¿Qué es la fórmula Manning?
La fórmula de Manning es una ecuación desarrollada por Robert Manning en 1891 que caracteriza el flujo de agua alimentada por gravedad en corrientes y canales. Manning determinó que las características de velocidad de flujo de los canales abiertos de agua corriente dependen de varios factores. Esto incluye la pendiente del lecho de la corriente, la rugosidad de las paredes del canal o los bancos de la corriente, y el radio hidráulico del canal. El radio hidráulico se calcula dividiendo el área de la sección transversal de la corriente o canal por su perímetro mojado y las paredes de un canal, o el lecho de la corriente y las orillas de una corriente abierta.
Los hidrólogos usan la fórmula de Manning para determinar el carácter de flujo de las corrientes en condiciones normales e inundables. También se puede usar para determinar el tamaño y la pendiente óptimos de un canal artificial, como un acueducto de suministro de agua. La ecuación de Manning no se relaciona con tuberías cerradas o sistemas presurizados, simplemente para corrientes de agua o canales abiertos a la atmósfera.
Un elemento crítico en la fórmula de Manning es el valor de la rugosidad de la pared, conocido como el coeficiente de Gauckler-Manning. Este número se basa en un conjunto complejo de factores. Se considera la forma del canal, la vegetación específica en el área y la cantidad de flujo de la corriente, como es la estación del año.
Los hidrólogos que tal vez no puedan encuestar un flujo completo pueden acceder a sitios de referencia en Internet que muestran factores de rugosidad para diferentes flujos. Estos pueden aparecer como fotografías de los cauces o bancos. El investigador puede observar el flujo y comparar el banco de flujo con el conjunto de referencia fotográfica para determinar los factores de rugosidad de la ecuación.
La complejidad de la fórmula de Manning cambia para las corrientes que están inundando. La fórmula de Manning debe considerarse una estimación en las mejores condiciones, particularmente porque los lechos de los ríos naturales cambian de carácter en distancias muy cortas. Un cálculo de flujo preciso puede ser técnicamente imposible.
Las mediciones del flujo de la corriente se pueden hacer usando un vertedero o canal de flujo calibrado para medir el volumen de agua a lo largo del tiempo. Los vertederos tienen una sección transversal específica que permite que el agua fluya sobre ella para cada unidad de altura de agua. Estas mediciones se pueden usar para ajustar las variables en la fórmula de Manning para mejorar la estimación. El valor de la fórmula de Manning se usa típicamente en situaciones en las que no se puede medir el flujo de la corriente, ya sea debido a la dinámica de la corriente compleja o en caso de inundación en curso.