Calculadora de vertedero de cresta ancha
Una cresta de 1,5 m con 0,3 m de carga forma régimen crítico con un calado de 0,2 m, dos tercios de la carga. Indique el ancho, la carga aguas arriba y la gravedad y obtenga el caudal teórico, el calado y la velocidad críticos. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Ancho de la cresta
- 1,5
- Carga aguas arriba
- 0,3
- Gravedad
- 9,81
- Profundidad crítica
- 0,2
- Velocidad crítica
- 1,4007141036
- Caudal de descarga
- 0,4202142311
- Caudal
- 0,4202142311
Un vertedero de cresta ancha es un control hidráulico cuya cresta es lo bastante larga, en el sentido del flujo, para que la superficie libre se vuelva paralela a la cresta y se forme régimen crítico. Esta calculadora toma el ancho rectangular de la cresta, la carga aguas arriba medida sobre ella y la aceleración gravitatoria, y devuelve el caudal volumétrico teórico —el gasto Q— según la teoría de régimen crítico. La identidad es Q igual a (dos tercios) a tres medios por el ancho por la raíz de g por la carga a tres medios, que es lo mismo que ancho por calado crítico por velocidad crítica cuando el calado crítico vale dos tercios de la carga. Mantenga coherentes las unidades de longitud y tiempo para que Q sea volumen por tiempo.
Teoría de régimen crítico en un vertedero de cresta ancha
Un vertedero de cresta ancha es un umbral o control rectangular cuya cresta es larga en el sentido de la corriente, normalmente varias veces la carga aguas arriba, de modo que la superficie libre puede volverse paralela a la cresta y establecerse una sección de régimen crítico sobre ella. Los manuales de hidráulica contrastan esta geometría con el vertedero de cresta aguda, donde una placa delgada lanza una lámina libre y el coeficiente de caudal se toma de una curva empírica.
Sobre una cresta ancha el control es, en teoría, el régimen crítico: el número de Froude vale uno, lo que significa que la velocidad media en la profundidad es igual a la raíz cuadrada de la aceleración de la gravedad por el calado local.
El caudal volumétrico Q es el producto del ancho rectangular de cresta b, el calado crítico y la velocidad crítica, que se reescribe de inmediato como Q igual a (dos tercios) elevado a tres medios veces b veces la raíz de g veces H elevado a tres medios. Esta calculadora evalúa esa identidad con un coeficiente de caudal teórico igual a uno. No incorpora un Cd de laboratorio, un factor de contracción lateral, rugosidad ni una reducción por ahogamiento; esos efectos pertenecen a una curva de gasto propia del emplazamiento.
Si la cresta es tan corta que la lámina se despega, la estructura se comporta como un vertedero de cresta aguda y esta fórmula no aplica. El coeficiente (dos tercios) a tres medios vale aproximadamente 0.5443 y se devuelve junto al caudal para que usted pueda comprobar la forma cerrada frente a la vía por calado crítico.
Dónde se usa el caudal teórico del vertedero
Quienes diseñan riego y drenaje emplean un vertedero de cresta ancha como control robusto, tolerante a residuos, que además mide el caudal del canal cuando la cresta es lo bastante larga para el régimen crítico. Una primera estimación de Q a partir del ancho, la carga y g dimensiona la abertura antes de disponer de un Cd de laboratorio o de una curva de gasto de campo, y es honesta al omitir las correcciones por ahogamiento y contracción hasta que existan esos datos.
Los laboratorios docentes piden comparar el caudal medido con la identidad teórica (dos tercios) a tres medios y discutir por qué un Cd real es un poco menor que uno; un oráculo determinista permite a quien imparte generar claves para b, H y g arbitrarios sin un paquete completo de fluidos computacionales.
El personal de campo que revisa un cuenco amortiguador o la cresta de un aliviadero durante una avenida puede convertir una lectura de escala sobre la cresta en volumen por tiempo cuando la estructura es modular (libre, no sumergida). Mantenga las solicitudes pequeñas, fije el caudal redondeado en las pruebas y obtendrá gastos de vertedero reproducibles para deberes, complementos LMS y workers de borde sin montar un solver hidráulico propio.
Qué puede hacer con ella
Comprobaciones de diseño de canales y riego
Estime el caudal modular sobre un vertedero rectangular de cresta ancha a partir del ancho de diseño, la carga de operación y la g local, antes de disponer de una curva de laboratorio.
Claves de tareas y laboratorio de hidráulica
Genere Q, calado crítico y velocidad crítica deterministas para b, H y g arbitrarios, a fin de que el alumnado contraste la identidad (2/3)^{3/2} con datos de canaleta.
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula usa la calculadora de vertedero de cresta ancha?
El coeficiente de caudal es uno; no se aplican Cd de laboratorio, contracciones ni ahogamiento.
¿Por qué el ancho de cresta, la carga aguas arriba y la gravedad deben ser positivos?
Un ancho, una carga o una g no positivos no definen un caudal físico de régimen crítico en este modelo.
¿Qué unidades debo usar en un vertedero de cresta ancha?
Cualquier par coherente de longitud y tiempo. Metros con g en m/s² dan Q en m³/s; pies con g en ft/s² dan Q en ft³/s. La calculadora no convierte unidades.
¿En qué se diferencia un vertedero de cresta ancha de uno de cresta aguda?
Una cresta ancha es lo bastante larga para que la superficie se vuelva paralela a la cresta y el régimen crítico controle el caudal. Una cresta aguda lanza una lámina libre; su Q usa un Cd empírico, no esta identidad (2/3)^{3/2}.
¿El resultado incluye un coeficiente de descarga o el efecto de sumersión?
No. Usa el coeficiente teórico de uno, sin coeficiente de laboratorio, contracción lateral, rugosidad ni reducción por vertedero sumergido. Esos efectos corresponden a una curva de gasto propia del sitio, cuando ya disponga de datos de campo o de laboratorio.
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
¿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
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-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
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$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/broad-crested-weir", false, stream_context_create([
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"method" => "POST",
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]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"crest_width":1.5,"upstream_head":0.3,"gravity":9.81}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/broad-crested-weir", 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
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}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
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"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
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Límites
max_abs_crest_width | 1000000000000 |
max_abs_upstream_head | 1000000000000 |
max_abs_gravity | 1000000000000 |
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
Cada entrada debe ser un número finito estrictamente positivo; campos ausentes, cero, negativos, infinitos y tokens no numéricos fallan con invalid_input y no se facturan. Las llamadas API correctas cuestan $0.002.
Teoría de régimen crítico en un vertedero de cresta ancha
La energía específica medida desde la cresta relaciona entonces la carga aguas arriba H con ese calado crítico y_c mediante H igual a y_c más la carga de velocidad y_c entre dos, de modo que y_c vale dos tercios de H cuando la carga ya incluye el aporte de la velocidad de aproximación o cuando el embalse de aguas arriba es lo bastante ancho para que esa velocidad sea despreciable.
Entradas, unidades, campos de respuesta y valores no válidos
Cero y negativos fallan porque un vertedero de ancho nulo, una carga no positiva o una gravedad no positiva no definen un caudal físico en este modelo. Las magnitudes por encima de 10^{12} se rechazan por quedar fuera del rango admitido. Mantenga las unidades coherentes: metros con metros por segundo al cuadrado dan metros cúbicos por segundo; pies con pies por segundo al cuadrado dan pies cúbicos por segundo. La validación fallida no se cobra. Envíe un cuerpo JSON con tres números finitos estrictamente positivos y obligatorios: crest_width, el ancho rectangular de cresta b; upstream_head, la carga energética H medida sobre la cresta; y gravity, la aceleración gravitatoria g. Los nombres preferidos son esos campos canónicos; se aceptan los alias b, width, B, weir_width y crest para el ancho, los alias H, head, h, water_head y approach_head para la carga, y los alias g, g_accel y gravitational_acceleration para la gravedad, de modo que hojas de cálculo y formularios tipados reutilicen el mismo contrato. Cada valor puede llegar como número JSON o como cadena decimal, incluida la notación científica; se rechazan booleanos, objetos, arreglos, cadenas vacías, NaN e infinitos. Si acierta, el cuerpo ecoa las tres entradas redondeadas a doce decimales, más critical_depth y_c igual a dos tercios de H, critical_velocity igual a la raíz de g por y_c, discharge y flow_rate como el mismo Q volumétrico, coefficient (dos tercios) a tres medios, una cadena de fórmula y method broad_crested_weir_critical_flow.
Dónde se usa el caudal teórico del vertedero
Como la implementación es parse puro de nivel A, cada llamada correcta cuesta el $0.002 publicado, sin tokens de modelo ni red de salida, y una entrada inválida no consume saldo.
Casos de integración
Fixtures de software de canal abierto
Fije el caudal esperado del vertedero en pruebas unitarias con unidades SI e imperiales, incluida gravedad no terrestre, sin incrustar una biblioteca hidráulica completa.
Preguntas técnicas
¿Cuánto cuesta la calculadora de vertedero de cresta ancha?
La herramienta del navegador es gratuita. Las solicitudes API usan saldo prepago de KIT a $0.002 por llamada correcta; la entrada inválida no se cobra.