Metodo Racional

Aplicación del método racional
En la breve descripción que hemos visto en el tema correspondiente, se habla
solamente de que el caudal es el resultado de
multiplicar tres factores:
Q = C. I . A
(1)
donde: Q = caudal
C= coeficiente de escorrentía (típicamente
0,2 a 0,7)
I = intensidad de precipitación
A = superficie de la cuenca
Vamos a ver aquí cómo llevar esto a la práctica. En
la bibliografíapodemos encontrar una gran variedad de
modificaciones, con diversos factores de corrección (ver Viessman, 1995, cap.15). Nos
centraremos en la normativa oficial para la construcción de carreteras en España (MOPU,
1990) y en el trabajo de Ferrer (1993) que ofrece una versión refinada de la anterior.

Superficie de la Cuenca
Este es el factor más sencillo: lo medimos con un planímetro, con unordenador o
contando mm2 en un papel milimetrado. Sin duda, esta última opción es la mas utilizada
por su inmediatez.
La aplicación de este método debería limitarse a cuencas lo suficientemente pequeñas
para que podamos suponer una precipitación homogénea en el espacio y el el tiempo;
algunos autores hablan de 30 ó 40 hectáreas (menos de 1 km2), aunque habitualmente se
aplica a cuencas de muy pocos km2.Ferrer (1993) habla de cuencas de hasta 3000 km2, con
una metodología más elaborada.

Intensidad de Precipitación
Es necesario conocer (o evaluar) la Intensidad de Precipitación para el tiempo de
concentración de la cuenca. Si utilizamos un tiempo menor, no permitimos que toda la
cuenca contribuya al caudal, y si utilizamos un tiempo mayor, la intensidad máxima será
menor (es evidente: laintensidad, en mm/hora, de las dos horas más lluviosas siempre es
menor que la intensidad de la hora más lluviosa).
Esta intensidad de
precipitación para aplicar la
Lectura de la Intensidad
fórmula debería corresponder
para 35 minutos de
a una precipitación uniforme
duracion y un periodo
de retorno de 50 años
por toda la extensión de la
cuenca durante el tiempo
considerado. La limitación en
la superficiea la que nos
referíamos arriba se debe
principalmente a esto.
En cualquier caso, lo ideal
sería disponer de unas curvas
IDF bien elaboradas. En ellas
buscamos la Intensidad de
Precipitación para el periodo
Ejemplo de curvas IDF tomado de: http://manuals.dot.state.tx.us/dynaweb/colbridg/hyd
F. Javier Sánchez San Román---- Dpto. Geología Univ. Salamanca

http://web.usal.es/javisan/hidro

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deretorno elegido y para un tiempo igual al tiempo de concentracion, tc (por ejemplo,
vemos en la figura la lectura de la intensidad para 35 minutos y un retorno de 50 años).
Si no disponemos de curvas IDF, existen diversas soluciones "locales": se nos
proporcionan fórmulas válidas para un territorio determinado.
Por ejemplo, el Hydraulic Design Manual del Estado de Texas1 (USA), ofrece lasiguiente fórmula para
b
calcular la intensidad de precipitación:
(2)
I=
(t c + d ) e
donde : I = intensidad de la precipitación (mm/h)
tc = tiempo de concentración (minutos) , tiempo para el que se desea conocer la intensidad
b, d, e = coeficientes que han calculado para 254 condados del Estado y para diferentes periodos
de retorno (100, 50, 25 años,...), y que se consultan en Internet.

Para España(MOPU, 1990;
Ferrer, 1993), en los casos en que no
dispongamos de curvas IDF, lo
hacemos en dos pasos:
1º. Obtención de la intensidad
máxima diaria para el periodo de
retorno deseado. Primero
calculamos la precipitación diaria
máxima. Este dato podemos
obtenerlo ajustando una serie de
valores (el día más lluvioso de cada
año de una serie de años) a una ley
estadística, por ejemplo, Gumbel2.
Despuéscalculamos la intensidad
máxima diaria (Id) así:
Id = P máx día /24
2º. Obtención de la intensidad máxima para cualquier intervalo t. Ya hemos dicho
que usaremos un tiempo igual al tiempo de concentración de la cuenca estudiada. Del
mapa adjunto (MOPU, 1990), leemos el coeficiente I1 / Id
(I1= Intensidad en una hora;
Id = Intensidad de un día)
Si leemos, por ejemplo, 9, quiere decir que en la hora...