✅ HIETOGRAMA A PARTIR DE CURVAS IDF

Las curvas IDF son las que expresan gráficamente la Intensidad, Duración y Frecuencia de una precipitación ocurrida en una cuenca hidrográfica mediante una relación matemática del tipo empírica. Trabaja mediante periodos de retorno o probabilidad de ocurrencia, cuyos valores son adquiridos por la inversa del valor de la frecuencia acumulada o por condiciones del proyecto u obra que lo convenga. Tienen aplicación en numerosas obras de construcción civil, mayormente en obras hidráulicas o drenajes, también son usadas en ingeniería agrícola. Siempre se deben tener en cuenta para realizar un buen dimensionamiento de sistemas o estructuras, por ejemplo, el buen dimensionamiento hidráulico de sistemas de drenaje en carreteras mejorará la calidad y la vida útil de la carretera, también cuenta para el drenaje urbano, drenaje de aeropuertos, etc. Las curvas IDF relacionan todas las características importantes de eventos extremos de precipitación, que frecuentemente son tomados como variables de diseño. En otros términos, podemos expresar a las curvas IDF como aquellas curvas que expresan la intensidad de precipitación en una cuenca teniendo en cuenta y como función su duración y su probabilidad de que pueda exceder dicho evento extremo.

METODOLOGÍA PARA OBTENER LAS CURVAS IDF

Para poder obtener las curvas IDF de una determina cuenca será necesario el uso de distintos tipos de tratamientos probabilísticos de datos de precipitación, empezando desde la selección de precipitaciones máximas, su corrección y obtención de las intensidades que nos brindarán la curva deseada.

El procedimiento que debe seguirse es amplio, pero no difícil de realizar, podemos hacer uso de distintos softwares aplicados a la hidrología para agilizar la obtención de estas curvas. Los pasos mínimos necesarios para poder graficar las curvas IDF serán los siguientes:

• Obtener los registros de precipitación de estaciones pluviométricas, estos registros deben albergar los datos de precipitaciones mensuales máximas en 24 horas.
• Luego, los primeros métodos estadísticos que aplicaremos serán para poder obtener las precipitaciones máximas probables, y después, a partir de estas precipitaciones, por obtener la intensidad de precipitación expresa en mm/hr.
• Si se trabaja con más de una estacione pluviométrica, es necesario obtener el área de influencia de cada estación dentro de la cuenca de estudio, esto podemos lograrlo mediante varios métodos, uno de los más conocidos son los polígonos de Thiessen de los cuales hablaremos más adelante. Esto se realiza para poder obtener la distribución de la precipitación máxima diaria y de las intensidades de lluvia dentro de la cuenca.
• Luego seguiremos con los métodos estadísticos necesarios, los cuales consistes en realizar las regresiones lineales necesarias siguiendo el tiempo de retorno y la regresión potencial que trabajará en conjunto con todas las anteriores.
• Para finalizar, con todos los datos ya obtenidos, pasaremos a obtener la ecuación de las curvas IDF según el tiempo de retorno requerido.

Para poder obtener la intensidad de lluvia, bastará con relacionar la precipitación máxima probable (mm) con el tiempo de duración (hr), este nuevo valor obtenido de intensidad relaciona la duración y frecuencia de la precipitación.

Si la cuenca en estudio contara con más de una estación, es necesario contar con el área de influencia de cada estación dentro de la cuenca, esto lo podemos lograr mediante el uso de los polígonos de Thiessen, que no es más que distribuir la precipitación mediante medias ponderadas.

HIETOGRAMA DE DISEÑO

Los hietogramas son gráficos en los cuales se expresa la precipitación en intervalos de tiempo. Los hietogramas son característicos y representan a una determinada tormenta. Representa la intensidad de lluvia durante todo su tiempo de duración y su uso también radica en los softwares que requieren como sucede o evoluciona la lluvia durante todo su tiempo de duración. Existen una gran variedad de metodologías para poder obtener los hietogramas de diseño, sin embargo, uno de los más usados es la metodología de los bloques alternos.

METODOLOGÍA PARA OBTENER EL HIETOGRAMA DE DISEÑO

Para poder obtener el hietograma de diseño haremos uso de las curvas IDF obtenidas con anterioridad. Vamos a representar la distribución de la precipitación en diferentes intervalos de tiempo y distintos tiempos de retorno. Es importante mencionar que para poder obtener el hietograma de diseño es necesario contar con el tiempo de concentración de la cuenca en estudio. Para determinar el tiempo de concentración podemos hacer uso de varias fórmulas, sin embargo, muchas de ellas dependen de las condiciones climatológicas en las que se encuentra la cuenca, es por ello que debemos tener sumo cuidado con la fórmula o método que decidamos trabajar. Con el tiempo de concentración calculado y las curvas IDF listas, pasaremos a realizar los siguientes pasos para poder obtener el hietograma de diseño mediante los bloques alternos:

• Primero tenemos que dividir el tiempo de diseño o tiempo de concentración de la cuenca en intervalos de tiempo semejantes.
• Luego, debemos seleccionar la curva IDF con la que trabajaremos, es decir, se debe contar con la curva IDF según sea el tiempo de retorno requerido.
• De la curva IDF que hemos seleccionado, debemos encontrar el valor de la intensidad de precipitación según sea el intervalo de tiempo que hemos obtenido en el primer paso, esto lo haremos hasta lograr obtener la duración total de la precipitación.
• Luego pasaremos a calcular la cantidad total de precipitación ocurrida en cada intervalo de tiempo, esto lo haremos con la simple multiplicación de la intensidad por la duración que tiene cada intervalo, es importante mencionar que el intervalo debe estar en horas, puesto que la intensidad de lluvia está expresa en mm/hr.
• Con los valores obtenidos de precipitación, es siguiente paso es restar cada valor consecutivo según sea el resultado.
• Para finalizar y obtener el hietograma de diseño tenemos que volver a ordenar los resultados obtenidos, pero para esto debemos tener en cuenta que el máximo valor obtenido será el valor central del hietograma, y luego, con los valores restantes, iremos alternándolos uno a uno, lado por lado, y de forma ascendente.

El gráfico obtenido se conoce como Hietograma de diseño por bloques alternos,  y es de gran utilidad para softwares que realizan modelamientos hidrológicos.

En este punto, expresamos que más adelante subiremos videos tutoriales respectivos al tema, además de una hoja de cálculo donde se encontrarán cada uno de los pasos antes mencionados.