Al igual que en la mayoría de los flujos de superficie libre de alta velocidad, los flujos en vertederos escalonados se autoaeratan cuando la altura de caída supera un valor crítico. Debido a la macro-aspereza inducida por los escalones, el campo de flujo se vuelve más turbulento que en un canal de fondo liso similar. Por esta razón, las cascadas se utilizan a menudo como estructuras de re-aeración en el tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, para los vertederos escalonados como estructuras de liberación de inundaciones aguas abajo de embalses desoxigenados, la transferencia de gas también es de crucial importancia para cumplir con los requisitos ecológicos. La predicción de las velocidades de transferencia de masa se vuelve desafiante, ya que el régimen de flujo difiere de las condiciones de flujo típicas estudiadas anteriormente. En este artículo, se realizan mediciones detalladas de flujo aire-agua en modelos de vertederos escalonados con diferentes geometrías, con el objetivo de estimar la interfaz aire-agua específica. Las performances de re-aeración se determinan aplicando el método de absorción. A diferencia de estudios anteriores, el cuerpo de agua aireada se considera una mezcla continua hasta un nivel donde se alcanza una concentración de aire del 75%. Por encima de este nivel, se considera un campo de ondas superficiales homogéneo, que se encuentra que afecta significativamente la interfaz total aire-agua disponible para la transferencia de masa. Las características geométricas de estas ondas superficiales se obtienen de investigaciones con cámaras de alta velocidad. Los resultados muestran que tanto la concentración media de aire como la velocidad media de flujo influyen en la transferencia de masa. Finalmente, se propone una relación empírica para la transferencia de masa en modelos de vertederos escalonados.