El documento presenta los conceptos y métodos para realizar un análisis de tormentas. Estos incluyen: (1) definir tormentas y medir su intensidad, duración y frecuencia; (2) analizar pluviogramas para determinar la variación de intensidad y máxima; (3) construir tablas e hietogramas de intensidad vs tiempo; y (4) analizar frecuencias de intensidades máximas para diferentes duraciones y construir curvas IDF que relacionan intensidad, duración y período de retorno. El objetivo es obtener estimaciones de

1. Presentación 9:
ANALISIS DE TORMENTAS
HIDROLOGIA

3. 1) Concepto:
Una o más lluvias ocurridas en un determinado período de tiempo. Una
tormenta puede durar desde unos pocos minutos hasta varias horas y aun
días , puede abarcar extensiones de terrenos muy variables.

4. 2) Importancia:
• El análisis de tormentas, esta relacionado con los cálculos , al diseño de
obras de ingeniería hidráulica;
• Estudio de drenaje
• Determinación de caudales máximos, o que deben encausarse, para
impedir las inundaciones.
• Determinación de la luz de un puente.
• Conservación de suelos.
• Calculo del diámetro de las alcantarillas.

5. Se define tormenta el conjunto de lluvias que obedecen a una misma perturbación
meteorológica y de características bien definidas. Una tormenta puede durar desde
unos pocos minutos hasta varias horas y aun días y puede abarcar desde una zona
pequeña hasta una extensa región.
De las tormentas interesa conocer las curvas intensidad - duración -frecuencia.
Intensidad.- Se mide en mm/h. y su valor varía durante la tormenta.
Duración.- Se mide en minutos o en horas. Es el tiempo transcurrido entre el
comienzo y el fin de la tormenta.
Período de duración.- Es un concepto importante. Es un período de tiempo dentro de
la duración de la tormenta. Se escogen períodos de duración tipos. Por ejemplo: 10
m., 30 m., 60 m., 120 m., 240 m. Lo que se busca, como veremos, son las intensidades
máximas para estos períodos de duración.
Frecuencia.- Aclararemos este concepto mediante un ejemplo. Una tormenta de
frecuencia 1/15 significa que es probable que se presente, co mo término medio, una
vez cada 15 años. Los 15 años vienen a constituir el tiempo de retorno o período de
retorno de dicha tormenta.
El análisis de tormentas tiene por objeto obtener aseveraciones como la de este otro
ejemplo, más completo. "En el lugar tal, es probable que se presente una tormenta de
intensidad máxima 48 mm/h., para un período de duración de 20 minutos, cada 15
años en promedio".

6. Pluviógrafos:
- Instrumento registrador
de lámina de precipitación.
- Permite analizar, en
pluviogramas, variación de
intensidad de precipitación.

11. Análisis de Tormentas
• Del análisis de bandas pluviográficas se
determina variación de intensidad de
precipitación e intensidad máxima (mm/h).
• Para ello se construye tabla con datos de: hora,
intervalo de tiempo, tiempo acumulado, lámina
parcial y acumulada, intensidad.
• Gráfico de intensidad de Precipitación vs
Tiempo: hietograma de precipitación.
• Por lo general, son de forma acampanada.

12. Proceso para un Análisis de Tormenta
1.- Hora, se anota las horas en que cambia la intensidad, se reconoce por el
cambio de la pendiente, de la línea que se marca la precipitación.
2.- Intervalo de tiempo: es el intervalo de tiempo entre las horas de la columna
(1).
3.- Tiempo Acumulado: Es la suma sucesiva de los tiempos parciales de la
columna (2)
4.- Lluvia Parcial: es la lluvia caída en cada intervalo de tiempo
5.- Lluvia acumulada: es la suma de las lluvias parciales de la columna (4)
6.- Intensidad: es la altura de precipitación referida a una hora de duración, para
cada intervalo de tiempo. Su calculo se realiza mediante una regla de tres simple
obteniéndose:
Columna (4) x 60 / Columna (2)
Dibujar el hietograma, ploteando las columnas (3) vs (6).
El hietograma permite apreciar mas objetivamente como varia la intensidad
durante la tormenta.
Dibujar la curva masa de la precipitación, esto se consigue ploteando las
columnas (3) vs (5).

13. Análisis de Tormentas
1 2 3 4 5 6

14. Hietograma
El hietograma permite apreciar mas objetivamente como varia la intensidad durante la
tormenta (columnas 3 y 6)
La curva de masa de precipitaciones , (graficando las columnas 3 y 5)

15. Análisis de frecuencias de intensidades máximas
(mm/h)
• Analizar todas las tormentas caídas en el lugar, siguiendo
el proceso ya indicado, es decir para cada tormenta hallar
la intensidad máxima, para diferentes duraciones.
• Tabular los resultados en orden cronológico, tomando la
intensidad mayor de cada año para cada período de
duración (10, 30, 60, 120, 240 min), en una tabla similar a
la anterior

16. Análisis de frecuencias de intensidades máximas
(mm/h)
• Ordenar en forma decreciente e independiente del
tiempo, los valores de las intensidades máximas
correspondientes a cada uno de los periodos de duración.
Para cada valor, calcular su periodo utilizando la fórmula
de Weibull: T = (n+1)/m. (T= Periodo de retorno; m=Numero de
Orden; n=Numero total de observaciones, en este caso numero de años)
• Para cada frecuencia (o tiempo de retorno) se construye
curva IDF (Intensidad – Duración – Periodo).

17. Análisis de frecuencias de intensidades
máximas (mm/h)
• Con intensidades de precipitación diferentes
tormentas, se obtiene intensidad máxima para
periodos de duración de 10’, 30’, 60’, 120’.
• Se ordenan datos anteriores en forma decreciente.
• Se asigna valores de frecuencia con fórmula de
Weibull: F = m/(n+1). (F= Frecuencia; m=Numero de Orden;
n=Numero total de observaciones, en este caso numero de años)
• Para cada frecuencia (o tiempo de retorno) se
construye curva IDF.

18. Tabla de
análisis de
frecuencias
de
intensidades
máximas
(mm/h) para
diferentes
tiempos de
duración

19. Construir las curvas intensidad – duración- periodo de
retorno (IDT)
Según los pasos siguientes:
• Trazar los ejes coordenados: en el eje X, colocar las
duraciones (min) mientras que en el eje Y, colocar los
valores de las intensidades (mm/hr).
• Para un periodo de retorno T (en años ubicar los pares
(duración, intensidad), para ese periodo de retorno T.
• Trazar una curva que una los puntos (duración,
intensidad).
• Repetir los dos últimos pasos para otros valores de T.

20. Curvas intensidad-duración (idf)
• Características:
– intensidad de tormenta
disminuye con
duración.
– intensidad aumenta
cuando aumenta Tr.

21. Curvas intensidad-frecuencia-
duración

22. Donde:
i : intensidad (mm/h)
Tr: período de retorno
(años)
d: duración (min)
k, c, d, n : parámetros
Ecuación general para curvas idf

23. Trabajo Practico
De las siguientes bandas
Pluviograma, graficar:
• Hietograma.
• Intensidades máximas.
Luego corroborar el
trabajo con el programa
Hidroesta.