{"id":6798,"date":"2024-12-02T13:56:03","date_gmt":"2024-12-02T12:56:03","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.structuralia.com\/aplicacion-del-metodo-racional-en-el-calculo-de-caudales-maximos"},"modified":"2026-03-27T13:52:21","modified_gmt":"2026-03-27T12:52:21","slug":"aplicacion-del-metodo-racional-en-el-calculo-de-caudales-maximos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.structuralia.com\/en\/aplicacion-del-metodo-racional-en-el-calculo-de-caudales-maximos\/","title":{"rendered":"aplicaci\u00f3n del m\u00e9todo racional en el c\u00e1lculo de caudales m\u00e1ximos"},"content":{"rendered":"<p>&nbsp;<\/p>\n<div>\n<p style=\"text-align: justify;\">La instrucci\u00f3n espa\u00f1ola de carreteras 5.2-IC de la Direcci\u00f3n General de Carreteras recoge el M\u00e9todo Racional para el c\u00e1lculo de los caudales m\u00e1ximos, con los que dise\u00f1ar los drenajes de nuestras carreteras. A continuaci\u00f3n se analiza dicha obtenci\u00f3n de los caudales de avenida para el dise\u00f1o de carreteras.<\/p>\n<\/div>\n<div>\n<p style=\"text-align: justify;\">El m\u00e9todo racional supone la generaci\u00f3n de escorrent\u00eda en una determinada cuenca a partir de una intensidad de precipitaci\u00f3n uniforme en el tiempo, sobre toda su\u00a0superficie. Debido a esto, para la aplicaci\u00f3n del mismo se debe comprobar que ninguno de estos factores pueda resultar relevante en el c\u00e1lculo:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">Aportaci\u00f3n de caudales procedentes de otras cuencas o trasvases a ellas.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Existencia de sumideros, aportaciones o vertidos puntuales, singulares.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Accidentales de cualquier clase.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Presencia de lagos, embalses o planas inundables que puedan producir efecto laminador o desviar caudales hacia otras cuencas.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Aportaciones procedentes del deshielo de la nieve u otros meteoros.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Caudales que afloren en puntos interiores de la cuenca derivados de su r\u00e9gimen hidrogeol\u00f3gico.<\/li>\n<\/ul>\n<p>De manera general, estas condiciones se cumplen en cuencas cuyo <strong>\u00e1rea sea inferior a 50 km<sup>2<\/sup><\/strong>, por lo que se recomienda su empleo en estos casos. Para el resto de escenarios, la Instrucci\u00f3n cita los m\u00e9todos estad\u00edstico e hidrol\u00f3gico como procedimientos m\u00e1s adecuados.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Teniendo en cuenta que, el <strong>tiempo de concentraci\u00f3n<\/strong> (Tc) puede definirse como el tiempo m\u00ednimo necesario desde el comienzo del aguacero para que toda la superficie de la cuenca est\u00e9 aportando escorrent\u00eda en el punto de desag\u00fce. Se puede entender que dicha magnitud depende de la longitud y de la pendiente de la cuenca seleccionada. Esto se materializa en la siguiente expresi\u00f3n, cuya unidad se obtiene en horas al introducir las dem\u00e1s variables en metros:<\/p>\n<p>\u00a0<img decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula6-5.jpg\" alt=\"Formula6\" width=\"200\" height=\"75\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Donde:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li>L: es la longitud de la cuenca en km.<\/li>\n<li>J: es la pendiente de la cuenca en m\/m.<\/li>\n<\/ul>\n<p>En aquellas cuencas principales de peque\u00f1o tama\u00f1o en las que el tiempo de recorrido en flujo difuso sobre el terreno sea apreciable respecto al tiempo de recorrido total no ser\u00e1 de aplicaci\u00f3n la f\u00f3rmula anterior. Deber\u00e1 consultarse la Instrucci\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La f\u00f3rmula propuesta permite obtener el caudal de avenida a partir del <strong>coeficiente de escorrent\u00eda<\/strong> (C), la <strong>m\u00e1xima intensidad media<\/strong> (I) durante el per\u00edodo de c\u00e1lculo correspondiente al tiempo de concentraci\u00f3n Tc, y a partir de la <strong>superficie de la cuenca<\/strong> (A) que influir\u00e1 en el valor del <strong>coeficiente de uniformidad <\/strong>(Kt)<strong>,<\/strong>\u00a0mediante la expresi\u00f3n:<\/p>\n<p>\u00a0<img decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula7-5.jpg\" alt=\"Formula7\" width=\"170\" height=\"69\" \/><\/p>\n<p>Antes de comenzar a calcular el caudal de dise\u00f1o, se debe haber obtenido la <strong>precipitaci\u00f3n m\u00e1xima diaria<\/strong> de la zona donde se encuentre ubicado el proyecto. Si no se conoce este dato, se puede obtener mediante el <strong>c\u00e1lculo del Ministerio de Fomento<\/strong>, consistente en los siguientes pasos:<\/p>\n<p><strong>1.)<\/strong>\u00a0Localizar en el mapa de isol\u00edneas, facilitado por el Ministerio de Fomento (M\u00e1ximas Lluvias diarias en la Espa\u00f1a Peninsular), el punto geogr\u00e1fico de estudio.<\/p>\n<p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales2-5.jpg\" alt=\"Caudales2\" width=\"600\" height=\"395\" \/><\/p>\n<p><strong>2.)<\/strong> Estimar mediante las isol\u00edneas presentadas el <strong>coeficiente de variaci\u00f3n<\/strong> (Cv) (l\u00edneas <strong>rojas<\/strong> con valores inferiores a la unidad) y el <strong>valor medio de la m\u00e1xima precipitaci\u00f3n diaria<\/strong> anual (l\u00edneas <strong>moradas<\/strong>).<\/p>\n<p><strong>3.)<\/strong> Para el <strong>periodo de retorno<\/strong> deseado (T) y el valor de Cv, obtener el <strong>factor de amplificaci\u00f3n<\/strong> (K<sub>T<\/sub>) mediante el uso de la siguiente tabla.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales3-5.jpg\" alt=\"Caudales3\" width=\"474\" height=\"600\" \/><\/p>\n<p><strong>4.)<\/strong> Realizar el producto del factor de amplificaci\u00f3n (KT) por el valor medio de la m\u00e1xima precipitaci\u00f3n diaria anual en mil\u00edmetros (Pt), obteniendo la <strong>precipitaci\u00f3n diaria media m\u00e1xima<\/strong> para el periodo de retorno deseado (Pd). El dato (Pt) se puede consultar en diferentes estaciones meteorol\u00f3gicas.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula3-5.jpg\" alt=\"Formula3\" width=\"130\" height=\"46\" \/><\/p>\n<p>Una vez establecido lo anterior, el <span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>primer<\/strong><\/span>\u00a0par\u00e1metro que se debe obtener es<strong> Intensidad de las lluvias<\/strong> (It) para el tiempo de concentraci\u00f3n calculado, mediante la siguiente f\u00f3rmula:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula8-5.jpg\" alt=\"Formula8\" width=\"140\" height=\"49\" \/><\/p>\n<p>Donde:<\/p>\n<ul>\n<li>I(T,t): es la intensidad de precipitaci\u00f3n de c\u00e1lculo.<\/li>\n<li>Id: es la intensidad media diaria correspondiente a un per\u00edodo de retorno T en mm\/h.<\/li>\n<li>Fint: es el factor de intensidad.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Para el c\u00e1lculo de Id se tendr\u00e1 en cuenta la precipitaci\u00f3n diaria Pd calculada anteriormente, que se relacionan mediante la f\u00f3rmula:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula9-5.jpg\" alt=\"Formula9\" width=\"170\" height=\"85\" \/><\/p>\n<p>Donde K<sub>A<\/sub> es el factor reductor de la precipitaci\u00f3n, cuyo valor se obtiene a trav\u00e9s de la siguiente expresi\u00f3n, introduciendo el \u00e1rea (A) en km:<span style=\"font-size: 7.5px;\"><br \/>\n<\/span><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula10-5.jpg\" alt=\"Formula10\" width=\"400\" height=\"93\" \/><\/p>\n<p>Para el c\u00e1lculo del factor de intensidad hay que tener en cuenta que depende del periodo de retorno (T) y de la duraci\u00f3n del aguacero en horas (t). Su valor ser\u00e1 el <strong>mayor\u00a0<\/strong>de los dos siguientes: Fa o Fb.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula11-5.jpg\" alt=\"Formula11\" width=\"330\" height=\"102\" \/><\/p>\n<p>Donde:<\/p>\n<ul>\n<li>t: es el tiempo de concentraci\u00f3n que, para este par\u00e1metro, debe particularizarse como el valor del tiempo de concentraci\u00f3n (t=Tc).<\/li>\n<li>I1\/Id: se recoge del mapa de valores I1\/Id para Espa\u00f1a, que se muestra a continuaci\u00f3n:<\/li>\n<\/ul>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales9-5.jpg\" alt=\"Caudales9\" width=\"600\" height=\"383\" \/><\/p>\n<p>En el caso de Fb, su valor se obtiene\u00a0a partir de las <strong>curvas IDF<\/strong> de un pluvi\u00f3grafo pr\u00f3ximo, a partir de la ecuaci\u00f3n:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula12-5.jpg\" alt=\"Formula12\" width=\"200\" height=\"78\" \/><\/p>\n<p>Donde:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"text-align: justify;\">Kb: es\u00a0un factor que tiene en cuenta la relaci\u00f3n entre la\u00a0intensidad m\u00e1xima anual en un per\u00edodo de veinticuatro\u00a0horas y la intensidad m\u00e1xima anual diaria.\u00a0En defecto de un c\u00e1lculo espec\u00edfico se puede\u00a0tomar kb = 1,13.<\/li>\n<li>I<sub>IDF<\/sub> (T,tc): es la intensidad de precipitaci\u00f3n correspondiente al per\u00edodo de retorno T y al tiempo de concentraci\u00f3n tc, obtenido a trav\u00e9s de las curvas IDF del pluvi\u00f3grafo.<\/li>\n<li>I<sub>IDF<\/sub> (T,24): es la\u00a0Intensidad de precipitaci\u00f3n correspondiente al per\u00edodo de retorno T y a un tiempo de aguacero igual a veinticuatro horas (t = 24 h), obtenido a trav\u00e9s de curvas IDF siguientes.<\/li>\n<\/ul>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales10-5.jpg\" alt=\"Caudales10\" width=\"600\" height=\"367\" \/><\/p>\n<p>Con esto, ya se habr\u00eda obtenido el primero de los par\u00e1metros de la f\u00f3rmula del caudal m\u00e1ximo.<\/p>\n<p>El <span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>segundo<\/strong><\/span>\u00a0paso ser\u00e1 calcular el valor del <strong>Coeficiente de escorrent\u00eda<\/strong> (C) (relaci\u00f3n entre la parte de la precipitaci\u00f3n que circula superficialmente y la precipitaci\u00f3n total), aplicando la expresi\u00f3n siguiente:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula13-5.jpg\" alt=\"Formula13\" width=\"600\" height=\"213\" \/><\/p>\n<p>Donde:<\/p>\n<ul>\n<li>C: Coeficiente de escorrent\u00eda.<\/li>\n<li>Pd: Precipitaci\u00f3n diaria media m\u00e1xima para el tiempo de retorno establecido (mm).<\/li>\n<li>K<sub>A<\/sub>:\u00a0es el factor reductor de la precipitaci\u00f3n.<\/li>\n<li>P0 = <strong>umbral de escorrent\u00eda corregido<\/strong>\u00a0en mm. Esta magnitud se define como precipitaci\u00f3n m\u00ednima que debe caer sobre la cuenca para que se inicie la generaci\u00f3n de escorrent\u00eda. El valor del umbral inicial puede obtenerse de los datos y mapas publicados por la Direcci\u00f3n General de Carreteras. Su correcci\u00f3n vendr\u00e1 dada por la multiplicaci\u00f3n de su valor inicial por un coeficiente <strong>\u03b2,\u00a0<\/strong>cuyo valor se obtiene a partir de una serie de expresiones que vienen definidas en la nueva norma.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Como una aproximaci\u00f3n suficientemente correcta de este \u00faltimo coeficiente corrector, se presenta el valor que se obten\u00eda a ra\u00edz de la anterior Instrucci\u00f3n. Aunque se advierte aqu\u00ed que para obtener un valor m\u00e1s real deber\u00e1 acudirse a la Instrucci\u00f3n nueva.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales7-5.jpg\" alt=\"Caudales7\" width=\"600\" height=\"443\" \/><\/p>\n<p>El valor de P0 se suele estimar, aunque existe un m\u00e9todo para su obtenci\u00f3n recogido en la nueva Instrucci\u00f3n, teniendo en cuenta que \u00e9ste depender\u00e1 del tipo de suelo y de su vegetaci\u00f3n. Para ello, existen unas tablas en las que se debe entrar teniendo en cuenta lo anterior:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales5-5.jpg\" alt=\"Caudales5\" width=\"1400\" height=\"755\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales6-5.jpg\" alt=\"Caudales6\" width=\"1400\" height=\"740\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El <span style=\"text-decoration: underline;\"><strong>tercer<\/strong><\/span>\u00a0paso que se debe realizar para conocer el caudal de avenida es obtener el valor de la <strong>superficie de la cuenca en km<\/strong> (A) que, a los efectos de esta norma, se considera como la superficie\u00a0medida en proyecci\u00f3n horizontal (planta) que drena al punto de desag\u00fceque aportar\u00e1 caudal al proyecto de estudio.<\/p>\n<p>Por \u00faltimo, faltar\u00eda conocer el valor del<strong> factor de uniformidad<\/strong> (K). Se obtendr\u00e1 a partir de la siguiente ecuaci\u00f3n, teniendo en cuenta que se debe introducir el tiempo de concentraci\u00f3n en horas:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Caudales11-5.jpg\" alt=\"Caudales11\" width=\"180\" height=\"80\" \/><\/p>\n<p>Con todo lo anterior, se habr\u00e1n obtenido todos los valores de las distintas variables de las que depende el caudal m\u00e1ximo, con el que se podr\u00e1n dise\u00f1ar los drenajes de nuestras obras, tal y como se describi\u00f3 al inicio de este texto, mediante la siguiente f\u00f3rmula:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto; border: 1px solid #000000;\" src=\"https:\/\/blog.structuralia.com\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/Formula7-5.jpg\" alt=\"Formula7\" width=\"170\" height=\"69\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\n<\/div>\n<p><script>(function(d, s, id) {<br \/>\n  var js, fjs = d.getElementsByTagName(s)[0];<br \/>\n  if (d.getElementById(id)) return;<br \/>\n  js = d.createElement(s); js.id = id;<br \/>\n  js.src = \"\/\/connect.facebook.net\/es_ES\/sdk.js#xfbml=1&version=v3.0\";<br \/>\n  fjs.parentNode.insertBefore(js, fjs);<br \/>\n }(document, 'script', 'facebook-jssdk'));<\/script><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&nbsp; La instrucci\u00f3n espa\u00f1ola de carreteras 5.2-IC de la Direcci\u00f3n General de Carreteras recoge el M\u00e9todo Racional para el c\u00e1lculo de los caudales m\u00e1ximos, con los que dise\u00f1ar los drenajes de nuestras carreteras. 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