Enunciado: ¿Qué tipo de canaleta es más adecuado para evitar la acumulación de agua y los daños a la infraestructura, y cuál puede retener mayor volumen de agua de lluvia?
Identifico las tres secciones transversales de la Figura 15: semicircular (semicilíndrica, de diámetro d), rectangular o en U (base b y altura h) y trapezoidal (base mayor B, base menor b y altura h). En las tres, x representa la longitud del lado inclinado del perfil y l el largo del tramo de canaleta.
Analizo el escurrimiento. En la sección semicircular la pared es curva y no hay esquinas: el agua y los sedimentos resbalan por gravedad sin puntos muertos, por lo que el flujo es continuo y rápido. En las secciones rectangular y trapezoidal existen aristas internas donde el agua se estanca y se acumula suciedad.
Comparo el área de la sección transversal, que es lo que determina cuánta agua puede pasar (o retenerse) por unidad de largo. Para la canaleta semicircular, si el arco mide x: x=\pi r \Rightarrow r=\frac{x}{\pi} A_{\text{semicírculo}}=\frac{\pi r^{2}}{2}=\frac{\pi}{2}\left(\frac{x}{\pi}\right)^{2}=\frac{x^{2}}{2\pi}\approx 0{,}159\,x^{2}
Para el perfil rectangular de altura h y base b: A_{\text{rectángulo}}=b\cdot h Por ejemplo, con b=12\,\text{cm} y h=10\,\text{cm}: A=12\cdot 10=120\,\text{cm}^{2}
Para el perfil trapezoidal de bases B=16\,\text{cm} y b=10\,\text{cm} con la misma altura h=10\,\text{cm}: A_{\text{trapecio}}=\frac{(B+b)}{2}\cdot h=\frac{(16+10)}{2}\cdot 10=130\,\text{cm}^{2} El trapecio supera al rectángulo (130>120) usando la misma altura, porque la base mayor ensanchada gana área sin aumentar el calado.
Relaciono con el techo: el área total de la superficie del techo se calcula con el teorema de Pitágoras, pues sus faldones son lados inclinados. Si un faldón tiene base a y altura c, su longitud inclinada es x=\sqrt{a^{2}+c^{2}} y el área del techo es el número de faldones por x\cdot l. Esa área de captación fija el caudal que la canaleta debe poder evacuar.
Concluyo comparando los dos criterios: para evitar la acumulación y el daño a la infraestructura conviene la canaleta semicircular, porque su superficie curva no forma esquinas donde el agua se detenga. Si lo que se busca es retener el mayor volumen de lluvia, la trapezoidal es la mejor, ya que con igual altura h y lado x presenta la mayor área de sección transversal.
Es más adecuada la canaleta semicircular (evacua sin estancarse y no daña la infraestructura); la trapezoidal es la que retiene mayor volumen de agua de lluvia.
