Ingeniería de Caminos Rurales - Instituto Mexicano del Transporte

LA FÓRMULA RACIONAL
Para determinar el volumen de flujo...
Q = Caudal (escurrimiento), en metros cúbicos por
segundo (m 3 /s).
Q = CiA
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donde:
C = Coeficiente de escurrimiento. Este coeficiente se
selecciona de tal manera que refleje las características de la
cuenca de captación, tales como topografía, tipo de suelo,
vegetación y uso de suelo.
i = Intensidad promedio de lluvia para la frecuencia
seleccionada y para una duración igual al Tiempo de
Concentración, en milímetros por hora.
A = Área de la cuenca de captación, en hectáreas.
Coeficiente de Escurrimiento (C), su valores se presentan en la Tabla 5.2. En estos valores se reflejan las
diferentes características de la cuenca de captación que afectan el escurrimiento. El diseñador debe
desarrollar experiencia y usar su criterio para seleccionar el valor apropiado de C dentro del intervalo de
variación mostrado. Puede observarse que el valor de C es posible que cambie en el curso de la vida útil
de la estructura, como puede ser debido a cambios en el uso del suelo de un bosque para convertirse en
terrenos agrícolas, o como resultado de un incendio en la cuenca de captación.
Área (A) es simplemente la superficie de la cuenca de captación que contribuye con escurrimientos hacia el
cruce de drenaje. Sus límites abarcan desde uno de los parteaguas de drenaje hasta el opuesto y hacia
abajo hasta llegar al cruce. En la superficie de un camino, el “área de drenaje” es el talud del corte y el área
de la superficie de la calzada entre drenes transversales o las cunetas de salida.
Intensidad de lluvia (i) es el tercer factor, y el que resulta más difícil de obtener. Se expresa como la intensidad
promedio de lluvia en milímetros por hora (mm/h) para una cierta frecuencia de recurrencia y para una
duración igual al Tiempo de Concentración de la cuenca de captación. Al inicio de una tormenta, el
escurrimiento desde partes distantes de la cuenca de captación no ha llegado al punto de descarga. Una
vez que el escurrimiento alcanza el punto de descarga, más allá del tiempo de concentración, tendrá lugar
un régimen de flujo estable. Este periodo inicial constituye el “Tiempo de Concentración”. Para el caso de
cuencas de captación muy pequeñas, se recomienda un tiempo mínimo de concentración de 5 minutos
para encontrar la intensidad que se usará en la determinación de los caudales de diseño.
En la Figura 5.1 se muestra una familia típica de curvas de intensidad-duración para una frecuencia de
recurrencia de 2 a 50 años. Tales curvas, desarrolladas a partir de datos locales de precipitación pluvial,
deberían localizarse o generarse cuando se trabaja en una zona en particular. Los valores típicos máximos
de intensidad para un evento de 25 a 50 años en regiones desérticas es de entre 75 y 100 mm/h,
aproximadamente; algunas regiones costeras y selváticas, o tropicales presentan intensidades máximas de
entre 200 y 400 mm/h, o mayores; y la mayoría de las regiones, incluyendo las zonas semiáridas, los
bosques de montaña, y las áreas costeras, poseen típicamente valores de entre 100 y 250 mm/h. Debido
a la amplia gama de valores, y a la magnitud de la variación local que puede ocurrir alrededor de islas y de
montañas, los datos locales son muy deseables para el trabajo de diseño del proyecto.
INGENIERÍA DE CAMINOS RURALES: 39