Tras el último tema del foro que te proponía hace algunos días sobre Hidrología; Nubes Lenticulares o Multi-Lenticulares. Hoy lanzamos, en paralelo a nuestro foro formativo, este breve post sobre las Paradojas Hidrológicas.
El primer Premio Leonardo a la Innovación en Obras Hidráulicas, Víctor Flórez Casillas es Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad Politécnica de Madrid y, actualmente es Director del Departamento de Presas y Obras Hidráulicas de la Dirección Técnica de FCC CONSTRUCCIÓN, y Director del Departamento de Obras Marítimas…
Es también Vocal Colaborador del Comité de Hidráulica del SPANCOLD y Miembro del Comité Técnico de AENOR CTN-149 SC-3. Atesora una experiencia de más de 22 años en FCC y la ejecución de todo tipo de obras hidráulicas. Anteriormente trabajó en el Canal de Isabel II, la ingeniería CIPSA e Hispano Alemana de construcciones y ACYR, S.A.
Tenemos el orgullo de contar con su presencia como figura docente de Eadic impartiendo con gran vocación y nivel los cursos de Predimensionado y Diseño de Obras Hidráulicas, Fundamentos Prácticos de Hidrología y Drenaje, Canales, Encauzamientos e Ingeniería de Ríos y Fundamentos Prácticos para el Diseño y Construcción de Presas.
Hoy lanzamos un nuevo hilo de debate en torno a las Paradojas Hidrológicas…
Víctor Emilio Flórez Casillas (Profesor):
Supongo que algunos ya habréis caído en la cuenta que cuando se realiza un estudio de caudales por métodos hidrometeorológicos como el de la 5.2-IC se puede llegar a una serie de paradojas.
Por ejemplo, suponiendo un saneamiento, calculamos un primer tramo que recoge una cuenca de 100 Ha, longitud 1 km, desnivel del 2% y lluvia diaria de 100 mm, obtenemos para un coeficiente de escorrentía de 0,30, un caudal de 6,06 m3/s.
El tramo siguiente, con una superficie total de recogida de 102 Ha, longitud 1,2 km y manteniendo el desnivel del 2%, con las mismas condiciones de lluvia, obtenemos un caudal de 5,70 m3/s.
Es decir, aumenta la superficie de recogida y aunque mantenemos la pendiente de la cuenca, el caudal es menor.
Por este motivo yo soy partidario de considerar fórmulas sencillas de aplicación para uno o dos parámetros únicos, desde luego uno de ellos la superficie pudiendo ser otro directamente la superficie urbanizada o similar.
Daos cuenta de que la obtención de caudales es vital y debe ser sencilla puesto que implica una seguridad en el diseño.
No es aplicable esto a la obtención de caudales instantáneos en tiempo real tal como se trata en los SAIH donde forzosamente hay que hacer intervenir la premonición como variable de gran importancia, pero sí lo es para obras que requieren un dimensionamiento para valores máximos.
¿Qué opináis al respecto?
Juan García Juzgado (Alumno):
Hola,
Efectivamente estoy de acuerdo con tu idea, puesto que en la formulación expuesta en cualquiera de los métodos derivados del racional entran a jugar un papel muy relevante el conocimiento exacto de la cuenca de aportación, lo que resulta a priori una tarea algo complicada para el conocimiento de los caudales circulantes en el punto de estudio.
En relación con el ejemplo anteriormente expuesto, intuyo que un pequeño incremento de la longitud del cauce, hace variar lo suficiente el tiempo de concentración como para reflejar una disminución en la intensidad de lluvia, lo que, acompañado de un crecimiento desproporcionado de la superficie de la cuenca con respecto al incremento de la longitud del cauce, provoque que pequeñas variaciones en las características geomorfológicas de la cuenca de estudio ofrezca caudales menor cuantía, cuando a priori debieran ser mayores.
En mi opinión, para obtener un orden de magnitud el tipo de formulas simplista no esta mal, sin embargo considero necesario el empleo de métodos algo más elaborados en los que intervenga alguna característica más de la cuenca de estudio, aunque sea necesario un estudio más detallada de la misma, puesto que los Organismo encargados de velar por la correcta gestión del Dominio Público Hidráulico en raras ocasiones se conforman con estimaciones, exigiendo que se realicen estudios detallados.
Un saludo.
5 comentarios en “Paradojas Hidrológicas”
Esta paradoja se la encontró el CEDEX en su estudio de «caudales máximos» elaborada en un principio para la cuenca del Tajo y mas tarde para el resto de Confederaciones Hidrográficas. Ocurría que para cuencas menores de 25Km cuadrados aplicaban el método racional y ocurría que en un mismo río con cuencas con áreas mas pequeñas salían caudales punta mayores que los que se puede calcular aguas abajo. Esto se complicaba en las cuencas que se calculaban con el histórico de aforos, no cuadrando el resultado en la transición de método racional y el estádístico. El CEDEX puso como herramienta del usuario el poder modificar el umbral de escorrentía, haciendo un estudio geostadistico de la cifra recomendada para cada cuenca. Esta simplificación da como resultado que aunque emplees una fórmula con varios parámetros al final usas 2 (área y umbral de escorrentía), como comenta Victor, pero yo añadiría un factor mas la experiencia y el conocer los ríos en el campo. La hidrología de gabinete puede ser buena para un predimensionamiento, pero si se quiere optimizar la solución se deben visitar los sitios y analizar la información de campo e histórica.
Las Confederaciones están empezando a recomendar el uso de dicha herramienta porque al final se sabe de donde has sacado el resultado de tu estimación de caudales y ellos tienen la seguridad de que no les vas a marear obteniendo el caudal por 3 o más métodos distintos.
Enhorabuena por este foro
Hola Víctor,
Un placer tener de nuevo la oportunidad de hablar contigo a través de este estupendo blog.
La verdad es que los comentarios de Juan y Jaime han centrado bastante el tema en cuanto al porqué de la paradoja y a la manera de obtener unos caudales más aproximados a los esperables para un periodo de retorno concreto. No voy a incidir más en ello porque lo han concretado muy bien.
Actualmente, en España, se pueden hacer obtener con precisión los caudales de determinados periodos de retorno, gracias a los estudios llevados a cabo (muchos de ellos por el Cedex) en cuanto a regionalización de precipitaciones, umbrales de escorrentía, caudales máximos,…
Se cuenta además con modelos muy potentes y en las Confederaciones con personal muy calificado y con gran experiencia en la cuenca para interpretar la información de los SAIH y los SAD.
No obstante, sí que estoy de acuerdo con la propuesta que lanzas para el diseño de determinado tipo de obras (Saneamientos, drenajes,…) . El trabajo de gabinete es distinto. No se centra en una determinada zona y no se cuenta con tiempo ni fondos para realizar un estudio a fondo del problema.
Por ello las fórmulas que propones son muy adecuadas ya que ayudarían a centrar el tiro y homogeneizar los estudios, sin incurrir en excesivas complicaciones. Ahora bien deben ser obtenidas a partir de estudios de ámbito nacional muy detallados (como los mencionados más arriba), que se centren, no en la obtención de unos caudales de un determinado periodo de retorno, sino que sean estudios temáticos para cada tipo de obra (p ej Saneamientos) y que no den con formulas únicas, sino varias fórmulas en función de:
– Tipo y Tamaño de la red
– Región hidrológica de ubicación
– Riesgos asociados al fallo de la red
– Medidas de protección establecidas
– … En realidad habría que hacer un estudio de cara a establecer la clasificación!
De esta manera con parámetros muy sencillos y fáciles de obtener se podrían determinar los caudales de forma segura, evitando las paradojas y dudas que muchas veces conducen al sobredimensionamiento extremo o peor aún, al infradimensionamiento. Aunque la determinación de estas fórmulas supusiera un coste importante (estos estudios deben ser muy elaborados), sin lugar a dudas sería una buena inversión en mi opinión.
Un último comentario “malévolo”. Lo cierto es que todo esto, juega en contra de los ingenieros, pues nos podría “quitar trabajo”. Muchas veces la simplificación de los procesos tiende a generar la idea errónea de que lo que se está diseñando es algo muy sencillo y se tiende a la prescindir de la visión más ingenieril de los problemas y su automatización. Quizá estoy yendo demasiado lejos, desde luego, ya te digo que la idea de obtener estas formulas sencillas me parece muy, muy adecuada.
Bueno, perdón por la parrafada y un saludo Víctor
Simplemente comentar, leyendo ahora mi comentario, que cuando digo que actualmente se pueden obtener en España caudales con precision, me refiero a con mayor aproximacón.
La precisión en hidrología es una palabra con la que hay que tener cuidado!
Gracias por seguir este blog.
Sobre este tema, ya sabéis que se han hecho ciertos intentos por obtener los caudales de dimensionamiento mediante métodos sencillos como ocurre con la Confederación Hidrológica del Norte (hoy Cantábrico y Miño-Sil) o en la Confederación del Ebro, en este caso algo más elaborado. Son fórmulas regionales que, incluso, se podrían aceptar con un cierto coeficiente de seguridad adicional, pero donde la variable básica es el área y la zona climática.
Creo que en otro caso podemos dirigirnos al clsico axioma de «basura entra basura sale» de muchos programas multivariable donde al tener que rellenar muchos datos, finalmente acaban inventándose algunos cuya repercusión es muy elevada y el rango de validez también (se dan casos de parámetros con variación de 1 a 10 y con repercusión casi directa, siendo el cambio del valor del parámetro, al menos a veces, muy sutil).
Fijaos en una curiosidad como la de este enlace (será más o menos real pero da que pensar):
http://www.mitosyfraudes.org/Calen5/modelo-basura.html
Un saludo,
Y no os preocupeis por la simplificación del sistema de obtención de parámetros cuando estos suponen el dato principal para iniciar el verdadero estudio.
Ya sabeis que, en mi opinión, un buen técnico debe ser capaz de obtener una respuesta a un problema complejo mediante una aproximación lograda a través de la resolución de problemas simples. Es fundamental.
Debemos de tener unos conocimientos básicos sobre la teoría de las técnicas que vamos a emplear y debemos de ser capaces de esquematizar la situación para transformarla en otras más sencillas.
Tanto es así que a un buen técnico se le reconoce rápidamente por la petición de datos que realiza para valorar una cierta solución
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