Análisis del comportamiento del coeficiente de fricción de Manning bajo diferentes condiciones de flujo en canales de riego

Abstract

El coeficiente “n” de Manning es un número que asume todas las pérdidas de energía generadas por la fricción de un fluido y el medio en que se desarrolla. Esta asunción, permite que comúnmente al diseñar canales de riego, se seleccione únicamente al coeficiente de fricción de Manning en base a la rugosidad del material sin considerar el efecto que se genera el trabajar con diferentes tipos de flujo. En el presente trabajo se analiza la resistencia al flujo y específicamente se determina el comportamiento del coeficiente de fricción (n) de Manning para los flujos permanente uniforme y permanente gradualmente variado (FGV) en el canal metálico de la Universidad Autónoma Chapingo. Estos tipos de flujos se establecieron bajo una misma pendiente y material de revestimiento del canal, en el cual se variaron 13 gastos, para cada uno de estos, se generaron distintas curvas de remanso y de esta forma se analizó el comportamiento del coeficiente “n” de Manning en cada tipo de flujo. Las mediciones de los tirantes se realizaron por medio de sensores ultrasónicos HC-SR04. Los resultados muestran que existe una notable diferencia en el “n” cuando se trabaja en flujo permanente uniforme y FGV. Aunado a esto, en el análisis del FGV, se observaron mayores valores de “n” para curvas tipo S1 (0.0119-0.0214) en comparación a curvas S2 (0.0084-0.012). Analizando el Re y “n”, se observó que la ecuación de Manning representa correctamente la resistencia al flujo cuando este es turbulento supercrítico. Se coincide con lo mencionado con otros investigadores que expresan que el seleccionar un coeficiente de Manning en base a la rugosidad es no recomendado.