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1. IV. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO CON EL
MÉTODO RACIONAL
4.1 GENERALIDADES
La selección del método depende mucho de la información existente y el tamaño
del área de drenaje estudiada. De acuerdo al “Manual de Hidrología, Hidráulica
y Drenaje” implementado mediante Decreto Supremo Nº 034 – 2008 – MTC y
publicado por el Ministerio de Transportes y comunicaciones, en el numeral
3.12, referido a Estimación de Caudales, menciona que cuando no existen datos
de aforo, se utilizan los datos de precipitación como datos de entrada a una
cuenca y que producen un caudal Q y presenta algunas metodologías, entre las
cuales está el Método Racional, señalando que es muy usado para cuencas
cuya área es menor a 10 Km2.
Debido a que las cuencas en estudio son muy pequeñas, entre 0.0325 km2 y
2.9855 Km2 obtenidas en el capítulo II de este estudio, se determinó el uso del
método racional para la obtención de los caudales máximos de las cuencas.
Cuadro Nº 4.01:
Clasificación de las cuencas en estudio.
CÓDIGO PROGRESIVAS
PERÍMETRO
DE LA CUENCA
(Km)
ÁREA DE LA
CUENCA CLASIFICACIÓN
(Ha) (km2)
C-1 00+380 0.54 1.34 0.0134 MUY PEQUEÑA
C-2 00+510 1.37 8.74 0.0874 MUY PEQUEÑA
C-3 00+665 1.12 4.84 0.0484 MUY PEQUEÑA
C-4 00+930 0.39 0.98 0.0098 MUY PEQUEÑA
C-5 01+865 0.73 3.75 0.0375 MUY PEQUEÑA
C-6 02+140 0.36 0.84 0.0084 MUY PEQUEÑA
C-7 02+385 0.16 0.17 0.0017 MUY PEQUEÑA
C-8 02+420 2.76 36.69 0.3669 MUY PEQUEÑA
C-9 02+470 1.16 5.53 0.0553 MUY PEQUEÑA
C-10 05+750 0.27 0.52 0.0052 MUY PEQUEÑA
C-11 05+860 0.31 0.28 0.0028 MUY PEQUEÑA
C-12 05+980 0.18 0.16 0.0016 MUY PEQUEÑA
C-13 06+325 0.54 1.94 0.0194 MUY PEQUEÑA
C-14 06+895 7.45 298.55 2.9855 MUY PEQUEÑA
C-15 06+965 4.92 114.18 1.1418 MUY PEQUEÑA
C-16 07+210 0.72 3.10 0.0310 MUY PEQUEÑA
C-17 07+530 2.80 43.61 0.4361 MUY PEQUEÑA
C-18 07+860 0.28 0.45 0.0045 MUY PEQUEÑA

2. CÓDIGO PROGRESIVAS
PERÍMETRO
DE LA CUENCA
(Km)
ÁREA DE LA
CUENCA CLASIFICACIÓN
(Ha) (km2)
C-19 08+100 0.26 0.43 0.0043 MUY PEQUEÑA
C-20 10+060 0.66 1.64 0.0164 MUY PEQUEÑA
C-21 12+390 0.25 0.38 0.0038 MUY PEQUEÑA
C-22 13+040 0.14 0.09 0.0009 MUY PEQUEÑA
C-23 13+150 0.15 0.14 0.0014 MUY PEQUEÑA
C-24 13+390 0.08 0.05 0.0005 MUY PEQUEÑA
C-25 14+225 0.69 2.67 0.0267 MUY PEQUEÑA
C-26 14+320 0.48 1.32 0.0132 MUY PEQUEÑA
C-27 14+610 0.46 1.23 0.0123 MUY PEQUEÑA
C-28 14+240 0.07 0.03 0.0003 MUY PEQUEÑA
C-29 15+760 2.57 36.23 0.3623 MUY PEQUEÑA
C-30 16+520 6.92 16.54 0.1654 MUY PEQUEÑA
C-31 16+620 5.40 146.97 1.4697 MUY PEQUEÑA
C-32 16+690 1.66 14.91 0.1491 MUY PEQUEÑA
C-33 16+760 3.79 63.33 0.6333 MUY PEQUEÑA
C-34 16+870 2.83 17.21 0.1721 MUY PEQUEÑA
C-35 16+910 0.33 0.03 0.0003 MUY PEQUEÑA
C-36 17+600 0.36 0.74 0.0074 MUY PEQUEÑA
C-37 17+690 3.62 55.76 0.5576 MUY PEQUEÑA
C-38 18+380 6.46 212.71 2.1271 MUY PEQUEÑA
C-39 21+120 1.22 5.33 0.0533 MUY PEQUEÑA
C-40 22+610 0.55 1.71 0.0171 MUY PEQUEÑA
C-41 22+690 2.77 55.88 0.5588 MUY PEQUEÑA
C-42 23+790 1.23 9.73 0.0973 MUY PEQUEÑA
C-43 24+460 0.55 1.18 0.0118 MUY PEQUEÑA
C-44 24+600 0.17 0.17 0.0017 MUY PEQUEÑA
C-45 24+800 0.19 0.24 0.0024 MUY PEQUEÑA
C-46 25+430 0.39 0.85 0.0085 MUY PEQUEÑA
C-47 25+455 0.19 0.24 0.0024 MUY PEQUEÑA
C-48 25+780 0.39 0.85 0.0085 MUY PEQUEÑA
C-49 25+850 0.52 1.64 0.0164 MUY PEQUEÑA
C-50 25+890 0.41 0.63 0.0063 MUY PEQUEÑA
C-51 25+930 0.43 0.89 0.0089 MUY PEQUEÑA
C-52 26+040 3.60 48.91 0.4891 MUY PEQUEÑA
C-53 26+250 0.66 1.40 0.0140 MUY PEQUEÑA
C-54 26+440 4.17 64.67 0.6467 MUY PEQUEÑA

3. El Método Racional es uno de los métodos más utilizados para la estimación
del caudal máximo asociado a determinada lluvia de diseño. Se utiliza
normalmente en el diseño de obras de drenaje urbano y rural. Y tiene la ventaja
de no requerir de datos hidrométricos para la Determinación de Caudales
Máximos.
Se le llama formular racional, porque las unidades de las variables que
intervienen poseen una consistencia numérica aproximada, los parámetros que
implica la ecuación se trabajan de forma independiente convirtiéndolos en una
variable.
Este método permite determinar el caudal máximo que escurrirá por una
determinada sección, bajo el supuesto que éste acontecerá para una lluvia de
intensidad máxima constante y uniforme en la cuenca correspondiente a una
duración D igual al tiempo de concentración de la sección.
La expresión utilizada por el Método Racional es:
Donde:
Q : Caudal máximo [m3/s]
C : Coeficiente de escorrentía.
I : Intensidad de la Lluvia de Diseño, con duración igual al tiempo de
concentración de la cuenca y con frecuencia igual al período de
retorno seleccionado para el diseño [mm/h]
A : Área de la cuenca. [Ha]
Es necesario resaltar que Caudal Máximo Q, es en la sección de cálculo o punto
de aforo; en vista de que no se considera el tiempo, este método permite
determinar el caudal máximo en régimen permanente y solo calculamos el
caudal constante que se obtendría como resultado de una precipitación
constante. Por otro lado, el Coeficiente de escorrentía C debe ser el Coeficiente
de escorrentía medio ponderado de la cuenca. Así mismo, la Intensidad I,
corresponde a una Intensidad media máxima de una precipitación con duración
igual al tiempo de concentración de la cuenca y con frecuencia igual al período
de retorno seleccionado para el diseño. Finalmente, el Área de la cuenca A, es
el Área total de la cuenca vertiente en la sección de cálculo.
Este método puede tener algunas limitaciones como:

4.  Proporciona solamente un caudal pico, no el hidrograma de creciente
para el diseño.
 Supone que la lluvia es uniforme en el tiempo (intensidad constante) lo
cual es sólo cierto cuando la duración de la lluvia es muy corta.
 El Método Racional también supone que la lluvia es uniforme en toda el
área de la cuenca en estudio, lo cual es parcialmente válido si la extensión
de ésta es muy pequeña.
 Asume que la escorrentía es directamente proporcional a la
precipitación (si duplica la precipitación, la escorrentía se duplica también).
En la realidad, esto no es cierto, pues la escorrentía depende también de
muchos otros factores, tales como precipitaciones antecedentes,
condiciones de humedad antecedente del suelo, etc.
 Ignora los efectos de almacenamiento o retención temporal del agua
escurrida en la superficie, cauces, conductos y otros elementos (naturales
y artificiales).
 Asume que el período de retorno de la precipitación y el de la
escorrentía son los mismos, lo que sería cierto en áreas impermeables,
en donde las condiciones de humedad antecedente del suelo no influyen de
forma significativa en la Escorrentía Superficial.
Por lo tanto, por su simplicidad, el método racional solamente puede servir para
obtener una estimación del caudal en cuencas pequeñas y con precipitaciones
cortas y homogéneas.
4.2 OBTENCIÓN DE LAS VARIABLES DEL MÉTODO RACIONAL
a. Determinación del Coeficiente de Escurrimiento C
El coeficiente de escurrimiento C representa la fracción de la lluvia que escurre
en forma directa y toma valores entre cero y uno, y varía apreciablemente entre
una cuenca y otra, y de una tormenta a otra, debido a las condiciones de
humedad iniciales. Sin embargo, es común tomar valores de C representativos
de acuerdo con ciertas características de las cuencas como la vegetación,
pendientes del terreno y uso de suelos. [German Monsalve, 1999: p.179].
El “Manual de hidrología, hidráulica y drenaje” del Ministerio de Trasportes y
Comunicaciones, muestran los coeficientes de escorrentía que se usan en el
método racional para calcular la descarga máxima de diseño. De acuerdo a la
cobertura vegetal, tipo de suelo y la pendiente del terreno obtenido en el capítulo
II del estudio se determinaron los coeficientes de escurrimiento C para todas las
cuencas en estudio, que se muestra en los siguientes cuadros.

5. Cuadro Nº 4.02:
Coeficientes de escorrentía representativos para el Método Racional
Con el cuadro anterior denominado cuadro de Coeficientes de escorrentía para
el Método Racional y el cuadro denominado parámetros geomorfológicos de las
cuencas en estudio se determinaron los Coeficientes de escorrentía para las
cuencas en estudio, el cual se muestra en el siguiente cuadro.
Cuadro Nº 4.03:
Coeficientes de escorrentía para para las cuencas en estudio (Método
Racional)
CÓDIGO COBERTURA VEGETAL TIPO DE SUELO
PENDIENTE
(%)
COEFICIENTE
DE
ESCORRENTÍA
( C )
C-1 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 43.04 0.50
C-2 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 23.02 0.50
C-3 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 23.79 0.50
C-4 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 44.47 0.50
C-5 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 27.13 0.50
C-6 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 31.47 0.50
C-7 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 47.15 0.50
C-8 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 15.95 0.50
C-9 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 40.88 0.50
C-10 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 24.63 0.50
C-11 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 60.96 0.55
C-12 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 41.38 0.50
C-13 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 25.26 0.50

6. CÓDIGO COBERTURA VEGETAL TIPO DE SUELO
PENDIENTE
(%)
COEFICIENTE
DE
ESCORRENTÍA
( C )
C-14 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 15.93 0.45
C-15 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 19.70 0.45
C-16 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 8.47 0.45
C-17 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 27.61 0.50
C-18 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 53.03 0.55
C-19 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 53.14 0.55
C-20 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 38.76 0.50
C-21 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 57.85 0.55
C-22 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 78.51 0.55
C-23 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 93.74 0.55
C-24 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 43.09 0.50
C-25 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 25.17 0.50
C-26 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 17.74 0.45
C-27 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 21.26 0.50
C-28 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 44.96 0.50
C-29 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 27.24 0.50
C-30 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 18.69 0.45
C-31 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 23.97 0.50
C-32 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 38.50 0.50
C-33 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 42.15 0.50
C-34 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 25.15 0.50
C-35 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 48.07 0.50
C-36 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 43.79 0.50
C-37 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 32.44 0.50
C-38 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 21.88 0.50
C-39 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 29.04 0.50
C-40 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 20.77 0.50
C-41 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 26.99 0.50
C-42 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 9.81 0.45
C-43 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 21.79 0.50
C-44 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 30.68 0.50
C-45 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 33.96 0.50
C-46 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 56.83 0.55
C-47 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 47.13 0.50
C-48 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 53.59 0.50
C-49 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 58.20 0.50
C-50 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 24.16 0.50
C-51 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 43.01 0.50
C-52 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 25.49 0.50
C-53 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 43.02 0.50
C-54 PASTOS, VEGETACIÓN LIGERA SEMIPERMEABLE 49.32 0.50

7. b. Determinación de Tiempos de Concentración Tc.
Teniendo en cuenta que la Intensidad I, corresponde a la Intensidad de la Lluvia
de Diseño, con duración igual al Tiempo de Concentración de la cuenca y con
frecuencia igual al Período de Retorno seleccionado para el diseño, se
procederá a la obtención del tiempo de concentración.
El tiempo de concentración es el tiempo requerido por una gota para recorrer
desde el punto hidráulicamente más lejano hasta la salida de la cuenca.
Transcurrido el tiempo de concentración se considera que toda la cuenca
contribuye a la salida. Como existe una relación inversa entre la duración de
una tormenta y su intensidad (a mayor duración disminuye la intensidad),
entonces se asume que la duración crítica es igual al tiempo de concentración
tc. El tiempo de concentración real depende de muchos factores, entre otros de
la geometría en planta de la cuenca (una cuenca alargada tendrá un mayor
tiempo de concentración), de su pendiente pues una mayor pendiente produce
flujos más veloces y en menor tiempo de concentración, el área, las
características del suelo, cobertura vegetal, etc. Las fórmulas más comunes
solo incluyen la pendiente, la longitud del cauce mayor desde la divisoria y el
área.
El “Manual de hidrología, hidráulica y drenaje” del Ministerio de Trasportes y
Comunicaciones, muestran diferentes ecuaciones para calcular el tiempo de
concentración, formulados por diferentes autores y entidades. Esto se muestra
en el siguiente cuadro.

8. Cuadro Nº 4.04:
Fórmulas para el cálculo del tiempo de concentración
Con los parámetros de la cuenca obtenidos en el capítulo II y la aplicación de
las diferentes ecuaciones para calcular el tiempo de concentración, se
obtuvieron los resultados que se muestran en el siguiente cuadro.

9. Cuadro Nº 4.05:
Tiempo de concentración Tc para las diferentes cuencas en estudio
CUENCAS
MÉTODO
TIEMPO DE CONCENTRACION
KIRPICH
KIRPICH
(CFE)
R.R.
ROWE
TEMEZ CHOW SCS
Tc
PROMEDIO
(en Horas)
Tc
PROMEDIO
(en
minutos)
C-1 0.031 0.052 0.03 0.035 0.051 0.03 0.04 2.29
C-2 0.074 0.111 0.074 0.074 0.106 0.073 0.09 5.12
C-3 0.063 0.096 0.063 0.063 0.092 0.062 0.07 4.39
C-4 0.02 0.037 0.02 0.024 0.036 0.02 0.03 1.58
C-5 0.041 0.067 0.041 0.042 0.064 0.04 0.05 2.95
C-6 0.022 0.039 0.021 0.023 0.038 0.021 0.03 1.64
C-7 0.011 0.022 0.011 0.013 0.022 0.011 0.01 0.89
C-8 0.155 0.207 0.154 0.143 0.195 0.153 0.17 10.07
C-9 0.055 0.087 0.055 0.062 0.083 0.055 0.07 3.97
C-10 0.018 0.033 0.018 0.018 0.032 0.017 0.02 1.36
C-11 0.018 0.033 0.018 0.022 0.032 0.018 0.02 1.4
C-12 0.01 0.03 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 1.03
C-13 0.03 0.05 0.03 0.03 0.05 0.03 0.04 2.26
C-14 0.26 0.32 0.26 0.24 0.3 0.26 0.27 16.26
C-15 0.21 0.26 0.21 0.2 0.25 0.2 0.22 13.21
C-16 0.07 0.1 0.07 0.05 0.1 0.07 0.08 4.51
C-17 0.11 0.16 0.11 0.12 0.15 0.11 0.13 7.68
C-18 0.01 0.03 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02 1.08
C-19 0.01 0.03 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02 1.16
C-20 0.04 0.06 0.04 0.04 0.06 0.04 0.04 2.61
C-21 0.01 0.03 0.01 0.02 0.03 0.01 0.02 1.17
C-22 0.01 0.02 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.74
C-23 0.01 0.02 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.69
C-24 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.56
C-25 0.04 0.07 0.04 0.05 0.07 0.04 0.05 3.2
C-26 0.04 0.06 0.04 0.03 0.06 0.03 0.04 2.56
C-27 0.03 0.06 0.03 0.03 0.06 0.03 0.04 2.54
C-28 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.48

10. C-29 0.1 0.14 0.1 0.1 0.13 0.1 0.11 6.71
C-30 0.25 0.31 0.25 0.23 0.29 0.25 0.26 15.74
C-31 0.2 0.26 0.2 0.2 0.24 0.2 0.22 13.08
C-32 0.07 0.1 0.07 0.08 0.1 0.07 0.08 4.89
C-33 0.11 0.16 0.11 0.13 0.15 0.11 0.13 7.82
C-34 0.13 0.18 0.13 0.13 0.17 0.13 0.15 8.74
CUENCAS
MÉTODO
TIEMPO DE CONCENTRACION
KIRPICH
KIRPICH
(CFE)
R.R.
ROWE
TEMEZ CHOW SCS
Tc
PROMEDIO
(en Horas)
Tc
PROMEDIO
(en
minutos)
C-35 0.02 0.03 0.02 0.02 0.03 0.02 0.02 1.41
C-36 0.02 0.04 0.02 0.02 0.04 0.02 0.03 1.59
C-37 0.15 0.2 0.15 0.16 0.19 0.15 0.16 9.82
C-38 0.27 0.33 0.27 0.26 0.31 0.26 0.28 16.91
C-39 0.07 0.1 0.07 0.07 0.1 0.07 0.08 4.7
C-40 0.04 0.07 0.04 0.04 0.06 0.04 0.05 2.89
C-41 0.1 0.14 0.1 0.1 0.13 0.1 0.11 6.71
C-42 0.09 0.13 0.09 0.08 0.13 0.09 0.1 6.04
C-43 0.04 0.07 0.04 0.04 0.06 0.04 0.05 2.97
C-44 0.01 0.03 0.01 0.01 0.03 0.01 0.02 1.09
C-45 0.01 0.03 0.01 0.01 0.03 0.01 0.02 1.05
C-46 0.02 0.04 0.02 0.03 0.04 0.02 0.03 1.64
C-47 0.03 0.05 0.03 0.03 0.05 0.03 0.03 2.06
C-48 0.02 0.04 0.02 0.03 0.04 0.02 0.03 1.79
C-49 0.02 0.04 0.02 0.03 0.04 0.02 0.03 1.75
C-50 0.17 0.22 0.16 0.16 0.21 0.16 0.18 10.84
C-51 0.04 0.06 0.04 0.04 0.06 0.04 0.05 2.76
C-52 0.19 0.24 0.19 0.19 0.23 0.18 0.2 12.09
C-53 0.03 0.05 0.03 0.03 0.05 0.03 0.04 2.18
C-54 0.03 0.05 0.03 0.04 0.05 0.03 0.04 2.41
c. Calculo del Periodo de Retorno (Tr)
Considerando que la Intensidad I, corresponde a la Intensidad de la Lluvia de
Diseño, con duración igual al Tiempo de Concentración de la cuenca y con
frecuencia igual al Período de Retorno seleccionado para el diseño, se
procederá a la obtención del Período de Retorno.
El Período de Retorno o intervalo de recurrencia, T, se define como el tiempo
promedio en el cual un evento de cierta magnitud va ser igualado o superado
por lo menos en una ocasión.

11. El Manual para el Diseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de
Tránsito elaborado por el Ministerio de Transportes y Comunicación y publicado
mediante Oficio Nº 0866-2008-MTC/04, de fecha 22 de mayo de 2008,
recomienda adoptar períodos de retorno no inferiores a 10 años para las
cunetas y para las alcantarillas de alivio. Para las alcantarillas de paso, el
período de retorno aconsejable es de 50 años. Para los pontones y puentes, el
período de retorno no será menor a 100 años. Cuando sea previsible que se
produzcan daños catastróficos en caso de que se excedan los caudales de
diseño, el período de retorno podrá ser hasta de 500 años o más. En el siguiente
cuadro se indican períodos de retorno aconsejables según el tipo de obra de
drenaje.
Cuadro Nº 4.06:
Períodos de retorno para diseño de obras de drenaje
en carreteras de bajo volumen de tránsito
Para el presente proyecto se plantea la construcción de alcantarillas de paso en
los causes de las quebradas, por lo que el cálculo del caudal máximo se
realizará con períodos de retorno de 50 años.
d. Cálculo de la Intensidad
La intensidad de precipitación es la cantidad de agua que cae en una cierta área
por unidad de tiempo. Es decir mide la velocidad con que se acumula la lluvia
en un área determinada. Normalmente se mide en (mm/hr). La intensidad
caracteriza el evento ya sea de gran duración o de poca duración.
La Intensidad I, corresponde a la Intensidad de la Lluvia de Diseño, con duración
igual al Tiempo de Concentración de la cuenca y con frecuencia igual al
Período de Retorno seleccionado para el diseño, se procederá a la obtención
del Período de Retorno.
Para la obtención de la Intensidad de Diseño es necesario conocer la duración
de la lluvia asociada. Para ello, el Método Racional supone que la duración
de la lluvia será igual al Tiempo de Concentración de la Cuenca en Estudio,
el cual se calculó para cada cuenca en el literal b de este capítulo.

12. Para la determinación del Tiempo de Concentración hicimos referencia al
Manual para el Diseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de
Tránsito en la que menciona que período de retorno aconsejable para las
alcantarillas es de 50 años.
Con los valores antes obtenidos y la ecuación obtenida en el capítulo III de este
estudio podemos calcular la Intensidad de Diseño para cada una de las cuencas
en estudio:
Donde:
I : intensidad de precipitación (mm/hr)
T : Periodo de Retorno (años)
t : Tiempo de duración de precipitación (min)
Cuadro Nº 4.07:
Intensidad de Diseño para cada una de las
Cuencas en estudio
CÓDIGO
PERIODOS
DE
RETORNO
T (años)
TIEMPO DE
CONCENTRACION
Tc
(min)
INTENSIDAD
DE DISEÑO
I
(mm/h)
C-1 50 2.29 336.3
C-2 50 5.121 183.9
C-3 50 4.391 206.38
C-4 50 1.584 443.47
C-5 50 2.947 278.38
C-6 50 1.641 431.73
C-7 50 0.893 681.51
C-8 50 10.068 110.77
C-9 50 3.965 222.8
C-10 50 1.358 497.7
C-11 50 1.397 487.16
C-12 50 1.028 613.31
C-13 50 2.259 339.74
C-14 50 16.257 77.33

13. C-15 50 13.211 90.35
C-16 50 4.511 202.26
C-17 50 7.677 135.75
C-18 50 1.076 592.71
CÓDIGO
PERIODOS
DE
RETORNO
T (años)
TIEMPO DE
CONCENTRACION
Tc
(min)
INTENSIDAD
DE DISEÑO
I
(mm/h)
C-19 50 1.158 560.84
C-20 50 2.612 304.71
C-21 50 1.172 555.92
C-22 50 0.736 788.16
C-23 50 0.695 822.49
C-24 50 0.561 966.37
C-25 50 3.198 261.76
C-26 50 2.555 309.79
C-27 50 2.536 311.54
C-28 50 0.48 1085.56
C-29 50 6.714 150.1
C-30 50 15.742 79.22
C-31 50 13.08 91.03
C-32 50 4.887 190.48
C-33 50 7.817 133.92
C-34 50 8.739 123.18
C-35 50 1.406 484.76
C-36 50 1.594 441.27
C-37 50 9.816 112.9
C-38 50 16.912 75.07
C-39 50 4.701 196.09
C-40 50 2.895 282.1
C-41 50 6.71 150.17
C-42 50 6.044 162.41
C-43 50 2.968 276.89
C-44 50 1.092 586.18
C-45 50 1.055 601.5
C-46 50 1.644 431.22
C-47 50 2.056 364.58
C-48 50 1.791 404.44
C-49 50 1.754 410.84
C-50 50 10.84 104.79

14. C-51 50 2.755 292.73
C-52 50 12.088 96.57
C-53 50 2.176 349.39
C-54 50 2.412 323.44
4.3 OBTENCIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO CON EL MÉTODO RACIONAL
Finalmente, aplicando la Fórmula del Método Racional, se obtiene el caudal
máximo en cada una de las cuencas, el cual se muestra en el siguiente cuadro.
Cuadro Nº 4.08:
Resultados del caudal máximo con el método racional
CÓDIGO
COEFICIENTE
DE
ESCORRENTÍA
INTENSIDAD
DE LA
LLUVIA DE
DISEÑO
(mm/h)
ÁREA DE LA
CUENCA
(Ha)
CAUDAL
MÁXIMO
(m3/s)
CAUDAL
MÁXIMO
(L/s)
C-1 0.50 336.3 1.335 0.624 623.56
C-2 0.50 183.9 8.736 2.231 2231.32
C-3 0.50 206.38 4.838 1.387 1,386.72
C-4 0.50 443.47 0.983 0.606 605.65
C-5 0.50 278.38 3.749 1.449 1,449.29
C-6 0.50 431.73 0.843 0.506 505.72
C-7 0.50 681.51 0.173 0.164 164.04
C-8 0.50 110.77 36.685 5.079 5,079.35
C-9 0.50 222.8 5.531 1.712 1,711.55
C-10 0.50 497.7 0.516 0.356 356.48
C-11 0.55 487.16 0.279 0.207 207.43
C-12 0.50 613.31 0.163 0.125 125.2
C-13 0.50 339.74 1.941 0.824 824.17
C-14 0.45 77.33 298.545 32.064 32,064.37
C-15 0.45 90.35 114.181 14.328 14,327.60
C-16 0.45 202.26 3.099 0.87 870.49
C-17 0.50 135.75 43.605 8.221 8,221.13
C-18 0.55 592.71 0.453 0.41 409.75
C-19 0.55 560.84 0.434 0.372 371.78
C-20 0.50 304.71 1.637 0.693 692.73
C-21 0.55 555.92 0.377 0.262 262.07
C-22 0.55 788.16 0.094 0.092 92.23
C-23 0.55 822.49 0.136 0.14 139.51
C-24 0.50 966.37 0.048 0.065 65.01
C-25 0.50 261.76 2.67 0.874 873.51
C-26 0.45 309.79 1.321 0.511 511.5

15. C-27 0.50 311.54 1.23 0.479 479.12
C-28 0.50 1085.56 0.034 0.042 41.55
C-29 0.50 150.1 36.23 6.798 6,797.67
C-30 0.45 79.22 16.543 1.82 1,820.10
C-31 0.50 91.03 146.966 18.58 18,580.03
CÓDIGO
COEFICIENTE
DE
ESCORRENTÍA
INTENSIDAD
DE LA
LLUVIA DE
DISEÑO
(mm/h)
ÁREA DE LA
CUENCA
(Ha)
CAUDAL
MÁXIMO
(m3/s)
CAUDAL
MÁXIMO
(L/s)
C-32 0.50 190.48 14.911 3.945 3,944.73
C-33 0.50 133.92 63.334 12.958 12,958.49
C-34 0.50 123.18 17.21 2.944 2,944.29
C-35 0.50 484.76 0.033 0.024 24.09
C-36 0.50 441.27 0.742 0.5 500.44
C-37 0.50 112.9 55.763 8.744 8,743.62
C-38 0.50 75.07 212.706 22.177 22,177.49
C-39 0.50 196.09 5.33 1.452 1,451.50
C-40 0.50 282.1 1.71 0.67 669.98
C-41 0.50 150.17 55.876 11.654 11,654.19
C-42 0.45 162.41 9.729 2.195 2,194.54
C-43 0.50 276.89 1.178 0.408 407.73
C-44 0.50 586.18 0.174 0.128 127.71
C-45 0.50 601.5 0.241 0.201 201.44
C-46 0.55 431.22 0.854 0.511 511.23
C-47 0.50 364.58 1.635 0.745 745.23
C-48 0.50 404.44 0.628 0.317 317.47
C-49 0.50 410.84 0.887 0.456 455.68
C-50 0.50 104.79 48.914 6.407 6,407.35
C-51 0.50 292.73 1.405 0.571 571.15
C-52 0.50 96.57 64.665 9.541 9,540.68
C-53 0.50 349.39 1.744 0.846 846.37
C-54 0.50 323.44 2.088 0.375 375.25