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Alcantarilla circular (TMC / concreto)

Dimensiona una alcantarilla circular (tubería TMC o de concreto) por el caudal de diseño con la ecuación de Manning: obtén el tirante, el llenado y/D, la velocidad, el régimen, el tirante crítico y la capacidad, con verificación de llenado y velocidad y elección del número de tubos.

Ejemplos:
Caudal y tubería
Material, pendiente y llenado

1 tubo(s) Ø1.2 m · Q = 1.2 m³/s

y = 0.529 m (44% de D)

V = 2.5 m/s · Supercrítico (Fr 1.26) · capacidad ≈ 2.723 m³/s

✓

y/D ≤ 75%

✓

V ≥ 0.6 m/s

✓

V ≤ 6 m/s

Sección del tubo

Ø D = 1.2 m

Tirante y = 0.529 m

Llenado y/D = 44%

Tirante y

0.529 m

Llenado y/D

44 %

Q por tubo

1.2 m³/s

y crítico

0.596 m

Velocidad

2.5 m/s

Cap. recom.

2.723 m³/s

Q máx.

3.213 m³/s

Q a tubo lleno

2.987 m³/s

Procedimiento

  1. 1Tirante normal (Manning) para Q/tubo = 1.2 m³/s → y = 0.529 m (y/D = 44.1%).
  2. 2Sección: A = 0.481 m², R = 0.276 m, V = Q/A = 2.5 m/s (Froude 1.26, Supercrítico).
  3. 3Tirante crítico yc = 0.596 m (yc/D = 49.7%).
  4. 4Capacidad recomendada (y ≤ 75%·D): 2.723 m³/s por tubo · 2.723 m³/s en 1 tubo(s). Qmáx (94%·D) ≈ 3.213; a tubo lleno 2.987 m³/s.

Dimensionamiento hidráulico a superficie libre (Manning). En sección circular el caudal máximo ocurre a y/D ≈ 0.94, no a tubo lleno. Para caudales que llenan el tubo se requiere el análisis de control de entrada/salida (HW, nomogramas HY-8). No incluye el diseño estructural ni la socavación a la salida. Resultado referencial.

¿Cómo se dimensiona?

Con flujo a superficie libre, la tubería se comporta como un canal: se calcula el tirante normal por Manning para el caudal de diseño y se limita el llenado a ~75% del diámetro (deja aire y evita el flujo inestable cercano al lleno). En una sección circular el caudal máximo ocurre a y/D ≈ 0.94, ligeramente por encima del caudal a tubo lleno. Si el caudal supera ese máximo, la alcantarilla trabaja a presión y se requiere el análisis de control de entrada/salida.

Alcance

Es un dimensionamiento hidráulico. No incluye el diseño estructural de la tubería (relleno, cargas de tránsito), la carga hidráulica (HW) por nomogramas (HY-8) ni la protección contra socavación a la salida. Los coeficientes de Manning y el caudal de diseño deben tomarse del estudio hidrológico e hidráulico del proyecto. Resultado referencial.

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