Valores de rugosidad n de Manning: tablas para canales, concreto y tuberías

Q: ¿El coeficiente n tiene unidades?

Formalmente sí ($\text{s/m}^{1/3}$). Por eso en unidades inglesas la ecuación incluye el factor 1,49 y el mismo n sirve en ambos sistemas.

Pablo RojasActualizado el 13 de septiembre de 202614 min de lectura

En este artículo

Qué es el coeficiente n y de qué depende
Tabla rápida de valores de n
Cauces naturales y planicies de inundación
Canales excavados y de tierra
Rugosidad del concreto y shotcrete
Mampostería y otros revestimientos
Tuberías: PVC, HDPE, acero y metal corrugado
Método de Cowan para componer n
Cómo elegir n paso a paso
n compuesto en secciones mixtas
Ejemplos resueltos
Errores frecuentes
Preguntas frecuentes
Fuentes

Los valores de rugosidad n de Manning van de 0,009 a 0,011 en tuberías lisas de PVC, de 0,011 a 0,016 en canales de concreto bien terminados, de 0,016 a 0,033 en canales de tierra rectos y de 0,025 a 0,150 en cauces naturales. Se toma el valor normal de la tabla según material y estado, y en cauces naturales se ajusta con el método de Cowan.

Qué es el coeficiente n y de qué depende

El coeficiente $n$ resume la resistencia que el contorno opone al flujo en la ecuación de Manning, que en unidades SI se escribe $V = \frac{1}{n}\,R^{2/3}\,S^{1/2}$ (en unidades inglesas el numerador es 1,49). Como $n$ divide, un n mayor reduce la velocidad y el caudal en la misma proporción: si $n$ sube 20 %, el caudal baja 16,7 %.

Comparación entre una superficie real rugosa y la superficie geométrica ideal de un canal — La rugosidad es la diferencia entre la superficie real del contorno y la superficie geométrica ideal.

El valor depende de:

Material del lecho y de los taludes: concreto, tierra, grava, bolones, roca.
Vegetación: su densidad, altura respecto del tirante y estación del año.
Irregularidad y variaciones de la sección: orillas socavadas, pozas, bancos.
Obstrucciones y sinuosidad: troncos, bloques, pilas de puentes, curvas.
Estado y mantención: un canal recién excavado es más liso que uno con sedimentos y malezas.

Para diseñar canales en suelo natural suele suponerse el canal recién excavado, limpio y de trazado uniforme; en canales revestidos, $n$ depende sobre todo del material y su terminación.

Tabla rápida de valores de n

Superficie	n
Vidrio	0,009 – 0,013 (normal 0,010)
PVC liso	0,009 – 0,011
Concreto muy liso, madera cepillada	0,011
Concreto liso	0,012
Revestimiento de concreto común	0,013
Arcilla vitrificada	0,015
Shotcrete sin allanar; tierra en óptimas condiciones	0,017
Canal de tierra recto, sin revestir, en buen estado	0,020
Cauce natural limpio y recto	0,025 – 0,033
Cauce natural sinuoso con malezas y piedras	0,035 – 0,050
Arroyo de montaña con lecho rocoso	0,040 – 0,050

Fuentes: Chow (1959) y FHWA HDS-4 y HDS-5. El 0,013 que tablas antiguas dan al concreto frotachado es el mínimo de Chow; su valor normal es 0,015.

Cauces naturales y planicies de inundación

Valores de Chow (1959). En ríos mayores (ancho en crecida sobre 30 m) $n$ es menor que en corrientes menores de igual descripción, porque las orillas pesan menos: 0,025 a 0,060 en sección regular sin bloques ni arbustos y 0,035 a 0,100 en sección irregular y rugosa (FHWA HDS-4).

Descripción	Mín.	Normal	Máx.
Corrientes menores (ancho superficial en crecida menor que 30 m)
Limpio, recto, a nivel lleno, sin rápidos ni pozas profundas	0,025	0,030	0,033
Igual, con más piedras y malezas	0,030	0,035	0,040
Limpio, sinuoso, con pozas y bancos	0,033	0,040	0,045
Igual, con algunas malezas y piedras	0,035	0,045	0,050
Igual, niveles bajos, pendientes y secciones menos efectivas	0,040	0,048	0,055
Sinuoso con malezas y más piedras	0,045	0,050	0,060
Tramos lentos, con malezas y pozas profundas	0,050	0,070	0,080
Muy enmalezado, pozas profundas o cauce de crecida con árboles y sotobosque	0,075	0,100	0,150
Corrientes de montaña (sin vegetación en el cauce, orillas empinadas)
Fondo de grava, bolones y pocos bloques	0,030	0,040	0,050
Fondo de bolones con bloques grandes	0,040	0,050	0,070
Planicies de inundación
Pasto corto, sin arbustos	0,025	0,030	0,035
Pasto alto	0,030	0,035	0,050
Área cultivada sin cultivo	0,020	0,030	0,040
Cultivos en hilera maduros	0,025	0,035	0,045
Cultivos de campo maduros	0,030	0,040	0,050
Arbustos dispersos, malezas densas	0,035	0,050	0,070
Arbustos y árboles ralos, en invierno	0,035	0,050	0,060
Arbustos y árboles ralos, en verano	0,040	0,060	0,080
Arbustos medianos a densos, en invierno	0,045	0,070	0,110
Arbustos medianos a densos, en verano	0,070	0,100	0,160
Sauces densos, verano, rectos	0,110	0,150	0,200
Bosque denso, pocos árboles caídos, crecida bajo las ramas	0,080	0,100	0,120
Igual, con la crecida alcanzando las ramas	0,100	0,120	0,160

Fotografías de cuatro cauces naturales con valores de n de Manning de 0,024, 0,027, 0,030 y 0,030 — Rugosidades de canales naturales. Fuente: Máximo Villón, *Cálculos hidrológicos e hidráulicos*.

Fotografías de cuatro ríos de montaña y de lecho de bolones con n de Manning de 0,032, 0,036, 0,055 y 0,073 — Rugosidades de canales naturales (continuación). Fuente: Máximo Villón.

Canales excavados y de tierra

Descripción	Mín.	Normal	Máx.
Tierra, recto y uniforme
Limpio, recién terminado	0,016	0,018	0,020
Limpio, después de intemperismo	0,018	0,022	0,025
Grava, sección uniforme, limpio	0,022	0,025	0,030
Con pasto corto y pocas malezas	0,022	0,027	0,033
Tierra, sinuoso y lento
Sin vegetación	0,023	0,025	0,030
Pasto y algunas malezas	0,025	0,030	0,033
Malezas densas o plantas acuáticas en canales profundos	0,030	0,035	0,040
Fondo de tierra y taludes de piedra	0,028	0,030	0,035
Fondo pedregoso y taludes con malezas	0,025	0,035	0,040
Fondo de bolones y taludes limpios	0,030	0,040	0,050
Excavado con draga o dragado
Sin vegetación	0,025	0,028	0,033
Arbustos ralos en los taludes	0,035	0,050	0,060
Corte en roca
Liso y uniforme	0,025	0,035	0,040
Dentado e irregular	0,035	0,040	0,050

Para elegir la sección, el talud y la velocidad admisible en canales de tierra, revisa diseño de canales: sección óptima, borde libre y velocidades y los taludes apropiados según el material.

Rugosidad del concreto y shotcrete

Para un canal revestido de concreto (hormigón) en buen estado, el valor habitual de diseño es n = 0,013 a 0,015, según la terminación sea con llana metálica o con platacho. El shotcrete, al no allanarse, es más rugoso: 0,019 a 0,022 de valor normal.

Descripción	Mín.	Normal	Máx.
Canales revestidos de concreto (hormigón)
Terminado con llana metálica (allanado)	0,011	0,013	0,015
Terminado con platacho (frotachado)	0,013	0,015	0,016
Terminado, con grava en el fondo	0,015	0,017	0,020
Sin terminar	0,014	0,017	0,020
Shotcrete (gunita), sección buena	0,016	0,019	0,023
Shotcrete (gunita), sección ondulada	0,018	0,022	0,025
Sobre roca excavada regular	0,017	0,020	—
Sobre roca excavada irregular	0,022	0,027	—
Conductos de concreto con flujo parcialmente lleno
Alcantarilla recta y sin basura	0,010	0,011	0,013
Alcantarilla con curvas, conexiones y algo de basura	0,011	0,013	0,014
Colector con cámaras e ingresos, recto	0,013	0,015	0,017
Sin terminar, moldaje de acero	0,012	0,013	0,014
Sin terminar, moldaje de madera rugosa	0,015	0,017	0,020

Mampostería y otros revestimientos

Descripción	Mín.	Normal	Máx.
Fondo de concreto frotachado con taludes de
Piedra labrada con mortero	0,015	0,017	0,020
Piedra sin labrar con mortero	0,017	0,020	0,024
Mampostería de piedra con mortero, enlucida	0,016	0,020	0,024
Mampostería de piedra con mortero	0,020	0,025	0,030
Piedra seca o enrocado	0,020	0,030	0,035
Fondo de grava con taludes de
Concreto moldeado	0,017	0,020	0,025
Piedra con mortero	0,020	0,023	0,026
Piedra seca o enrocado	0,023	0,033	0,036
Ladrillo y mampostería
Ladrillo vitrificado	0,011	0,013	0,015
Ladrillo con mortero de cemento	0,012	0,015	0,018
Mampostería de piedra cementada	0,017	0,025	0,030
Mampostería de piedra seca	0,023	0,032	0,035
Sillería o adoquín de piedra labrada	0,013	0,015	0,017

Tabla de valores de n para canales, zanjas y corrientes naturales en condiciones perfectas, buenas, regulares y malas — Valores de n según el estado de canales y corrientes. Fuente: Ciancaglini, N. (1966). *Canales de desviación*, UNESCO.

Tabla 9 de valores de n dados por Horton para tuberías, tabiques, superficies de cemento, acueductos de tablón y mampostería según la condición de las paredes — Valores de n de Horton para las fórmulas de Kutter y Manning. Fuente: Máximo Villón, *Cálculos hidrológicos e hidráulicos*.

Continuación de la tabla de valores de n de Horton para canales y acueductos según la condición de las paredes — Valores de n de Horton (continuación). Fuente: Máximo Villón.

Tuberías: PVC, HDPE, acero y metal corrugado

Valores de Chow para conductos cerrados con flujo parcialmente lleno, según el manual de HEC-RAS:

Descripción	Mín.	Normal	Máx.
Metales (Chow, flujo parcialmente lleno)
Acero soldado o con junta lockbar	0,010	0,012	0,014
Acero remachado o espiral	0,013	0,016	0,017
Hierro fundido con revestimiento	0,010	0,013	0,014
Hierro fundido sin revestir	0,011	0,014	0,016
Hierro forjado galvanizado	0,013	0,016	0,017
Metal corrugado, subdrén	0,017	0,019	0,021
Metal corrugado, aguas lluvias	0,021	0,024	0,030

Para materiales modernos, el manual de alcantarillas FHWA HDS-5 da rangos de diseño obtenidos en laboratorio:

Tubería o alcantarilla	Pared	n (rango de diseño)
PVC	Lisa	0,009 – 0,011
Polietileno corrugado (HDPE) con interior liso	Lisa	0,009 – 0,015
Polietileno corrugado (HDPE) con interior corrugado	Corrugada	0,018 – 0,025
Tubo de concreto	Lisa	0,010 – 0,011
Cajón de concreto	Lisa	0,012 – 0,015
Metal corrugado helicoidal, 68 × 13 mm	Corrugada	0,011 – 0,023
Metal corrugado anular, 68 × 13 mm	Corrugada	0,022 – 0,027

En metal corrugado helicoidal de 68 × 13 mm, $n$ va de 0,011 con 12 pulgadas a 0,021 con 60 pulgadas (AISI, en HEC-RAS). En tuberías antiguas $n$ sube por corrosión y juntas: un tubo de concreto deteriorado puede llegar a 0,014 a 0,018 (FHWA HDS-4). Para alcantarillado, combínalo con los criterios de tensión tractiva y velocidad de autolimpieza.

Método de Cowan para componer n

En cauces naturales, en lugar de elegir un valor a ojo, el valor se construye sumando aportes a un valor base (Cowan, 1956; USGS Water-Supply Paper 2339):

n = \left(n_0 + n_1 + n_2 + n_3 + n_4\right) m_5

$n_0$ (o $n_b$ ) es el valor base para un cauce recto, uniforme y liso en el material natural; $n_1$ corrige por irregularidades; $n_2$ , por variaciones de forma y tamaño de la sección; $n_3$ , por obstrucciones; $n_4$ , por vegetación, y $m_5$ multiplica por sinuosidad.

Valor base

Material del lecho	$D_{50}$ (mm)	$n_b$ recto y uniforme	$n_b$ liso (Chow)
Arena (solo régimen superior)	0,2 / 0,4 / 0,6 / 1,0	0,012 / 0,020 / 0,023 / 0,026	—
Concreto	—	0,012 – 0,018	0,011
Corte en roca	—	—	0,025
Suelo firme	—	0,025 – 0,032	0,020
Arena gruesa	1 – 2	0,026 – 0,035	—
Grava fina	—	—	0,024
Grava	2 – 64	0,028 – 0,035	—
Grava gruesa	—	—	0,026
Bolones	64 – 256	0,030 – 0,050	—
Bloques	más de 256	0,040 – 0,070	—

Los valores de Benson y Dalrymple son para condiciones medias y requieren ajustes algo menores; los de Chow, para el tramo más liso posible. En arena valen solo en régimen superior.

Ajustes

Factor	Condición	Ajuste
$n_1$ irregularidad	Liso (el cauce más liso posible)	0,000
	Menor (taludes levemente erosionados)	0,001 – 0,005
	Moderada (taludes algo desmoronados)	0,006 – 0,010
	Severa (orillas muy socavadas, roca irregular)	0,011 – 0,020
$n_2$ variación de sección	Gradual	0,000
	Alternancia ocasional	0,001 – 0,005
	Alternancia frecuente	0,010 – 0,015
$n_3$ obstrucciones	Despreciable (menos de 5 % del área)	0,000 – 0,004
	Menor (menos de 15 %)	0,005 – 0,015
	Apreciable (15 a 50 %)	0,020 – 0,030
	Severa (más de 50 %)	0,040 – 0,050
$n_4$ vegetación	Pequeña (tirante de 2 o más veces la altura del pasto)	0,002 – 0,010
	Media (tirante de 1 a 2 veces)	0,010 – 0,025
	Grande (tirante similar a la altura)	0,025 – 0,050
	Muy grande (tirante bajo la mitad; árboles con follaje)	0,050 – 0,100
$m_5$ sinuosidad	Menor (largo del cauce / largo del valle 1,0 a 1,2)	1,00
	Apreciable (1,2 a 1,5)	1,15
	Severa (más de 1,5)	1,30

La sinuosidad solo se aplica cuando el flujo va confinado en el cauce. En planicies de inundación, el USGS usa la misma ecuación con $n_2 = 0$ y $m_5 = 1{,}0$ .

Cómo elegir n paso a paso

Clasifica el contorno: cauce natural, canal excavado, canal revestido o conducto cerrado.
Toma el valor normal de la tabla correspondiente y anota mínimo y máximo.
Ajusta por estado y edad: mantención, sedimento, vegetación en la estación del caudal de diseño y deterioro del revestimiento.
En cauces naturales, compón n con Cowan y compáralo con la tabla de Chow y con fotografías de cauces con n verificado (USGS).
Si el perímetro tiene materiales distintos, calcula un n compuesto o divide la sección en subsecciones.
Haz un análisis de sensibilidad con el mínimo y el máximo; si el resultado cambia mucho, usa un criterio conservador: n alto para verificar borde libre y n bajo para verificar velocidades máximas.
Calibra si tienes datos: un n verificado es el calculado a partir de geometría y caudal medidos.

n compuesto en secciones mixtas

Cuando el fondo y los taludes tienen rugosidades distintas, la sección se divide en $N$ partes de perímetro mojado $P_i$ y rugosidad $n_i$ . La expresión de Horton y Einstein, que supone igual velocidad media en cada parte, es la que usa HEC-RAS para el cauce principal (ecuación 6-17 de Chow):

n_c = \left[\frac{\sum_{i=1}^{N} P_i\, n_i^{1{,}5}}{P}\right]^{2/3}

HEC-RAS la aplica cuando el cauce principal tiene más de un valor de n y taludes más empinados que 5H:1V. En secciones de cauce y planicie, el USGS recomienda calcular la conducción de cada subsección por separado y sumarlas.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: n de un estero con Cowan

Estero de lecho de grava, orillas levemente erosionadas, secciones que alternan ocasionalmente, algunos troncos (menos del 15 % del área), pasto bajo en las orillas y razón de sinuosidad de 1,3:

n = \left(0{,}028 + 0{,}005 + 0{,}003 + 0{,}005 + 0{,}005\right) \times 1{,}15 = 0{,}046 \times 1{,}15 = 0{,}053

El resultado cae dentro del rango de Chow para un cauce sinuoso con malezas y más piedras (0,045 a 0,060), lo que respalda el valor adoptado.

Ejemplo 2: canal con fondo de concreto y taludes de mampostería

Canal trapezoidal de $b = 2{,}0$ m, talud 1:1, tirante $y = 1{,}0$ m y pendiente $S = 0{,}001$ . Fondo de concreto frotachado ( $n = 0{,}015$ ) y taludes de mampostería de piedra con mortero ( $n = 0{,}025$ ).

Perímetro del fondo 2,000 m; de los taludes, $2 \times 1{,}0\sqrt{2} = 2{,}828$ m; total $P = 4{,}828$ m. Área $A = 3{,}00$ m² y $R = 0{,}621$ m.

n_c = \left[\frac{2{,}000 \times 0{,}015^{1{,}5} + 2{,}828 \times 0{,}025^{1{,}5}}{4{,}828}\right]^{2/3} = 0{,}0212

Q = \frac{1}{n_c}\,A\,R^{2/3}S^{1/2} = \frac{3{,}00 \times 0{,}7281 \times 0{,}001^{1/2}}{0{,}0212} = 3{,}27\ \text{m}^3/\text{s}

Usar solo el n del fondo (0,015) daría 4,61 m³/s, un 41,0 % más; usar solo el de los taludes (0,025), 2,76 m³/s, un 15,4 % menos. El n compuesto (0,021) queda dentro del rango de Chow para fondo de concreto frotachado con taludes de mampostería con mortero (0,020 a 0,030). Puedes repetir el cálculo con la calculadora de Manning para canales.

Errores frecuentes

Usar el n de un revestimiento nuevo para un canal con años de operación, sedimento o algas.
Ignorar la estación: la misma planicie con arbustos pasa de 0,070 en invierno a 0,100 en verano (valor normal).
Tomar solo el n del fondo en secciones mixtas; en el ejemplo sobrestima el caudal en 41 %.
Aplicar el factor de sinuosidad cuando el agua escurre por la planicie y no por el cauce.
Usar un solo valor sin rango: sin sensibilidad no sabes cuánto pesa la incertidumbre en el borde libre o en una curva de remanso.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el n de Manning del concreto?

En canales revestidos, 0,013 (normal) con terminación de llana metálica y 0,015 con platacho; en alcantarillas rectas y limpias, 0,011; en tubos de concreto nuevos, 0,010 a 0,011. Para diseño es habitual adoptar 0,013 a 0,015.

¿Qué n uso para PVC y HDPE?

PVC liso: 0,009 a 0,011. Polietileno corrugado con interior liso: 0,009 a 0,015; con interior corrugado: 0,018 a 0,025 (FHWA HDS-5).

¿El coeficiente n tiene unidades?

Formalmente sí ( $\text{s/m}^{1/3}$ ). Por eso en unidades inglesas la ecuación incluye el factor 1,49 y el mismo n sirve en ambos sistemas.

¿Qué significan mínimo, normal y máximo?

El rango refleja terminación, estado y mantención dentro de una misma descripción: el normal es el punto de partida, el mínimo corresponde a muy buenas condiciones y el máximo a condiciones desfavorables.

¿n cambia con el nivel del agua?

Sí. Con tirantes bajos respecto de los elementos rugosos $n$ es mayor y disminuye al aumentar la profundidad (USGS); en crecida la planicie tiene su propio n y conviene tratarla como subsección aparte.

¿Cómo obtengo n de un cauce existente?

Midiendo caudal, sección y pendiente del agua en un tramo uniforme y despejando n de Manning; ese valor verificado vale más que cualquier tabla.

Fuentes

Arcement, G. J. y Schneider, V. R. (1989). Guide for Selecting Manning's Roughness Coefficients for Natural Channels and Flood Plains, USGS Water-Supply Paper 2339.
UN-SPIDER. Surface Roughness and Manning's n Table (Chow, 1959).
USACE Hydrologic Engineering Center. HEC-RAS Hydraulic Reference Manual: Energy Loss Coefficients (tabla 3-1).
USACE Hydrologic Engineering Center. HEC-RAS: Manning's Roughness Coefficient para alcantarillas (tablas 6-1 y 6-2).
USACE Hydrologic Engineering Center. HEC-RAS: Composite Manning's n for the Main Channel.
FHWA (2012). Hydraulic Design of Highway Culverts, HDS-5, 3.ª ed. (tabla B.1).
FHWA. Introduction to Highway Hydraulics, HDS-4 (tablas B.2 y B.3).