Calculadora de capacidad de drenaje
Esta calculadora estima la capacidad de flujo por gravedad de una tubería circular que funciona llena. Utiliza el diámetro interior en pulgadas, la pendiente longitudinal en porcentaje y el coeficiente de rugosidad de Manning n; el resultado se expresa en galones estadounidenses por minuto (GPM).
Se trata de una evaluación hidráulica preliminar, no de una tabla de dimensionamiento de un código de fontanería. Confirma que el diámetro introducido sea el diámetro hidráulico interior real y que el coeficiente de rugosidad represente el estado de la tubería instalada.
Fórmula
La Administración Federal de Carreteras de EE. UU. ofrece esta forma para una tubería circular llena:
Q = 53,01 × D^(8/3) × S^(1/2) ÷ n
Aquí Q se expresa en pies cúbicos por día, D es el diámetro en pulgadas, S es la pendiente en ft/ft y n es el coeficiente de Manning. La calculadora divide entre 100 la pendiente introducida como porcentaje para convertirla a ft/ft y después transforma el caudal de pies cúbicos por día a GPM.
El diámetro y n deben ser positivos. Una pendiente de cero produce una capacidad ideal por gravedad de cero; una pendiente negativa no es válida para este modelo direccional.
Ejemplo resuelto
Para una tubería lisa de 4 pulgadas, con una pendiente del 1 % y n = **0,012**:
S = 1 ÷ 100 = 0,01 ft/ft
La ecuación de Manning produce unos 17.810 ft³/día. Tras convertir las unidades, el resultado es aproximadamente 92,5 GPM. Pueden aparecer pequeñas diferencias por el redondeo de las constantes.
En resumen, la capacidad estimada a sección llena de esta tubería de 4 pulgadas, al 1 % y con n = 0,012, es de 92,5 GPM.
Cómo interpretar el resultado
El resultado representa la capacidad idealizada de flujo uniforme cuando el conducto circular está lleno bajo la pendiente y la resistencia supuestas. Aumentar el diámetro tiene un efecto considerable porque se eleva a la potencia 8/3. Un coeficiente de rugosidad mayor reduce la estimación, mientras que una pendiente más pronunciada la aumenta según su raíz cuadrada.
La cifra no indica cuánta lluvia puede admitir una parcela con seguridad. El área de captación, la intensidad de precipitación, la captación de las entradas, el almacenamiento, los controles aguas abajo y la sobrecarga permitida deben analizarse por separado.
Precisión y límites
La ecuación de Manning supone un flujo estacionario, uniforme y movido por gravedad, propio de un canal abierto. Una tubería completamente llena puede estar presurizada; en tal caso pueden ser más adecuados un modelo de flujo a presión y el análisis de pérdidas de energía y condiciones de contorno. La calculadora no modela profundidad parcial, pérdidas de entrada o salida, codos, uniones, nivel aguas abajo, sedimentos, obstrucciones, envejecimiento, aire arrastrado ni remanso.
Los valores publicados de n son estimaciones y el estado instalado puede ser distinto. Las normas locales de fontanería, aguas pluviales, carreteras y medioambiente pueden imponer diámetros mínimos, tormentas de diseño, grados de llenado, velocidades y factores de seguridad. Antes de construir, un profesional cualificado debe comprobar el código aplicable y el sistema completo.
Fuentes
- FHWA, Geotechnical Engineering Circular, capítulo 7 — ecuación para tubería circular llena, definición de variables y ejemplos de rugosidad.
- FHWA, Hydraulic Design of Safe Bridges — ecuación general de caudal de Manning y factor de conversión para unidades estadounidenses.
Registro editorial
Texto redactado y fórmula comprobada por el equipo editorial de SoupCalc. Se probaron de forma independiente el ejemplo de 4 pulgadas basado en FHWA, el comportamiento con pendiente cero, la validación de la rugosidad y la conversión de unidades.
Última revisión: 11 de agosto de 2026.