica de resistencia de Robert Manning es el camino cotidiano con el que ingenieros civiles y agrícolas convierten un número de rugosidad, un radio hidráulico y una pendiente en una velocidad media. Escrita para flujo uniforme es V igual a k entre n por R elevado a dos tercios por la raíz cuadrada de S.

El radio hidráulico R es el área de flujo dividida por el perímetro mojado; es una longitud, no el radio geométrico de un círculo, y es el tamaño característico que aparece en toda fórmula de fricción de canal abierto. La pendiente S es el gradiente de energía adimensional, a menudo tomado como pendiente de lecho en tramos prismáticos largos a calado normal.

El coeficiente de rugosidad n agrupa textura del grano, vegetación, irregularidades y alineación en un solo número: el hormigón acabado suele situarse cerca de 0.012 a 0.015, los canales de tierra cerca de 0.020 a 0.030, y los cauces con maleza o cantos aún más altos. El factor k lleva el sistema de unidades. En SI, con R en metros, k vale uno y V sale en metros por segundo.

En unidades consuetudinarias de EE. UU., con R en pies, k vale 1.486 y V sale en pies por segundo; algunos manuales redondean ese factor a 1.49, pero esta calculadora conserva 1.486 para que la automatización no se desvíe de la conversión habitual de los libros. Como n está en el denominador y S va bajo una raíz cuadrada, ninguno puede ser cero ni negativo: una rugosidad nula implicaría flujo sin fricción, y una pendiente nula o adversa no impulsaría una velocidad positiva de flujo uniforme bajo esta ley.

Un n o una S negativos son un error de datos, no un caso físico que esta página anuncie. El radio hidráulico también debe ser positivo, porque una sección seca o degenerada no tiene una velocidad media con sentido que informar.

Cuándo le ayuda calcular la velocidad de Manning

Los diseñadores de drenaje y riego dimensionan cunetas, canales revestidos y laterales de tierra tomando primero el radio hidráulico de la sección desde topografía o un auxiliar geométrico, y aplicando después la ecuación de Manning para ver si la velocidad media queda por debajo de un límite erosivo o por encima de un límite de sedimentación. Las hojas municipales de aguas pluviales que mezclan tramos SI y consuetudinarios de EE.

UU. necesitan un oráculo determinista para que un k de 1.486 no se convierta en 1.49 en una celda y en 1 en la siguiente. Los cursos universitarios de canales abiertos y los generadores de exámenes necesitan las formas SI y de EE. UU. sin mantener dos caminos de código, y necesitan que los casos de n nulo y pendiente nula fallen con claridad en lugar de devolver infinito o un NaN silencioso.

Las aplicaciones de campo de cuadrillas topográficas pueden aceptar un n medido o de diseño, un R de geometría de mira y una pendiente de lecho levantada, y devolver la velocidad media para calibrar la rugosidad. Esta página no es un resolutor de geometría de sección trapezoidal y no calcula R desde ancho de solera, calado y talud; no es un iterador de calado normal y no despeja la profundidad de flujo dado un caudal.

Prefiera esta capacidad cuando ya tenga n, R y S y solo necesite la velocidad media.

Qué puede hacer con ella

Comprobaciones de velocidad en canales y cunetas

Convierta un n de Manning de diseño, el radio hidráulico y la pendiente de lecho en velocidad media y compare el resultado con la velocidad máxima admisible del revestimiento o del suelo.

Oráculos de deberes y exámenes de canal abierto

Deje que el alumnado envíe n, R y S en unidades SI o consuetudinarias de EE. UU. y verifique V = (k/n)·R^(2/3)·√S, con rechazo claro de n o pendiente nulos o negativos.

Entradas para hojas y modelos de aguas pluviales

Produzca una serie determinista de velocidad media a partir de la rugosidad del tramo, el radio hidráulico y la pendiente de energía sin incrustar factores k contradictorios en un libro de cálculo.

Preguntas frecuentes

¿Qué ocurre si el coeficiente de rugosidad o la pendiente es cero o negativo?

La ley de Manning no está definida para n ≤ 0 o S ≤ 0; esos fallos no se facturan.

¿Obtiene esta herramienta el calado normal o el caudal del canal?

No. Evalúa solo la velocidad media a partir de n, R y S. Calcule primero el radio hidráulico desde la geometría si lo necesita, y multiplique V por el área usted mismo si necesita el caudal.

¿Cuánto cuesta la calculadora de velocidad Manning en canal abierto?

La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta en local.

¿Puedo trabajar en pies en lugar de metros?

Sí. Elija las unidades estadounidenses, introduzca el radio hidráulico en pies y la calculadora aplica el factor 1,486 y devuelve pies por segundo. Con unidades del SI el factor es 1 y el resultado sale en metros por segundo.

¿Qué coeficiente de rugosidad debo usar?

El que corresponda al revestimiento del canal. El hormigón acabado suele rondar 0,012 a 0,015, los canales de tierra 0,020 a 0,030, y los cauces con maleza o cantos rodados quedan aún por encima.

Herramientas relacionadas

Para desarrolladores — acceso por API

Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.

Endpoint de API

POSThttps://api.kit.forhosting.com/earth/manning-velocity

¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.

Llámela desde su stack

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-velocity \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"roughness":0.013,"hydraulic_radius":1,"slope":0.001}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-velocity", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "roughness": 0.013,
    "hydraulic_radius": 1,
    "slope": 0.001
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-velocity",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "roughness": 0.013,
    "hydraulic_radius": 1,
    "slope": 0.001
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-velocity", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"roughness":0.013,"hydraulic_radius":1,"slope":0.001}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"roughness":0.013,"hydraulic_radius":1,"slope":0.001}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-velocity", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

Ejemplo de solicitud

{
  "roughness": 0.013,
  "hydraulic_radius": 1,
  "slope": 0.001
}

Ejemplo de respuesta

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "earth.manning_velocity",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.

Precio

Por solicitud$0.002

Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.

Errores

HTTP	Código	Significado
`401`	`unauthorized`	API key ausente o inválida.
`402`	`insufficient_balance`	El saldo no cubre el precio de la tarea.
`404`	`unknown_type`	El tipo de tarea no existe.
`429`	`rate_limited`	Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear.

Notas técnicas

Un coeficiente de rugosidad o una pendiente nulos o negativos se rechazan con invalid_input, porque la ley de resistencia no está definida cuando n o S no pueden ser positivos.

Contrato de entrada, forma de la respuesta y errores

Envíe por POST un cuerpo JSON con tres números finitos obligatorios: roughness (alias n, manning_n, roughness_coefficient y manning_roughness), el coeficiente de Manning positivo; hydraulic_radius (alias r, R, radius y rh), el radio hidráulico positivo en metros para SI o en pies para las unidades de EE. UU.; y slope (alias s, S, bed_slope, energy_slope, s0 y friction_slope), la razón adimensional positiva de desnivel sobre recorrido. El campo opcional unit_system admite el conjunto cerrado si o us y por defecto es si. Los valores pueden llegar como números JSON o como cadenas numéricas que coincidan con un patrón finito estricto. Campos ausentes, valores no finitos, rugosidad o pendiente nulas o negativas, radio hidráulico no positivo, n por encima de diez, S por encima de diez o R por encima de un billón fallan con invalid_input y un mensaje que nombra el campo; esos fallos no se facturan. En el éxito el cuerpo repite roughness, hydraulic_radius, slope y el unit_system resuelto, y luego devuelve manning_k (uno o 1.486), velocity, velocity_unit (m/s o ft/s), method igual a manning, una cadena de fórmula compacta y una equation rellenada con los números redondeados. Ejemplo: roughness 0.013, hydraulic_radius un metro, slope 0.001, unidades SI produce unos 2.4325 metros por segundo, porque uno entre 0.013 por uno elevado a dos tercios por la raíz de 0.001 es ese valor. El precio es un $0.002 fijo por petición exitosa con unidad item; la validación fallida no consume saldo prepago.

Dónde una API de velocidad de Manning aporta valor

Como la implementación es parse pura de nivel A, cada llamada exitosa cuesta el precio base publicado $0.002 sin tokens de modelo ni red saliente.

Preguntas técnicas

¿Cómo se calcula la velocidad en canal abierto con la ecuación de Manning?

Envíe roughness n, hydraulic_radius R y slope S, todos finitos y positivos. La API devuelve V = (k/n)·R^(2/3)·√S, con k = 1 en SI (m/s) o k = 1.486 en unidades de EE. UU. (ft/s).

¿Qué unidades emplea la calculadora de velocidad de Manning?

unit_system si (predeterminado) toma R en metros y devuelve m/s con k = 1. unit_system us toma R en pies y devuelve ft/s con k = 1.486. La pendiente es siempre una razón adimensional.

Ver la documentación completa del KIT →

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