ManningHidráulicaCanalesAlcantarilladoDrenajeCivil 3D

Ecuación de Manning explicada: ejemplo resuelto y tabla de coeficientes n (concreto, PVC, tierra)

La ecuación de Manning explicada término por término, con un canal de concreto resuelto a mano, la tabla de coeficientes n y los errores más comunes.

Zeist·23 de octubre de 2026·7 min de lectura

Compartir en LinkedIn

Hidráulica · Canales y tuberías

La ecuación de Manning, término por término, con un ejemplo resuelto a mano

Qué significa cada letra, un canal de concreto resuelto paso a paso, la tabla de coeficientes n para concreto, PVC y tierra, y los seis errores que más se repiten en las memorias de cálculo.

¿Qué dice la ecuación de Manning?

V = (1/n) · R^(2/3) · S^(1/2)
Q = V · A

V es la velocidad media del agua, en m/s.
n es el coeficiente de rugosidad del material.
R es el radio hidráulico, en metros: R = A / P.
S es la pendiente del fondo, en m/m. Un 0.2 % se escribe 0.002.
Q es el caudal, en m³/s, y A el área mojada, en m².

Con pies en lugar de metros, el 1 se cambia por 1.49: V = (1.49/n) · R^(2/3) · S^(1/2). El valor de n es el mismo en los dos sistemas.

Manning vale para flujo uniforme con superficie libre: canales, cunetas, alcantarillado y drenaje pluvial. No vale para tuberías a presión, que se calculan con Hazen-Williams o Darcy-Weisbach.

¿Cómo se resuelve un ejemplo paso a paso?

Un canal rectangular de concreto con 1.00 m de ancho, 0.50 m de tirante, pendiente de 0.2 % (S = 0.002) y n = 0.015. ¿Cuánta agua lleva?

Paso	Cálculo	Resultado
1. Área mojada	A = 1.00 × 0.50	0.50 m²
2. Perímetro mojado	P = 1.00 + 2 × 0.50	2.00 m
3. Radio hidráulico	R = 0.50 / 2.00	0.25 m
4. Potencias	R^(2/3) = 0.397 y S^(1/2) = 0.0447	—
5. Velocidad	V = (1 / 0.015) × 0.397 × 0.0447	1.18 m/s
6. Caudal	Q = 1.18 × 0.50	0.59 m³/s (592 L/s)

Falta una revisión: el número de Froude, F = V / √(g · y) en un canal rectangular. Aquí F = 1.18 / √(9.81 × 0.50) = 0.53. Es menor que 1, así que el flujo es subcrítico: tranquilo y estable.

¿Qué coeficiente n uso para concreto, PVC o tierra?

Son los mismos valores que usa la calculadora de Manning:

Material	n de diseño	Rango habitual
PVC	0.010	0.009 – 0.011
Tubería de concreto	0.013	0.011 – 0.015
Hierro fundido	0.013	0.010 – 0.014
Metal corrugado	0.024	0.021 – 0.030
Canal revestido de concreto	0.015	0.013 – 0.016
Mampostería	0.025	0.017 – 0.030
Tierra limpia	0.022	0.018 – 0.025
Tierra con pasto	0.027	0.022 – 0.033
Roca	0.035	0.025 – 0.040
Cauce natural	0.030	0.025 – 0.033

El material pesa mucho. El mismo canal del ejemplo, excavado en tierra limpia (n = 0.022), lleva 0.40 m³/s: un 32 % menos. Con pasto (n = 0.027), 0.33 m³/s.

Usa el valor de diseño y no el del tubo nuevo: con los años aparecen sedimentos, juntas y desgaste. Si la norma de tu país o el reglamento del proyecto fija un n, manda ese.

¿Cómo se aplica a una tubería que no va llena?

Con el tubo lleno, la geometría es simple: A = π · D² / 4, P = π · D y, por eso, R = D / 4. Una tubería de concreto de 300 mm (n = 0.013) con 0.5 % de pendiente:

R = 0.30 / 4 = 0.075 m
V = (1 / 0.013) × 0.075^(2/3) × 0.005^(1/2) = 0.97 m/s
Q = 0.97 × 0.0707 = 68 L/s

Con el tubo parcialmente lleno, el área y el perímetro dependen del ángulo que forma la superficie del agua, y el cálculo se alarga. Un dato que sorprende: el caudal máximo no se da con el tubo lleno, sino con el agua al 94 % del diámetro, y es un 7.6 % mayor. Al llenarse del todo, el perímetro mojado crece más rápido que el área y el agua se frena.

¿Cómo se calcula el tirante si conozco el caudal?

Es el problema inverso, y el más común en diseño: ya sabes cuánta agua llega y necesitas saber a qué altura va a correr. Ese tirante se llama tirante normal.

Manning no se puede despejar para el tirante, porque el área y el perímetro dependen de él. Se resuelve por tanteo: se prueba un tirante, se calcula el caudal y se ajusta hasta que coincida. En el canal del ejemplo, para 0.40 m³/s el tirante normal es 0.375 m, con 1.07 m/s.

La calculadora lo hace en el modo Tirante normal, para tubo circular y canales rectangulares, trapezoidales y triangulares.

¿Cuáles son los errores más comunes?

Pendiente en porcentaje. Escribir 0.2 en lugar de 0.002 multiplica el caudal por 10: el canal del ejemplo daría 5.92 m³/s.
Usar el diámetro como radio hidráulico. Con el tubo lleno, R es D/4. Con R = D, la tubería de 300 mm daría 172 L/s en lugar de 68.
Mezclar unidades. Con pies, el factor es 1.49. Sin él, el caudal sale un 33 % menor.
Elegir el n del catálogo del tubo nuevo. El diseño se hace para la vida útil, no para el primer día.
Aplicarla a una tubería a presión. Manning es para superficie libre.
Creer que el tubo lleno es la capacidad máxima. El máximo se da con el agua al 94 % del diámetro. Si llega más caudal que ese, la tubería entra en carga y Manning deja de valer.

Fuentes

Ven Te Chow, Open-Channel Hydraulics, McGraw-Hill, 1959: la tabla de coeficientes n. Para PVC, valores habituales de fabricantes.
USGS: Roughness Characteristics of Natural Channels (Barnes, Water-Supply Paper 1849, 1967): coeficientes n de 50 cauces naturales, con fotografías.
Los resultados del ejemplo se comprobaron con la calculadora de Manning de Zeist.

Datos verificados el 23 de octubre de 2026.

Recursos relacionados

Calcúlalo sin hacerlo a mano: calculadora de Manning, para tubo circular y canales, en SI o en unidades de EE. UU.
Del cálculo al modelo: redes de tuberías en Civil 3D: accesorios, agua y desagüe.
Dibujo 3D sin rehacer nada: plugin para Civil 3D que dibuja en 3D.
Un caso de drenaje urbano: drenaje pluvial en Trujillo con Civil 3D.

Preguntas frecuentes sobre la ecuación de Manning

¿Qué es la ecuación de Manning?

Es la fórmula que da la velocidad media del agua en flujo uniforme con superficie libre: V = (1/n) · R^(2/3) · S^(1/2), donde n es la rugosidad del material, R el radio hidráulico y S la pendiente en m/m. El caudal es Q = V · A. Se usa para canales, alcantarillado y drenaje pluvial.

¿Qué coeficiente de Manning tiene el concreto?

Para tubería de concreto, el valor de diseño habitual es n = 0.013, con un rango de 0.011 a 0.015. Para un canal revestido de concreto, n = 0.015, con un rango de 0.013 a 0.016. Si la norma de tu país o el reglamento del proyecto fija otro valor, se usa ese.

¿Qué valor de n se usa para PVC?

El valor de diseño habitual es n = 0.010, con un rango de 0.009 a 0.011 según los fabricantes. Es más bajo que el del concreto porque la pared es más lisa: a igual diámetro y pendiente, un tubo de PVC lleva más agua. Algunas normas fijan un n de diseño mayor para cubrir el envejecimiento.

¿La ecuación de Manning sirve para tuberías a presión?

No. Manning vale para flujo con superficie libre: canales y tuberías que no van llenas, como el alcantarillado o el drenaje pluvial. Las tuberías a presión, como las de agua potable, se calculan con Hazen-Williams o Darcy-Weisbach. Si un colector se llena y entra en carga, Manning deja de valer.

¿Por qué la pendiente va en m/m y no en porcentaje?

Porque la ecuación usa la pendiente como proporción: 0.2 % se escribe 0.002. Si se ingresa 0.2, el caudal sale 10 veces mayor, porque la raíz cuadrada de 100 es 10. Es el error más común en las hojas de cálculo de canales y colectores.

¿A qué altura lleva una tubería su caudal máximo?

Con el agua al 94 % del diámetro, no con el tubo lleno. A esa altura el caudal es un 7.6 % mayor que a tubo lleno, porque al llenarse del todo el perímetro mojado crece más rápido que el área y el agua se frena. La calculadora de Manning de Zeist lo muestra.