¿Qué es la calculadora de caudal en vertedero rectangular?
Un vertedero rectangular es una escotadura de forma rectangular practicada en una pared transversal a un canal abierto, que sirve para medir o controlar el flujo de agua. Basta con medir la carga (la altura del agua por encima de la cresta) para determinar el caudal con buena precisión. Esta calculadora aplica la ecuación clásica del vertedero para transformar la carga, el ancho de cresta y un coeficiente de descarga en un caudal. Es una herramienta hidráulica universal y no está vinculada a la normativa de ningún país.
Cómo usarla
Introduce el coeficiente de descarga (Cd), normalmente entre 0,60 y 0,62 para un vertedero de pared delgada; el ancho de cresta L en metros; la carga H sobre la cresta en metros; y la aceleración de la gravedad g (9,81 m/s² por defecto). La calculadora devuelve el caudal tanto en metros cúbicos por segundo como en litros por segundo.
La fórmula explicada
La ecuación que rige el cálculo es $$Q = \frac{2}{3} \, \text{C}_d \cdot \text{L} \cdot \sqrt{2 \, \text{g}} \cdot \text{H}^{1.5}$$ El factor \(\frac{2}{3}\) surge de integrar el perfil de velocidades a lo largo de la profundidad del flujo, suponiendo una distribución triangular de velocidades. El término \(\sqrt{2 \, \text{g}}\) proviene del teorema de Torricelli, que relaciona la altura de velocidad con la velocidad de descarga. El caudal crece con la potencia \(\frac{3}{2}\) de la carga, de modo que pequeños incrementos del nivel del agua producen grandes aumentos del flujo.
Ejemplo resuelto
Para \(C_d = 0{,}62\), \(L = 1{,}0 \text{ m}\), \(H = 0{,}3 \text{ m}\) y \(g = 9{,}81 \text{ m/s}^2\): \(\sqrt{2 \cdot 9{,}81} = 4{,}429\), \(H^{1.5} = 0{,}1643\), así que $$Q = 0{,}6667 \times 0{,}62 \times 1{,}0 \times 4{,}429 \times 0{,}1643 \approx 0{,}3008 \text{ m}^3/\text{s}$$ es decir, unos 300,8 L/s.
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de Cd debo utilizar? Para un vertedero rectangular de pared delgada y bien ventilado, el Cd suele situarse entre 0,60 y 0,62. Los vertederos de pared gruesa presentan coeficientes efectivos más bajos.
¿Tiene en cuenta las contracciones laterales? No: emplea la forma sin contracción (de ancho completo). Para un vertedero con contracción, reduce la longitud efectiva L en aproximadamente 0,1H por cada contracción.
¿Qué unidades utiliza? Metros para la longitud y la carga, y m/s² para la gravedad, lo que da el caudal en m³/s (y en litros por segundo).
