¿Qué es una calculadora de caudal para vertederos triangulares?
Un vertedero triangular (en V o «V-notch») es una placa delgada con una abertura en forma de V que se coloca atravesando un canal abierto para medir el caudal. Midiendo la carga de agua por encima del vértice de la escotadura puedes determinar la descarga. Esta calculadora aplica la ecuación estándar del vertedero triangular para convertir la carga, el ángulo de la escotadura y un coeficiente de descarga en caudal expresado en m³/s, L/s y m³/h. Es una herramienta hidráulica de uso universal, sin vínculo con normativas de ningún país concreto.
Cómo utilizarla
Introduce la carga \(H\) (altura vertical de la superficie del agua por encima del vértice de la escotadura) en metros, el ángulo \(\theta\) de la escotadura en grados (90° es el más habitual), el coeficiente de descarga \(C_d\) (normalmente entre 0,58 y 0,62 para una escotadura de cresta afilada) y la aceleración de la gravedad \(g\) (9,81 m/s²). La calculadora devuelve la descarga en tres unidades distintas.
La fórmula explicada
La ecuación que gobierna el cálculo es $$Q = \frac{8}{15} \, C_d \, \tan\!\left(\frac{\theta}{2}\right) \sqrt{2 \, g} \; H^{\,2.5}$$ El término \(\tan\!\left(\frac{\theta}{2}\right)\) recoge el ensanchamiento de la sección triangular, mientras que el exponente \(H^{2.5}\) refleja que tanto la profundidad del flujo como el aumento progresivo de la anchura contribuyen a la descarga. La constante \(\frac{8}{15}\) surge de integrar la velocidad sobre el área triangular suponiendo una distribución ideal de velocidades.
Ejemplo resuelto
Para una escotadura de 90° con \(H = 0{,}3\) m, \(C_d = 0{,}6\) y \(g = 9{,}81\): \(\tan(45°) = 1\), \(\sqrt{2 \cdot 9{,}81} = 4{,}429\), \(0{,}3^{2.5} = 0{,}04930\). Entonces $$Q = 0{,}5333 \cdot 0{,}6 \cdot 1 \cdot 4{,}429 \cdot 0{,}04930 \approx 0{,}06987 \ \text{m}^3/\text{s}$$ es decir, unos 69,9 L/s.
Preguntas frecuentes
¿Por qué usar un vertedero en V en lugar de uno rectangular? Los vertederos triangulares son más precisos con caudales bajos, porque su forma estrecha mantiene la sensibilidad de las lecturas de carga incluso cuando la descarga es pequeña.
¿Qué valor de Cd debo emplear? Para una escotadura de 90° de cresta afilada y totalmente contraída, lo habitual es \(C_d \approx 0{,}58\text{–}0{,}60\); consulta los datos de calibración propios de tu vertedero.
¿La carga incluye la velocidad de aproximación del canal? La fórmula básica supone que la velocidad de aproximación es despreciable; con velocidades elevadas puede ser necesario aplicar una corrección por carga de energía.
