CÁLCULO DE CAUDALES DEESCORRENTÍA.5.1. Generalidades.La mayor parte del tiempo, las redes de alcantarillado sólo transportanaguas residuales o de infiltración, cuyos caudales son inferiores al producido porun suceso lluvioso. En el diseño de las soluciones de saneamiento, se buscaevacuar, lo antes posible, las aguas pluviales de la red al medio natural, siendopreferible no incorporar a la red aquellas aguas pluviales que procedan delexterior de las áreas drenadas, procurando que sigan los cauces de sus desagüesnaturales.

Procedimiento de cálculo: Método Racional.El caudal de aguas pluviales se obtiene mediante el Método Racional.Este método, que la literatura inglesa atribuye a Lloyd-George en 1.906, si bienlos principios del mismo fueron establecidos por Mulvaney en 1.850, permitedeterminar el caudal máximo que discurrirá por una determinada sección de lared de alcantarillado, bajo el supuesto que éste acontecerá para una lluvia deintensidad media máxima constante correspondiente a una duración D igual altiempo de concentración de la sección.Qmáx = C A I(Tc)en donde:Qmáx : Caudal máximo en la sección de cálculo (QP).C : Coeficiente de escorrentía medio ponderado de la cuenca.A : Área total de la cuenca vertiente en la sección de cálculo.I(Tc) : Intensidad media máxima para una duración igual altiempo de concentración, Tc, de la sección de cálculo.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA FÓRMULA RACIONAL

Es una fórmula muy sencilla, que con gran rapidez permite calcular el caudal máximo para cada periodo de retorno.

De forma indirecta proporciona un hidrograma de avenida, asumiendo que el caudal punta se produce en el tiempo de concentración (hidrograma triangular, simétrico).

El cálculo de la avenida está sometido a varias fuentes de error:

a) La duración del aguacero de cálculo: Si está sobreestimada, la intensidad máxima será menor, mientras que si se subestima, es posible que no se alcance el tiempo de concentración de la cuenca.

b) La intensidad del aguacero de cálculo: Responde a expresiones de tipo empírico, a veces de zonas diferentes a las deseadas. Se considera constante durante el tiempo que dura el aguacero (tiempo de concentración), pudiendo no ser cierto, ni ante duraciones cortas.

c) El coeficiente de escorrentía se obtiene a partir de tablas y gráficas, en las que se ha simplificado mucho el proceso de infiltración.

Dicho coeficiente puede variar no solo con las características de la cuenca, sino también con las características de la lluvia.

d) No se tiene en cuenta el estado de humedad precedente del suelo.

e) Influye la forma de la cuenca, a la hora de seleccionar el punto en que se produce el caudal punta.

Ejemplo.- Dada la cuenca hidrográfica con las siguientes características, determinar el caudal pico generado para su empleo en el diseño de obras hidráulicas.

Longitud del cauce principal 15.8 km

Pendiente promedio 12%

Unidad de coberturaArea

A0 (km2)

Espacios con vegetación escasa 37.33Afloramientos rocosos y canchales 1.11Zonas verdes urbanas 2.05Cárcavas y/o zonas en proceso de erosión 8.70Pastizales naturales 7.67Claras de bosques 0.25Matorrales sub-arbustivos o arbustivos muy poco densos 1.40Zonas de construcción 4.30

Total Area At = 62.81

Area 62.81 km2