El documento describe varios métodos para calcular el caudal en sistemas de drenaje vial, incluyendo el método racional, el método racional modificado, y ecuaciones para calcular el caudal en alcantarillas, cunetas, sumideros y colectores. Explica cómo usar la ecuación de Manning para determinar el caudal basado en parámetros como la velocidad, área, perímetro, radio hidráulico, pendiente y coeficiente de Manning.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÒN
SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO
POLITECNICO SANTIAGO MARIÑO
ESCUELA DE CIVIL
MÉTODOS PARA CALCULAR EL CAUDAL
APORTANTE EN ALGUNOS SISTEMAS DE
DRENAJE VIAL SUPERFICIAL
Elaborado por: Hernández Luis A.
C. I...: 9479054
Mérida, Marzo 2016.

2. MÉTODO RACIONAL
La determinación del gasto de diseño para un sistema de recolección o drenaje de aguas
de lluvia en áreas urbanas atiende generalmente al método racional.
Este método asume el caudal máximo que se acumula en jun determinado punto, esta
expresado por la acumulación:
Q = caudal en m3/ seg.
C = coeficiente de escorrentía.
I = intensidad de lluvia (m2 / seg ha.).
A = área en ha.
Figura 1. Representación grafica del método racional.
MÉTODO RACIONAL MODIFICADO.
Permite estimar de forma sencilla caudales punta en cuencas de drenaje naturales con
áreas menores de 770 km
2
y con tiempos de concentración (Tc) de entre 0.25 y 24 horas,
la fórmula es la siguiente:
Q = 0,278 CIAK

3. Donde:
Q : Descarga máxima de diseño (m3/s)
C : Coeficiente de escorrentía para el intervalo en elque
se produce I.
I : Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h)
A : Área de la cuenca (Km2)
K : Coeficiente de Uniformidad
ALCANTARILLAS
Donde:
: Caudal (m
3
/s) Q
: Velocidad media de flujo (m/s) V
: Área de la sección hidráulica (m
2
) A
: Perímetro mojado (m) P
: Radio hidráulico (m) R
: Pendiente de fondo (m/m) S
: Coeficiente de Manning n
BORDE LIBRE
El diseño hidráulico del badén también debe contemplar mantener un borde libre
mínimo entre el nivel del flujo máximo esperado y el nivel de la superficie de rodadura,
a fin de evitar probables desbordes que afecten los lados adyacentes de la plataforma
vial.
Generalmente, el borde libre se asume igual a la altura de agua entre el nivel de flujo
máximo esperado y el nivel de la línea de energía, sin embargo, se recomienda adoptar
valores entre 0.30 y 0.50m.

4. Donde:
: Caudal (m
3
/s) Q
: Velocidad media de flujo (m/s) V
: Área de la sección hidráulica (m
2
) A
: Perímetro mojado (m) P
: Radio hidráulico (m) R
: Pendiente de fondo (m/m) S
: Coeficiente de Manning n
CUNETAS
Se rige por dos límites:
• Caudal que transita con la cuneta llena
• Caudal que produce la velocidad máxima admisible
Para el diseño hidráulico de las cunetas utilizaremos el principio del flujo en canales
abiertos, usando la ecuación de Manning:

5. CUNETAS TRIANGULARES
La capacidad hidráulica de las cunetas triangulares se puede calcular empleando la
ecuación de Manning, expresada de la siguiente manera:
Dónde:
Q = Gasto.
n = Coeficiente de Manning.
Ω = Área de la sección.
R = Radio hidráulico.
i = Pendiente longitudinal.
SUMIDEROS
Dónde:
Q = Gasto (m3/seg).
P = Perímetro exterior de la reja, sin contar espesor de barras externas (m).
H = Altura de agua sobre la reja (m).
C = Coeficiente experimental de gasto.
El coeficiente C de acuerdo a las experiencias americanas es igual a 1,6 en unidades
métricas.
Al utilizar esta expresión es necesario tener presente que las experiencias americanas se
realizaron con el sumidero colocado en una depresión y que las ranuras de la reja eran
más largas y anchas que los sumideros locales. Así mismo, se recomienda usar la mitad

6. del perímetro a fin de tomar en cuenta la obstrucción parcial del perímetro de la reja por
barras, ramas o basuras.
COLECTORES
Para las condiciones de diseño los colectores secundarios funcionarán con escurrimiento
libre. Por lo general los colectores de la red secundaria son de sección circular. Para ello
el diámetro de los tubos se selecciona de manera que para el caudal máximo de diseño
la altura de agua sea igual o menor que 0,8 veces el diámetro D. Si la altura de agua es
igual a 0,8D, la velocidad media del flujo, V, y el gasto, Q, están relacionados con el
diámetro del tubo, la pendiente longitudinal y el coeficiente de rugosidad del material
mediante las siguientes relaciones, basadas en la ecuación de Manning para flujo
uniforme:
donde :
V = Velocidad media del flujo, en metros por segundo.
Q = Gasto, en metros cúbicos por segundo.
I = Pendiente de fondo del tubo, en metro por metro, (adimensional).
D = Diámetro interior del tubo, en metros.
n = Coeficiente de rugosidad de Manning.