¿Qué es el radio hidráulico?
El radio hidráulico (\(R_h\)) es un parámetro fundamental en la hidráulica de canales abiertos y de tuberías. Se define como la relación entre el área de la sección transversal del flujo y el perímetro mojado, es decir, la longitud del contorno del canal que está en contacto con el fluido. En la práctica, el radio hidráulico indica cuán "eficiente" es la forma de un canal para conducir el caudal: cuanto mayor es el radio hidráulico, menor es la resistencia por fricción por unidad de área de flujo.
Cómo usar esta calculadora
Introduce el área de la sección transversal del flujo (A) y el perímetro mojado (P) en unidades coherentes (por ejemplo, metros cuadrados y metros). La calculadora divide A entre P y devuelve el radio hidráulico en unidades de longitud. Asegúrate de que ambos datos usen la misma unidad base de longitud para que el resultado tenga sentido.
La fórmula explicada
La ecuación que la rige es, sencillamente,
$$R_h = \frac{\text{Área (A)}}{\text{Perímetro mojado (P)}}$$Aquí A es el área de la sección del fluido perpendicular al flujo y P es el perímetro mojado, es decir, únicamente la parte del contorno que toca el fluido, sin incluir la superficie libre del agua. Para una tubería circular completamente llena de diámetro D, \(R_h = (\pi D^2/4) / (\pi D) = D/4\). Este valor se utiliza directamente en las ecuaciones de Manning y de Chézy para estimar la velocidad del flujo y el caudal.
Ejemplo resuelto
Imagina un canal rectangular que transporta agua con 2 m de profundidad y 5 m de ancho. El área de flujo es \(A = 2 \times 5 = 10\ \text{m}^2\). El perímetro mojado es la base más los dos laterales: \(P = 5 + 2 + 2 = 9\ \text{m}\) (la superficie superior está abierta y no se contabiliza). Entonces $$R_h = \frac{10}{9} \approx 1{,}111\ \text{m}$$
Preguntas frecuentes
¿La superficie del agua cuenta en el perímetro mojado? No. Solo se incluye el contorno sólido que está en contacto con el fluido; la superficie libre queda excluida.
¿Qué unidades debo utilizar? Cualquiera, siempre que el área y el perímetro compartan la misma unidad base de longitud. El resultado se expresa en esa unidad de longitud.
¿Para qué sirve el radio hidráulico? Es un dato clave en las fórmulas de Manning y de Chézy para calcular la velocidad del flujo y el caudal en canales y en tuberías parcialmente llenas.
