octubre 13 2020 0Comentario

PERIODO DE RETORNO

2.5. PERIODO DE RETORNO

2.5.1 Definición

El periodo de retorno es el lapso de tiempo en el que un evento (sea precipitación, intensidad de lluvia, avenida máxima) será igualado o superado en magnitud por lo menos en una ocasión.

El periodo de retorno se abrevia como Tr.

Si calculamos el gasto de agua de lluvia para un Tr de 10 años y dividimos el tiempo en décadas, en cada década habrá por lo menos una lluvia que exceda el valor que calculamos. Esto no quiere decir que sea exactamente cada 10 años, sino en ese periodo de tiempo (en cualquier década) por lo menos una vez.

Por ejemplo, si tenemos los datos de 30 años,  y hemos calculado un gasto para un periodo de retorno de 10 años, los datos se verían algo parecido a la siguiente tabla:

periodo de retorno

Como se ve en el ejemplo, en cada década se superó por lo menos una vez el gasto calculado para el Tr establecido.

Debemos notar que se dividió en décadas, por que el Tr es de 10 años; si el Tr es de 100 años, dividiríamos el tiempo en siglos, y así sucesivamente.

Es común pensar que el periodo de retorno, es el tiempo de garantía que tiempo nuestra obra para no inundarse, esto no es así, en el ejemplo vemos como apenas en el año 2, se vio superado el gasto calculado. En cada año existe la probabilidad de que nuestro sistema se vea superado, esto en función del Tr seleccionado, la cual se denomina como probabilidad de ocurrencia.

2.5.2 Probabilidad de ocurrencia

La probabilidad de ocurrencia se define como el inverso del periodo de retorno:probabilidad de ocurrencia

De esta forma, para un periodo de retorno de 10 años, tenemos que la probabilidad de ocurrencia es:

probabilidad de ocurrencia en 10 años

Esto quiere decir, en un año cualquiera existe una probabilidad del 10% de que el sistema (pluvial) se vea rebasado; haciendo la misma operación para un periodo de retorno de 25 años, la probabilidad de que se exceda el evento pluvial en cada año es de 4%.

La selección del periodo de retorno es establecido tanto por tablas que indica CONAGUA, como por la experiencia del ingeniero. En México, se permite para calles terciarias diseñar con un periodo de retorno tan bajo como 2 años.

2.5.3 El periodo de retorno mínimo recomendado

Hagamos de nuevo el ejercicio pasado para un Tr de 2 años: la probabilidad de que el sistema se vea igualado o superado en cada año es de ½=0.5=50%; Cada año hay una probabilidad del 50% de que la vialidad se inunde, básicamente un volado, por esta razón jamás se debería calcular para un periodo de retorno menor de 5 años, donde la probabilidad de ocurrencia baja a 20%, número que como veremos más adelante, no cambia de manera drástica el gasto pluvial, pero sí mejora el servicio del sistema, al modificar ligeramente los diámetros de los tubos.

¿Por qué simplemente no utilizar un periodo de retorno de 100 años para todo, si así la probabilidad de exceder la capacidad de nuestra red sería de sólo 1% anual?

Debido al factor económico; entre mayor sea el periodo de retorno, mayor la protección del sistema pluvial, pero también será mayor el costo final de la obra.

2.5.4 Probables soluciones a un periodo de retorno pequeño

Se acepta que en vialidades locales, como las que son privadas o terciarias, el sistema pluvial se diseñe para un periodo de retorno de 5 años. Si una vialidad principal se permitiera diseñar con un Tr pequeño, se generarían encharcamientos constantes, se entorpecería la movilidad de una ciudad al ser una arteria principal de esta, representando pérdidas de horas-hombre de gran magnitud, entre otros problemas propios de la inundación, como bajo confort del conductor, deterioro de pavimentos, generación de baches, deterioro de los vehículos, llantas averiadas por los baches generados, etc.

Ahora, el párrafo anterior no indica que por que se acepte que tendremos encharcamientos controlados en las vialidades, las viviendas también se inunden; el sistema de drenaje pluvial es una combinación del diseño de la nivelación de vialidades y plataformas, además de sus obras de regulación. Si por ejemplo nuestro predio se encuentra en un punto bajo, donde si en un evento de lluvia se excede la capacidad de las tuberías, el ingeniero deberá hacer el cálculo de la elevación de aguas máxima para un Tr mayor, y proponer alguna solución económico para evitar el ingreso del agua, algunos ejemplos son:

  1. Proponer la nivelación de las plataformas de las viviendas a tal elevación que el agua no ingrese a su interior, o,
  2. Construir un tanque tormenta que regule el agua excedente.

 

Si no es posible elevar las viviendas, es muy recomendable regular las excedencias que sufra el sistema; existen múltiples sistemas de regulación, como los tanques tormenta, lagunas de regulación, áreas verdes inundables, etc.

2.5.5. Conclusiones

Podemos concluir que todas las obras tienden a inundarse, finalmente no es posible en todas las obras, por el factor económico, diseñar para periodos de retorno muy grandes.

El factor más importante para establecer el periodo de retorno es la importancia de la obra, así vialidades principales serán diseñadas para 10 ó 20 años, mientras vialidades terciarias para periodos menores, obras de mucho mayor importancia como puentes se llegan a diseñar hasta a 500 años, y otras a 1000 años.

El periodo de retorno depende del factor económico, así se deberá hacer el análisis de costos, sobre mejorar los diámetros de los tubos, elevar las plataformas, construir sistemas de regulación, etc. para el mismo periodo de retorno, seleccionando el sistema más eficiente y económico.

Finalmente el periodo de retorno, no es el tiempo de gracia que tiene nuestra obra para no inundarse, podemos haber diseñado para un Tr=100 años, y el año siguiente tener una inundación.

2.6. video recomendado

En el siguiente enlace se hace una excelente explicación de este tema (cuenta con subtítulos):

adminpluviat001

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