Calculadora de capacidade de drenagem
Esta calculadora estima a capacidade de escoamento por gravidade de uma tubulação circular fluindo plena. Ela utiliza o diâmetro interno do tubo em polegadas, a declividade longitudinal em porcentagem e um coeficiente de rugosidade de Manning n, e devolve o resultado em galões americanos por minuto (GPM).
Trata-se de um cálculo hidráulico de triagem, não de uma tabela de dimensionamento de código de encanamento. Confirme que o diâmetro informado é o diâmetro hidráulico interno real e que o coeficiente de rugosidade selecionado representa a condição instalada do tubo.
Fórmula
A Federal Highway Administration dos EUA fornece a forma para tubulação circular plena:
Q = 53,01 × D^(8/3) × S^(1/2) ÷ n
Aqui, Q é a vazão em pés cúbicos por dia, D é o diâmetro em polegadas, S é a declividade em ft/ft e n é o coeficiente de rugosidade de Manning. A calculadora converte uma declividade informada em porcentagem para ft/ft dividindo por 100 e, em seguida, converte pés cúbicos por dia para GPM.
Diâmetro e n devem ser positivos. Uma declividade zero devolve capacidade ideal zero por gravidade; uma declividade negativa é inválida para este modelo direcional.
Exemplo completo
Para um tubo liso de 4 polegadas com 1% de declividade e n = **0,012**:
S = 1 ÷ 100 = 0,01 ft/ft
O resultado de Manning é de cerca de 17.810 ft³/dia. Convertendo as unidades, obtém-se aproximadamente 92,5 GPM. Pequenas diferenças podem surgir de constantes arredondadas.
Em resumo, este tubo de 4 polegadas com 1% de declividade e n = 0,012 tem uma capacidade estimada de escoamento pleno de 92,5 GPM.
O que significa o resultado
O resultado é a capacidade idealizada de escoamento uniforme quando o conduto circular funciona pleno sob a declividade e a resistência assumidas. Um diâmetro maior tem efeito acentuado porque é elevado à potência 8/3. Um coeficiente de rugosidade mais alto reduz a estimativa, enquanto uma declividade mais acentuada a eleva de acordo com a raiz quadrada.
O número não é a quantidade de chuva que um local pode aceitar com segurança. Área de captação, intensidade pluviométrica, captura nas entradas, armazenamento, controles de jusante e sobrecarga admissível devem ser avaliados separadamente.
Precisão e limitações
A equação de Manning pressupõe comportamento de canal aberto, permanente, uniforme e conduzido por gravidade. Um tubo fluindo completamente pleno pode, em vez disso, estar pressurizado; nesse caso, perdas de energia, condições de contorno e um modelo de escoamento sob pressão podem ser mais apropriados. A calculadora não modela profundidade parcial, perdas de entrada ou saída, curvas, junções, nível de jusante, sedimentos, obstruções, envelhecimento, arraste de ar ou remanso.
Os valores de n publicados são estimativas, e a condição instalada pode ser diferente. Normas locais de encanamento, águas pluviais, rodovias e meio ambiente podem impor diâmetros mínimos, chuvas de projeto, razões de preenchimento, velocidades e fatores de segurança. Um projetista qualificado deve verificar o código aplicável e o sistema completo antes da construção.
Fontes
- FHWA Geotechnical Engineering Circular, Chapter 7 — equação para tubulação circular plena, definições das variáveis e valores de rugosidade de exemplo.
- FHWA Hydraulic Design of Safe Bridges — equação geral de descarga de Manning e o fator de conversão para unidades usuais americanas.
Registro editorial
Texto redigido e verificado quanto às fórmulas pela equipe editorial da SoupCalc. O exemplo de 4 polegadas no estilo FHWA, o comportamento com declividade zero, a validação de rugosidade e a conversão de unidades foram testados de forma independente.
Última revisão: 11 de agosto de 2026. A página permanece indisponível para indexação e anúncios até a conclusão de todas as localizações aprovadas.