8/17/2019 DETERMINACIÓNDECAUDALESMÁXIMOSCONELMÉTODORACIONAL

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DETERMINACIÓNDECAUDALESMÁXIMOSCON

ELMÉTODORACIONALInicio / Determinación de Caudales Máximos con el Método Racional

18 CO MENTARIOS | EDITORINGCIVIL

El Método Racional es uno de los más utilizados para la estimación delcaudal máximo asociado a determinada lluvia de diseño. Se utilizanormalmente en el diseño de obras de drenaje urbano y rural. Y tiene la ventajade no requerir de datos hidrométricos para la Determinación de Caudales!"imos.

#a e"presión utilizada por el étodo $acional es%

Donde%

Q:Caudal máximo [m3/s]

C:Coeficiente de escorrentía, en este Tutorial encontrarás algunos valores paracuencas Rurales y Uranas!

I:"ntensidad de la #luvia de $ise%o, con duraci&n igual al tiempo deconcentraci&n de la cuenca y con frecuencia igual al período de retornoseleccionado para el dise%o 'Curvas de "($()* [mm/+]

A:rea de la cuenca! [-a]

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Entre las limitaciones destacadas por al&unos autores acerca del étodo $acionalse pueden re'erir%

• Proporciona solamente un caudal pico( no el hidro&rama de crecientepara el diseño.

• Supone que la lluvia es uniforme en el tiempo )intensidad constante* locual es sólo cierto cuando la duración de la lluvia es muy corta.

• El étodo $acional también supone que la lluvia es uniforme en toda elárea de la cuenca en estudio( lo cual es parcialmente v!lido si la e"tensión deésta es muy pequeña.

• Asume que la escorrentía es directamente proporcional a la

precipitación )si duplica la precipitación( la escorrent+a se duplica también*. En la

realidad( esto no es cierto( pues la escorrent+a depende también de muchos otros'actores( tales como precipitaciones antecedentes( condiciones de humedadantecedente del suelo( etc.

• Inora los efectos de almacenamiento o retención temporal del a&uaescurrida en la super'icie( cauces( conductos y otros elementos )naturales yarti'iciales*.

• Asume que el período de retorno de la precipitación ! el de la

escorrentía son los mismos( lo que ser+a cierto en !reas impermeables( endonde las condiciones de humedad antecedente del suelo no in'luyen de 'ormasi&ni'icativa en la Escorrent+a Super'icial.

,ese a estas limitaciones( el étodo $acional se usa pr!cticamente en todos losproyectos de drenaje vial( urbano o a&r+cola( siempre teniendo en cuenta queproducir! resultados aceptables en !reas pequeñas y con alto porcentaje deimpermeabilidad( por ello es recomendable que su uso se limite a "uencas conextensiones inferiores a las #$$ %a&

-eamos ahora la aplicación del étodo $acional con un ejemplo%

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Se desea determinar( empleando la 'órmula $acional( el caudal m!"imo en unacuenca con los usos de tierra presentados y para un per+odo de retorno de /años. El an!lisis mor'ométrico de la cuenca arroja los si&uientes resultados%

rea .01 -a

#ongitud del Cauce 2rincipal .!31 m

Cota 4áxima Cauce 2pal.561 msnm

Cota 4ínima Cauce 2pal .71,81 msnm

El estudio de 'recuencias para las intensidades m!"imas arrojó la si&uientee"presión para las curvas de 0ntensidad1Duración12recuenciaen la re&ión%

con% 03mm4hr5(6r3años5 y D3min5.

En este caso se ha optado por representar la $elación 0ntensidad1Duración12recuencia del 7rea en Estudio a través de un a'uste Matemático de las"urvas (isponi)les&

,or lo &eneral tendremos que tomar( de 'orma &r!'ica( el valor de 0ntensidadutilizando las Curvas $e&ionales.

DeterminacióndelCoefcientedeEscorrentíaPonderado

Dada la presencia de di'erentes usos de tierra en la cuenca es necesarioestablecer el Coe'iciente de Escorrent+a ,onderado en 'unción de las !reas.8sto lo estudiamos en el Ejemplo presentado al 'inal de este 6utorial( en elcual el valor del "oeficiente de *scorrentía Ponderado resultó en $+,-&

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DeterminacióndelaDuracióndelaLluvia.

,ara la obtención de la 0ntensidad de Diseño es necesario conocer la duraciónde la lluvia asociada. ,ara ello( el Método Racional supone que la duraciónde la lluvia será iual al .iempo de "oncentración de la "uenca en

*studio( el cual es el tiempo que se tarda una &ota de a&ua en recorrer eltrayecto desde el punto m!s alejado de ella hasta el punto en consideración)punto de de'inición de la cuenca*.

,ara la determinación del 6iempo de Concentración e"isten di'erentese"presiones( entre las que destacada la *cuación de /irpic0%

,ara la cual contamos con la lon&itud del cauce( restando establecer supendiente%

Con este valor tendremos%

Ser! este valor y el per+odo de retorno especi'icado de / años( con el cual

podremos establecer el valor de la intensidad de diseño con la ecuaciónsuministrada%

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De aqu+( aplicando la 2órmula del étodo $acional( se tendr! que el caudalm!"imo en la cuenca ser! de%

Como vemos del ejemplo anterior( la aplicación del étodo $acional es m!s biensencilla( de all+ su e"tendido uso.