1. INTRODUCCIÓN ⌅
Las precipitaciones atmosféricas en forma de lluvia condicionan de forma importante el diseño del entorno edificado. Cuando se producen de forma intensa ponen a prueba la capacidad de los sistemas de evacuación y drenaje y, a medio y largo plazo, pueden influir en la salubridad de los edificios y en la durabilidad de las construcciones.
La lluvia, como otros factores climatológicos, es una de las variables más inciertas a considerar en el diseño arquitectónico y su cuantificación e intensidad se aborda a través de datos históricos y métodos estadísticos. Esta circunstancia hace que su análisis sea instructivo en un entorno regulador prestacional como el español (1-3), ya que obliga a una consideración de la geografía, de los datos existentes para diferentes periodos de retorno y de una posible evolución del fenómeno en un horizonte temporal.
Para el dimensionado de los elementos de saneamiento de aguas pluviales, tradicionalmente se han venido utilizando mapas de zonas pluviométricas (4, 5) o curvas isoyetas (6), que representan puntos de la geografía con la misma intensidad pluviométrica en una hora (mm/h). Como para el dimensionado de la red se debe considerar un periodo más corto, que corresponde con el tiempo en el que el agua de la precipitación puede saturarla (5-10 minutos), se hace corresponder con el valor horario un valor del periodo corto, obviamente de intensidad bastante superior, expresándose ambos en las mismas unidades (mm/h) y permitiendo su comparación.
El vigente Código Técnico de la Edificación (CTE) (1), aprobado en 2006, describe en el Documento Básico HS-5 un procedimiento de cálculo similar al descrito, adjuntando, en el Apéndice B, un Mapa de Isoyetas y una tabla que hace corresponder, para las isoyetas en las dos zonas pluviométricas consideradas, intensidades pluviométricas para los periodos cortos. Las últimas revisiones del documento incorporan el siguiente comentario: “Pueden emplearse valores mayores si se considera necesario por la experiencia previa o por la disposición de datos facilitados por entidades oficiales.” A este respecto es importante resaltar que, de acuerdo con el Artículo 5 del CTE, la adopción de las soluciones técnicas basadas en los Documentos Básicos es suficiente para acreditar el cumplimiento de las exigencias básicas del mismo.
En este contexto, este trabajo tiene por objeto fundamental revisar los datos disponibles en la Agencia Estatal de Meteorología (en adelante AEMET) (7) desde la creación de todos los observatorios que en la actualidad siguen operativos para verificar si, efectivamente, se dispone de valores de intensidad pluviométrica que superen los del Apéndice B del DB HS-5 en algunas zonas, para que puedan ser utilizados por los proyectistas. Las series de datos obtenidos pueden permitir, a su vez, la comprobación de posibles tendencias en la evolución de la pluviometría en España (8, 9).
La cuantificación de la Intensidad Pluviométrica condiciona también el dimensionado de los equipos de bombeo de aguas pluviales. El vigente CTE establece un método para el cálculo del bombeo de aguas residuales. Sin embargo, su utilización directa no parece adecuada en el caso de las aguas pluviales. En este trabajo se propone también un método para el cálculo de los equipos de bombeo de aguas pluviales.
2. METODOLOGÍA ⌅ 2.1. Datos de Intensidad Pluviométrica en 1 día para diferentes periodos de retorno ⌅
Aunque en España existen servicios meteorológicos propios en algunas Comunidades Autónomas, con el objeto de armonizar el trabajo, y por el hecho de que las series autonómicas son más limitadas en el tiempo, se ha optado por obtener los datos principales de AEMET.
La recopilación de los datos abiertos existentes en AEMET, para todas las estaciones meteorológicas activas hoy en día se realiza mediante el acceso a OPENDATA y la obtención de una API Key, que permite descargar los datos para una estación meteorológica en formato vertical (JSON) para un periodo máximo de 4 años. Es necesario repetir esta operación para abarcar todo el periodo de tiempo considerado, en este caso los años transcurridos desde la creación del observatorio hasta hoy. Se ha considerado el 31 de diciembre de 2023 como fecha final de obtención de los datos, al estar aún incompletos los de 2024.
Para el propósito de este trabajo se han filtrado exclusivamente los datos de precipitación máxima en un día (mm/día) y se han ordenado en periodos de retorno de 20, 40, 60 y 80 años. La consideración de los periodos de retorno es importante por dos razones. La primera es porque del análisis comparativo de los datos para diferentes periodos se pueden extraer conclusiones sobre una posible evolución en el tiempo de la intensidad de las precipitaciones. La segunda es que la posibilidad de una cuantificación diferente en función del periodo de retorno considerado es coherente con el espíritu prestacional del CTE, facilitando que un periodo de retorno más amplio asegure un nivel de prestaciones más alto. Este podría ser el caso de un museo con un gran valor patrimonial.
Es importante señalar que, a partir de la máxima precipitación en un día, único dato del que se dispone en abierto en AEMET, los valores para otros periodos de tiempo se obtienen por métodos estadísticos. Este dato se considera suficientemente robusto para el propósito de este trabajo. Como se verá más adelante, los valores estadísticos obtenidos para periodos más cortos son coherentes con las proporciones entre los datos para 1 hora y para el periodo corto consideradas en el CTE.
Como forma de validación se han utilizado también datos de la Agencia Vasca de Meteteorología (en adelante EUSKALMET) (10), ya que esta ofrece valores de precipitación de intervalos más cortos (1 hora y 10 minutos).
2.2. Cálculo de la Intensidad de precipitación para un intervalo cualquiera ⌅
Obtenidos los datos máximos de precipitación en un día para las diferentes estaciones meteorológicas, es posible calcular las intensidades para diferentes intervalos de tiempo. Se utiliza para ello el Método Racional descrito en la Norma 5.2-IC de la Instrucción de carreteras (Drenaje Superficial) del Ministerio de Fomento de España, de 2019 (11, 12). Este método permite calcular los valores de precipitación para diferentes intervalos de tiempo en función del dato de precipitación media diaria. En la Norma se define la Intensidad de precipitación para un periodo de retorno T, y una duración del aguacero t mediante la expresión [1].
I(T,t)=Id×Fa [1]
I(T,t) = Intensidad de precipitación correspondiente a un periodo de retorno T y una duración del aguacero t
Id = Intensidad media diaria (mm/h)
Fa = Factor de intensidad (adimensional)
Se define la Intensidad media diaria como la media horaria de la precipitación diaria [2]. Por las características de las edificaciones, de pequeña superficie, no se ha utilizado el factor reductor de la precipitación por área de cuenca KA (igual a 1 para < 1km2).
Id=Pd/24 [2]
Id = Intensidad media diaria de precipitación (mm/h) correspondiente a un periodo de retorno T
Pd = Precipitación diaria (mm)
El Factor de intensidad, adimensional, se obtiene de la expresión [3] a partir del índice de torrencialidad.
Fa=I1Id3,5287-2,5287×t0,1 [3]
Fa = Factor de intensidad (adimensional)
I1/Id = Índice de torrencialidad que expresa la relación entre la intensidad de precipitación horaria y la media diaria
t = duración del aguacero (horas)
No es necesario conocer el valor de I1, ya que en la fórmula se introduce el valor del índice de torrencialidad (I1/Id) leído directamente del mapa que figura como adjunto a la citada Norma (Figura 1).
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Figura 1 Índice de torrencialidad. I1/Id, Norma 5.2_IC
Los valores del índice de torrencialidad que aparecen en las 5 zonas geográficas en las que se divide el mapa, representan el número de veces que es mayor la intensidad en la hora más lluviosa respecto a la intensidad media diaria. Así, un valor 8 indica que la intensidad máxima en una hora es 8 veces la intensidad media diaria. Un análisis inicial del mapa instruye sobre la realidad pluviométrica de la geografía española. Aunque la Cornisa Cantábrica recoge la mayor precipitación anual, tiene índices de torrencialidad más bajos que Levante y Baleares, regiones en las que los aguaceros son más intensos en intervalos cortos.
La Tabla 1 presenta los valores del Factor de Intensidad (Fa), obtenidos mediante la fórmula [3] para algunos intervalos de tiempo pertinentes en el estudio del saneamiento de edificios, en las diferentes zonas geográficas consideradas. Como puede observarse, el valor de Fa aumenta cuando se consideran intervalos de aguacero más cortos, coincidiendo con el valor del índice de torrencialidad correspondiente al área geográfica delimitada en la Figura 1 para 1 hora (60 minutos).
Tabla 1 Valores de Factor de Intensidad (Fa) en las 5 zonas para diferentes intervalos de aguacero
Zona | Intensidad Pluviométrica para diferentes periodos (mm/h) | |||
---|---|---|---|---|
5 minutos | 10 minutos | 30 minutos | 60 minutos | |
8 | 25,44 | 18,95 | 11,38 | 8 |
9 | 30,56 | 22,39 | 13,06 | 9 |
10 | 36,01 | 25,99 | 14,77 | 10 |
11 | 41,76 | 29,74 | 16,51 | 11 |
12 | 47,82 | 33,64 | 18,28 | 12 |
Todos los valores de Intensidad Pluviométrica se expresan en mm/h, independientemente del intervalo considerado. Esto nos permite construir gráficas de Intensidad-Duración, que representan la máxima intensidad de precipitación en diversos intervalos de tiempo y sirven para calcular los caudales generados, fundamentalmente en periodos cortos. A modo de ejemplo, la Figura 2 representa la gráfica de Intensidad-Duración a partir del dato de Intensidad máxima recogido en el observatorio de A Coruña, en la zona 8, para un periodo de retorno de 40 años. Con un dato de precipitación máxima diaria (Pd) de 132,70 mm en 1999, y una Intensidad media diaria de 5,53 mm/h, se representan valores para 5, 10, 30 y 60 minutos.
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Figura 2 Gráfica Intensidad-Duración. A Coruña. Periodo de retorno de 40 años
2.3. Obtención de los resultados ⌅
Una vez obtenidos los datos de precipitación máxima diaria para periodos de retorno de 20, 40, 60 y 80 años, se ordenan en tablas (5, 6, 7 y 8) para las 5 zonas. A partir del dato de intensidad máxima histórico, mediante la expresión [1], se calculan las intensidades para 1 hora y 5 minutos. En la última columna de las tablas se compara, en porcentaje, la diferencia entre el valor de intensidad pluviométrica correspondiente al aguacero de 5 minutos y el valor de intensidad pluviométrica que corresponde a ese lugar en aplicación del Apéndice B del vigente documento DB HS-5 del CTE. Las tablas utilizan un código de colores en función de los valores obtenidos, variando del verde al rojo, también en intensidad, cuando el exceso va aumentando. El verde más claro representa los valores negativos.
Para este estudio se ha decidido tomar el valor del tiempo de intensidad corta de 5 minutos por dos razones. En primer lugar, se considera acorde con la realidad de los edificios, ya que un colapso de la red es perfectamente posible en ese tiempo. Para acercarnos a ella, podemos utilizar la fórmula de tiempo de concentración que, para cuencas secundarias, se describe en la Norma 5.2-IC [4]:
tdif=2Ldif0,408·ndif0,312·Jdif-0,209 [4]
tdif = Tiempo de recorrido en flujo difuso sobre el terreno (minutos)
ndif = Coeficiente de flujo difuso (adimensional) = 0,015 para terreno pavimentado
Ldif = Longitud de recorrido en flujo difuso (m)
Jdif = Pendiente media (adimensional)
Con un valor de 15 m de longitud desde cualquier punto de una cubierta hasta un sumidero, coherente con el tamaño máximo de los paños de recogida de agua en cubiertas, y una pendiente media del 1%, mínima permitida en el DB HS-1, obtendríamos un valor de 4,26 minutos. De cara a este estudio no parece, por tanto, descabellada la consideración de 5 minutos como tiempo en el que determinados puntos de la red pueden verse afectados por la afluencia máxima.
En segundo lugar, porque, aunque el CTE no establece ese periodo, del propio documento se podría deducir la intención del legislador. La Tabla 2 establece las proporciones entre los valores que dan nombre a las Isoyetas en las Zonas A y B del CTE, y que coinciden con la intensidad en 1 hora, I (60), y las intensidades que se debe considerar para el cálculo en cada una de ellas. Como puede observarse, en el caso de la Zona A, los valores oscilan entre un mínimo (en verde) de 3,00 y un máximo (en rojo) de 3,25 y en el de la Zona B entre un mínimo de 2,13 y un máximo de 3,00. Los valores de Proporción reflejan el resultado de dividir los segundos entre los primeros, indicando, en cada caso, cuánto mayor es la intensidad en el intervalo corto respecto a la de 1 hora.
Tabla 2 CTE, DB HS-5. Proporción entre la Intensidad en el intervalo corto considerado y la Intensidad en 1 hora (60 minutos)
Isoyeta | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 130 | ||
Zona A | I (mm/h) * | 30 | 65 | 90 | 125 | 155 | 180 | 210 | 240 | 275 | 300 | 330 | 365 |
Proporción | 3,00 | 3,25 | 3,00 | 3,13 | 3,10 | 3,00 | 3,00 | 3,00 | 3,06 | 3,00 | 3,00 | 3,04 | |
Zona B | I (mm/h) * | 30 | 50 | 70 | 90 | 110 | 135 | 150 | 170 | 195 | 220 | 240 | 265 |
Proporción | 3,00 | 2,50 | 2,33 | 2,25 | 2,20 | 2,25 | 2,14 | 2,13 | 2,17 | 2,20 | 2,18 | 2,21 |
*
Los valores de I (mm/h), en las zonas A y B, son los que se deben considerar en el intervalo corto según el CTE
La Tabla 3 presenta una Proporción análoga a la de la Tabla 2, pero esta vez entre valores obtenidos mediante el método racional. El valor numérico que da nombre a cada una de las 5 Zonas de la Figura 1 se corresponde con el número de veces que la precipitación horaria supera la media diaria y, como ya se ha recalcado, con el índice de torrencialidad. Utilizando la expresión [3] podemos calcular los valores del Factor de Intensidad para intervalos cortos de 5 y 10 minutos, que siempre son iguales para cada una de las 5 zonas. Para calcular los valores de Proporción entre las intensidades de los intervalos cortos y las intensidades de los intervalos horarios solamente tenemos que dividir las primeras entre las segundas.
Tabla 3 Método Racional. Proporción entre la Intensidad en 60 minutos y en periodos de 5 y 10 minutos
Zona | Intensidad Pluviométrica para periodos cortos (mm/h) | Proporción de valores de I | ||
---|---|---|---|---|
5 minutos | 10 minutos | I (10) / I (60) | I (5) / I (60) | |
8 | 25,44 | 18,95 | 2,37 | 3,18 |
9 | 30,56 | 22,39 | 2,49 | 3,40 |
10 | 36,01 | 25,99 | 2,60 | 3,60 |
11 | 41,76 | 29,74 | 2,70 | 3,80 |
12 | 47,82 | 33,64 | 2,80 | 3,98 |
De la comparación entre las Tablas 2 y 3, se puede deducir que la consideración de un intervalo corto de 5 minutos, aparte de más segura, parece más acorde con la intención del legislador. Todos los valores de Proporción en la Zona A del CTE, y algunos en la Zona B, superan los valores de I(10)/I(60) obtenidos mediante el Método Racional acercándose más a los de I(5)/I(60).
2.4. Aplicación de los resultados ⌅
Obtenidos los valores de precipitación para el intervalo corto del aguacero, en nuestro caso 5 minutos, que podría ser el máximo o el correspondiente, en su caso, al periodo de retorno considerado, es posible utilizarlos directamente para el cálculo de redes y equipos de bombeo de aguas pluviales siguiendo la metodología propuesta en el CTE.
Un aspecto importante es la relación entre el conjunto de datos obtenidos y la elección de los valores que se deben tener en cuenta para el dimensionado. La Tabla 4 refleja los datos obtenidos en el Observatorio de AEMET en Madrid (Aeropuerto) para un periodo de retorno de 20 años. Se puede observar, por ejemplo, que la media más alta de los 20 días más lluviosos de un año es un 21% (15,52/73,8) del día más lluvioso de todo el periodo. Sin embargo, si tomamos la media de los 3 días más lluviosos del mismo tenemos un valor del 88,5% (65,32/73,8) del valor pésimo.
Tabla 4 AEMET. Datos de precipitación, observatorio Madrid Aeropuerto para un periodo de retorno de 20 años (2004-2023)
Datos de precipitación máxima diaria (mm) | Media de 20 días más lluviosos en el año, 2004 a 2023 (mm) | ||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Máximo | Medias | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | ||
3 máximos | 5 máximos | 20 máximos | 14,27 | 10,36 | 13,31 | 11,88 | 14,92 | 10,30 | 13,32 | 10,23 | 13,32 | 10,23 | |
2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | ||||
73,8 | 65,32 | 49,37 | 37,33 | 13,65 | 10,94 | 15,52 | 9,85 | 16,01 | 12,30 | 13,37 | 13,24 | 12,09 | 12,95 |
La metodología aquí propuesta trata de acercar el problema de la intensidad pluviométrica en los edificios y su posible evolución en el tiempo, no pretendiendo ofrecer una solución canónica para el cálculo de redes y equipos. Deberá ser el diseñador, en cada caso, el que decida los datos meteorológicos disponibles a utilizar, el tiempo de concentración, el periodo de retorno, la utilización de valores pésimos o no, etc.
3. VALORES DE INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN A PARTIR DE LOS DATOS DE AEMET ⌅ 3.1. Valores de intensidad de precipitación a partir de los datos de AEMET ⌅
Las tablas 5, 6, 7 y 8 reflejan los valores de intensidades pluviométricas obtenidos, utilizando el Método Racional, a partir de los datos de AEMET para períodos de retorno de 20, 40, 60 y 80 años. Se han realizado para las diferentes Zonas, agrupándose en la Tabla 8 las Zonas 11 y 12 por su proximidad geográfica.
La última columna de las Tablas refleja la comparativa, en porcentaje, entre el valor de intensidad pluviométrica obtenido en las diferentes estaciones para 5 minutos con la exigible para el periodo corto el en el CTE, que es función de la Zona y de la Isoyeta del lugar considerado. Como ya se ha comentado, se utiliza una gradación de color. Por ejemplo, en el caso de A Coruña (Tabla 5), el dato de precipitación obtenido es un 56% mayor que el exigido en el CTE.
Tabla 5 Intensidades de precipitación a partir de datos de AEMET y comparativa con CTE. Zona 8
Comunidad Autónoma | Estación Meteorológica | Fundación | Precipitación máxima diaria (mm) | Isoyeta / Intensidad pluviométrica según CTE | Precipitación (mm/h): 1 h / 5 min | Comparativa con CTE (%) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Periodo de retorno | Máximo | Año | |||||||||
20 | 40 | 60 | 80 | ||||||||
Galicia | A Coruña | 1930 | 95,6 | 132,7 | 132,7 | 132,7 | 132,7 | 1999 | 30 / 90 | 44 / 141 | 56,3 |
A Coruña Aeropuerto | 1971 | 69,9 | 110,6 | 110,6 | - | 110,6 | 1999 | 40 / 125 | 37 / 117 | -6,21 | |
Santiago de Compostela Aeropuerto | 1943 | 104,1 | 218 | 218 | 218 | 218 | 1987 | 40 / 125 | 73 / 231 | 84,88 | |
Lugo Aeropuerto | 1951 | 73,8 | 73,8 | 73,8 | - | 73,8 | 2010 | 30 / 90 | 25 / 78 | -13,07 | |
Ourense | 1960 | 79,7 | 96,2 | 96,2 | - | 96,2 | 2002 | 30 / 90 | 32 / 102 | 13,31 | |
Pontevedra | 1985 | 108,1 | 108,1 | NH | - | 108,1 | 2014 | 40 / 125 | 36 / 115 | -8,33 | |
Vigo Aeropuerto | 1956 | 136,5 | 171,9 | 175 | - | 175 | 1978 | 30 / 90 | 58 / 186 | 106,12 | |
Andalucía | Morón de la Frontera | 1946 | 129,5 | 129,5 | 129,5 | 129,5 | 129,5 | 2007 | 40 / 90 | 43 / 137 | 52,53 |
Cádiz | 1935 | 155 | 155 | 155 | 155 | 155 | 2008 | 50 / 110 | 52 / 164 | 49,37 | |
Rota Base Naval | 1988 | 126,2 | 126,2 | NH | NH | 126,2 | 2008 | 40 / 90 | 42 / 134 | 48,64 | |
Jerez de la Frontera Aeropuerto | 1946 | 94,9 | 97,4 | 97,4 | 112,2 | 112,2 | 1947 | 40 / 90 | 37 / 119 | 32,15 | |
Tarifa | 1945 | 115 | 115 | 139 | 139 | 139 | 1970 | 60 / 135 | 46 / 147 | 9,15 | |
Isla Canarias | La Palma Aeropuerto | 1970 | 183,6 | 183,6 | - | - | 183,6 | 2004 | 80 / 170 | 61 / 195 | 14,49 |
Hierro Aeropuerto | 1973 | 153,3 | 280 | NH | NH | 280 | 1988 | 50 / 110 | 93 / 297 | 169,83 | |
Tenerife Sur Aeropuerto | 1980 | 109 | 136 | NH | NH | 136 | 1983 | 40 / 90 | 45 / 144 | 60,19 | |
Izaña | 1920 | 158,2 | 337 | 337 | 360 | 360 | 1950 | 80 / 170 | 120 / 382 | 124,48 | |
Tenerife Norte Aeropuerto | 1944 | 134,1 | 134,1 | 260,3 | 260,3 | 260,3 | 1977 | 50 / 110 | 87 / 276 | 150,85 | |
Santa Cruz de Tenerife | 1931 | 125,8 | 232,6 | 232,6 | 232,6 | 232,6 | 2002 | 50 / 110 | 78 / 247 | 124,16 |
Tabla 6 Intensidades de precipitación a partir de datos de AEMET y comparativa con CTE. Zona 9
Comunidad Autónoma | Estación Meteorológica | Fundación | Precipitación máxima diaria (mm) | Isoyeta / Intensidad pluviométrica según CTE | Precipitación (mm/h): 1 h / 5 min | Comparativa con CTE (%) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Periodo de retorno | Máximo | Año | |||||||||
20 | 40 | 60 | 80 | ||||||||
Asturias | Asturias Aeropuerto | 1968 | 95,9 | 129,1 | 129,1 | - | 129,1 | 2001 | 30 / 90 | 48 / 164 | 82,65 |
Gijón Puerto | 2001 | 86,5 | - | - | - | 86,5 | 2010 | 30 / 90 | 32 / 110 | 22,38 | |
Oviedo | 1972 | 76,5 | 76,5 | 109,5 | - | 109,5 | 1975 | 30 / 90 | 41 / 139 | 54,92 | |
Cantabria | Santander | 1946 | 88,6 | 88,6 | 88,6 | 126,2 | 126,2 | 1952 | 40 / 125 | 47 / 161 | 28,56 |
Santander Aeropuerto | 1953 | 91,4 | 134,4 | 134,4 | - | 134,4 | 1983 | 40 / 125 | 50 / 171 | 36,91 | |
País Vasco | Bilbao aeropuerto | 1947 | 108,1 | 252,6 | 252,6 | 252,6 | 252,6 | 1983 | 50 / 155 | 95 / 322 | 107,51 |
San Sebastián Igeldo | 1928 | 131 | 167,7 | 167,7 | 167,7 | 167,7 | 1997 | 50 / 155 | 63 / 214 | 37,77 | |
Hondarribia Malkarroa | 1955 | 124,7 | 185,2 | 185,2 | 214 | 214 | 1959 | 40 / 125 | 80 / 273 | 118 | |
Foronda Txokiza | 1976 | 76,6 | 82,4 | 93 | - | 93 | 1977 | 30 / 90 | 35 / 118 | 31,58 | |
Navarra | Pamplona | 1953 | 76,6 | 90,8 | 90,8 | 115,5 | 115,5 | 1961 | 40 / 125 | 43 / 147 | 17,66 |
Pamplona Aeropuerto | 1975 | 73,3 | 86,7 | 107,4 | - | 107,4 | 1979 | 40 / 125 | 40 / 137 | 9,41 | |
Castilla y León | León Virgen del Camino | 1938 | 52,8 | 98,5 | 98,5 | 98,5 | 98,5 | 1987 | 20 / 65 | 37 / 125 | 92,96 |
Ponferrada | 1951 | 63 | 63,6 | 63,6 | 92,2 | 92,2 | 1955 | 30 / 90 | 35 / 117 | 30,45 | |
Castilla La Mancha | Ciudad Real | 1970 | 65,2 | 76,4 | - | - | 76,4 | 1996 | 30 / 90 | 29 / 97 | 8,09 |
Andalucía | Huelva Ronda Este | 1984 | 82,4 | 160 | - | - | 160 | 1997 | 40 / 90 | 60 / 204 | 126,37 |
Sevilla Aeropuerto | 1951 | 106,1 | 109,3 | 109,3 | - | 109,3 | 1997 | 40 / 90 | 41 / 139 | 54,64 | |
Córdoba Aeropuerto | 1959 | 109,3 | 154,3 | 154,3 | - | 154,3 | 1997 | 40 / 90 | 58 / 196 | 118,31 | |
Málaga Aeropuerto | 1942 | 132,7 | 140,2 | 151 | 313 | 313 | 1957 | 60 / 135 | 117 / 399 | 195,23 | |
Jaén | 1983 | 69,1 | 81 | - | - | 81 | 1996 | 40 / 90 | 30 / 103 | 14,6 | |
Granada Base Aérea | 1937 | 69,3 | 69,3 | 69,3 | 69,3 | 69,3 | 2007 | 30 / 70 | 26 / 88 | 26,06 | |
Granada Aeropuerto | 1972 | 52,6 | 68,2 | - | - | 68,2 | 1986 | 40 / 90 | 26 / 87 | -3,51 | |
Isla Canarias | Gran Canaria Aeropuerto | 1951 | 104 | 104 | 104 | - | 104 | 1954 | 40 / 90 | 39 / 132 | 47,14 |
Fuerteventura | 1967 | 56,1 | 76,5 | 76,5 | - | 76,5 | 1991 | 50 / 110 | 29 / 97 | -11,44 | |
Lanzarote | 1972 | 45,4 | 55,1 | 71,5 | - | 71,5 | 1980 | 50 / 110 | 27 / 91 | -17,23 |
Tabla 7 Intensidades de precipitación a partir de datos de AEMET y comparativa con CTE. Zona 10
Comunidad Autónoma | Estación Meteorológica | Fundación | Precipitación máxima diaria (mm) | Isoyeta / Intensidad pluviométrica según CTE | Precipitación (mm/h) 1 h / 5 min | Comparativa con CTE (%) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Periodo de retorno | Máximo | Año | |||||||||
20 | 40 | 60 | 80 | ||||||||
La Rioja | Logroño Aeropuerto | 1948 | 82,6 | 82,6 | 82,6 | 82,6 | 82,6 | 2017 | 30 / 90 | 34 / 124 | 37,69 |
Aragón | Huesca Aeropuerto | 1943 | 63,9 | 87,8 | 99,7 | 110,8 | 110,8 | 1959 | 40 / 125 | 46 / 166 | 32,98 |
Zaragoza Aeropuerto | 1941 | 54,2 | 70,8 | 70,8 | 97,3 | 97,3 | 1945 | 30 / 90 | 41 / 146 | 62,19 | |
Daroca | 1920 | 95,2 | 95,2 | 95,2 | 95,2 | 95,1 | 2021 | 40 / 125 | 40 / 143 | 14,14 | |
Calamocha | 1992 | 55,6 | 69,2 | - | - | 69,2 | 1996 | 40 / 125 | 29 / 104 | -16,95 | |
Castilla y León | Zamora | 1920 | 50,5 | 51,4 | 58 | 66,1 | 66,1 | 1961 | 30 / 90 | 28 / 99 | 10,18 |
Salamanca | 1970 | 43,2 | 48,2 | - | - | 48,2 | 1989 | 30 / 90 | 20 / 72 | -19,65 | |
Salamanca Aeropuerto | 1945 | 41,4 | 50,3 | 50,3 | 59 | 59 | 1955 | 30 / 90 | 24 / 88 | -1,65 | |
Valladolid | 1973 | 60,4 | 60,4 | - | - | 60,4 | 2023 | 30 / 90 | 25 / 91 | 0,68 | |
Valladolid Aeropuerto | 1936 | 60,5 | 80 | 80 | 90,8 | 90,8 | 1951 | 30 / 90 | 38 / 136 | 51,36 | |
Ávila | 1983 | 71,2 | 88,8 | - | - | 88,8 | 1997 | 40 / 125 | 37 / 133 | 6,58 | |
Burgos Aeropuerto | 1943 | 47,6 | 52,4 | 52,4 | 52,4 | 52,4 | 1997 | 30 / 90 | 22 / 79 | -12,65 | |
Segovia | 1988 | 50,2 | 50,2 | - | - | 50,2 | 2023 | 30 / 90 | 21 / 75 | -16,32 | |
Soria | 1943 | 63,4 | 69,3 | 69,3 | 70 | 70 | 1959 | 40 / 125 | 29 / 105 | -15,99 | |
Comunidad de Madrid | Puerto de Navacerrada | 1946 | 137,4 | 150 | 150 | 150 | 150 | 1996 | 30 / 90 | 63 / 225 | 150,04 |
Colmenar Viejo | 1978 | 86,8 | 86,8 | - | - | 86,8 | 1982 | 30 / 90 | 36 / 130 | 44,69 | |
Torrejón de Ardoz | 1961 | 62 | 62 | 63,1 | - | 63,1 | 1972 | 30 / 90 | 26 / 95 | 5,18 | |
Madrid Aeropuerto | 1951 | 73,8 | 73,8 | 73,8 | - | 73,8 | 2023 | 30 / 90 | 31 / 111 | 23,02 | |
Madrid Retiro | 1921 | 67,7 | 67,7 | 87 | 87 | 87 | 1972 | 30 / 90 | 36 / 131 | 45,02 | |
Madrid Cuatro Vientos | 1945 | 91,2 | 91,2 | 91,2 | 91,2 | 91,2 | 2023 | 30 / 90 | 38 / 137 | 52,02 | |
Getafe | 1951 | 78,1 | 78,1 | 78,1 | - | 78,1 | 2023 | 30 / 90 | 33 / 117 | 30,19 | |
Castilla La Mancha | Guadalajara El Serranillo | 1985 | 37 | 71,1 | - | - | 71,1 | 1993 | 30 / 90 | 30 / 107 | 18,52 |
Molina de Aragón | 1949 | 63,2 | 63,2 | 70 | 70 | 70 | 1970 | 30 / 90 | 29 / 105 | 16,69 | |
Cuenca | 1951 | 98,2 | 98,2 | 98,2 | - | 98,2 | 2017 | 30 / 90 | 41 / 147 | 63,69 | |
Toledo | 1982 | 90,4 | 90,4 | - | - | 90,4 | 2023 | 30 / 90 | 38 / 136 | 50,69 | |
Albacete | 1983 | 99 | 116 | - | - | 116 | 1996 | 30 / 90 | 48 / 174 | 93,36 | |
Albacete Base Aérea | 1939 | 104,4 | 146,6 | 146,6 | 146,6 | 146,6 | 1996 | 30 / 90 | 61 / 220 | 144,37 | |
Extremadura | Cáceres | 1982 | 64,4 | 128,5 | - | - | 128,5 | 1997 | 30 / 70 | 54 / 193 | 175,4 |
Badajoz Aeropuerto | 1955 | 62,8 | 119,1 | 119,1 | - | 119,1 | 1997 | 30 / 70 | 50 / 179 | 155,26 | |
Andalucía | Almería Aeropuerto | 1968 | 99,2 | 99,2 | 99,2 | 99,2 | 99,2 | 2019 | 40 / 90 | 41 / 149 | 65,36 |
Tabla 8 Intensidades de precipitación a partir de datos de AEMET y comparativa con CTE. Zonas 11 y 12
Comunidad Autónoma | Estación Meteorológica | Fundación | Precipitación máxima diaria (mm) | Isoyeta / Intensidad pluviométrica según CTE | Precipitación (mm/h) 1 h / 5 min | Comparativa con CTE (%) | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Periodo de retorno | Máximo | Año | |||||||||
20 | 40 | 60 | 80 | ||||||||
Aragón | Teruel | 1986 | 120,8 | 120,8 | - | - | 120,8 | 2022 | 40 / 125 | 55 / 210 | 68,17 |
Cataluña | Lleida | 1983 | 78,4 | 83,6 | - | - | 83,6 | 1992 | 30 / 90 | 38 / 145 | 61,64 |
Girona Aeropuerto | 1973 | 137,5 | 177,1 | - | - | 177,1 | 1987 | 80 / 240 | 81 / 308 | 28,41 | |
Barcelona Fabra | 1920 | 115,1 | 144,1 | 196 | 196 | 196 | 1971 | 50 / 155 | 90 / 341 | 120,04 | |
Barcelona Aeropuerto | 1924 | 104,9 | 175,1 | 175,1 | 186,7 | 186,7 | 1953 | 50 / 155 | 86 / 325 | 109,6 | |
Estación de Tortosa | 1920 | 140,8 | 140,8 | 176,5 | 209,2 | 209,2 | 1940 | 70 / 210 | 96 / 364 | 73,35 | |
Región de Murcia | Murcia | 1984 | 169 | 169 | - | - | 169 | 2019 | 40 / 90 | 77 / 294 | 226,76 |
Alcantarilla Base Aérea | 1940 | 179,7 | 179,7 | 179,7 | 179,7 | 179,7 | 2019 | 40 / 90 | 82 / 313 | 247,45 | |
San Javier Aeropuerto | 1944 | 204,7 | 330 | 330 | 330 | 330 | 1987 | 50 / 110 | 151 / 574 | 422,04 | |
Valencia | Castellón Almassora | 1976 | 150 | 150 | - | - | 150 | 2020 | 90 / 195 | 69 / 261 | 33,86 |
Valencia | 1937 | 178,2 | 178,2 | 178,2 | 262,6 | 262,6 | 1956 | 70 / 150 | 120 / 457 | 204,64 | |
Valencia Aeropuerto | 1965 | 188,9 | 188,9 | 188,9 | - | 188,9 | 2012 | 70 / 150 | 87 / 329 | 119,14 | |
Alicante | 1938 | 131 | 270,2 | 270,2 | 270,2 | 270,2 | 1997 | 50 / 110 | 124 / 470 | 327,44 | |
Elche Aeropuerto | 1967 | 152,8 | 152,8 | 235 | - | 235 | 1982 | 50 / 110 | 108 / 409 | 271,76 | |
Isla Baleares | Palma de Mallorca Aeropuerto | 1972 | 106,7 | 106,7 | - | - | 106,7 | 2010 | 50 / 110 | 49 / 186 | 68,79 |
Palma Puerto | 1978 | 124,3 | 124,3 | - | - | 124,3 | 2015 | 60 / 135 | 57 / 216 | 60,22 | |
Ibiza Aeropuerto | 1944 | 156,5 | 156,5 | 156,5 | 156,5 | 156,5 | 2005 | 40 / 90 | 72 / 272 | 202,59 | |
Menorca Aeropuerto | 1965 | 91,9 | 96,5 | 121,3 | - | 121,3 | 1979 | 40 / 90 | 61 / 242 | 168,54 |
4. ANÁLISIS COMPARATIVO CON LOS VALORES DEL DB HS 5 DEL CTE ⌅ 4.1. Análisis comparativo con los valores del CTE ⌅
La Figura 3 representa el Incremento de precipitación para un intervalo de 5 minutos respecto de los valores establecidos en el CTE. Incluye una gráfica general para todas las Zonas y gráficas para cada una de ellas (al igual que las Tablas, las Zonas 11 y 12 se han unido en una sola).
media/6966_003.jpeg
Figura 3 Incremento de precipitación (mm/h) para un intervalo de 5 minutos respecto del CTE
El análisis comparativo refleja que la media de los valores obtenidos para el conjunto de las zonas se sitúa aproximadamente un 50% por encima de los valores del CTE, pero hay un número considerable de valores, fundamentalmente en las Zonas 11 y 12 que los superan ampliamente.
El análisis de las Tablas también refleja que un porcentaje significativo de los máximos históricos se ha producido en años recientes. Así, en la Zona 8, 8 de los 18 Observatorios han recogido el dato pésimo desde el año 2000, 3 de 24 en la Zona 9, 10 de 30 en la Zona 10 y 8 de 18 en las Zonas 11 y 12. Nuevamente, son estas últimas zonas de la Costa Mediterránea y las Islas Baleares las que muestran un porcentaje más alto de valores extremos recientes.
5. VALIDACIÓN CON DATOS DE EUSKALMET PARA INTERVALOS CORTOS DE PRECIPITACIÓN ⌅
La agencia vasca de Meteorología, EUSKALMET, fue creada en 1990 y desde esa fecha ha ido disponiendo observatorios en las tres provincias de la Comunidad Autónoma Vasca hasta completar la red actual. Los datos recabados sobre diferentes parámetros meteorológicos son cada vez más abundantes, y se ofrecen de una forma más ordenada y sistemática.
En la actualidad se ofrecen datos de intensidad pluviométrica para intervalos de un año, un día, 1 hora y 10 minutos. Aunque los informes anuales ofrecen el valor total de precipitación en el año y los valores máximos en el resto de los intervalos, es posible encontrar todos los valores pormenorizadamente en los datos diarios de cada observatorio.
Como ya se ha recalcado, el objeto de este trabajo es ofrecer un panorama amplio de la evolución de la intensidad pluviométrica a partir de los datos de intensidad pluviométrica diaria ofrecidos por AEMET para todo el territorio español, habiéndose obtenido los valores para intervalos cortos utilizando el método descrito en la Norma 5.2-IC. Para el propósito del trabajo, y a modo de validación, parece interesante poder comparar los resultados obtenidos mediante la utilización del método racional, puramente estadístico, con los datos reales en los observatorios del País Vasco para los intervalos de 1 hora y 10 minutos.
Es muy importante tener en cuenta dos aspectos. El primero es que los datos ofrecidos por EUSKALMET para los intervalos cortos coinciden con los horarios. Por ejemplo, el dato de 1 hora puede corresponder a la precipitación entre las 9 y las 10 horas y el de 10 minutos entre las 9:00 y las 9:10. Una precipitación máxima se producirá, normalmente, solapando dos intervalos, por lo que el aguacero posible en 10 minutos será mayor que el de los datos ofrecidos. El segundo tiene que ver con el redondeo de los datos disponibles, ya que los valores de cantidad de precipitación recogida se redondean a 0,1 mm y se debe ser cauto cuando algunos datos se obtengan como suma de otros de intervalos más cortos.
AEMET dispone de 4 observatorios en el País Vasco: Bilbao Aeropuerto, San Sebastián Igeldo, Hondarribia Malkarroa y Foronda Txokiza. Los 4 han sido considerados en la Tabla 6, estando todos ellos situados en la zona 9 de la Figura 1.
Con el fin de compararlos con los 4 anteriores, por proximidad y condiciones de altura, se han seleccionado los observatorios de EUSKALMET de Derio, Miramon, Behobia y Abetxuko. La Tabla 9 muestra los emparejamientos y los datos de precipitación anual e intensidad máxima diaria para todos ellos. Se han seleccionado los 4 últimos años, ya que son los que ofrecen los datos completos y representan un número de días significativo. Obsérvese que, a pesar de la aparente similitud de los observatorios emparejados, hay algunos valores dispares, algo que evidencia la gran variabilidad de las precipitaciones.
Tabla 9 AEMET y EUSKALMET. Observatorios comparados. Datos de precipitación anual y precipitación máxima diaria (2020-2023)
Nombre observatorio | Servicio | Precipitación total anual (mm) | Precipitación máxima diaria (mm) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | |||
Comparativa 1 | Bilbao Aeropuerto | AEMET | 1114,1 | 1282,5 | 849,8 | 1241,9 | 35,8 | 50,3 | 59,9 | 94,6 |
Derio | EUSKALMET | 1208,4 | 1346,7 | 877,6 | 1289,5 | 46,5 | 52,7 | 55,7 | 94,8 | |
Comparativa 2 | San Sebastián Igeldo | AEMET | 1780,2 | 1676,6 | 1338,2 | 1657,9 | 62 | 84,8 | 55,6 | 75,6 |
Miramon | EUSKALMET | 1671,3 | 1620,5 | 1423,1 | 1631 | 85,5 | 107,3 | 62,3 | 81,6 | |
Comparativa 3 | Hondarribia Malkarroa | AEMET | 1990,5 | 1851,4 | 1597,1 | 1951,7 | 90 | 97,8 | 124,7 | 86,1 |
Behobia | EUSKALMET | 1551,8 | 1531,2 | 1335,8 | 1668,6 | 83,9 | 80,9 | 103,5 | 58,4 | |
Comparativa 4 | Foronda Txokiza | AEMET | 776,3 | 827,6 | 405,9 | 619,6 | 66,5 | 61,6 | 40,4 | 39,7 |
Abetxuko | EUSKALMET | 636,3 | 735 | 417 | 592,1 | 28,3 | 57,8 | 43,9 | 54 |
La Tabla 10 recoge los datos de intensidad pluviométrica máxima para intervalos de 1 día, 1 hora y 10 minutos. Como son acontecimientos independientes, obviamente, los valores máximos para diferentes intervalos no tienen que coincidir necesariamente en el tiempo.
Tabla 10 EUSKALMET. Datos de precipitación máxima en los 4 observatorios seleccionadas (mm), años 2020 a 2024
Derio | Miramon | Behobia | Abetxuko | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
año | 1 día | 1 h | 10 min | 1 día | 1 h | 10 min | 1 día | 1 h | 10 min | 1 día | 1 h | 10 min |
2020 | 46,5 | 12,8 | 7,7 | 85,5 | 22,3 | 8,3 | 83,9 | 31,4 | 12,1 | 28,3 | 18 | 9,6 |
2021 | 52,7 | 17,4 | 6,8 | 107,3 | 19,5 | 6,3 | 80,9 | 25,8 | 11,5 | 57,8 | 17,7 | 11,9 |
2022 | 55,7 | 13 | 8,3 | 62,3 | 30 | 10,3 | 103,5 | 18,6 | 8,6 | 43,9 | 9,3 | 5,6 |
2023 | 94,8 | 36,3 | 17,6 | 81,6 | 20,1 | 8,4 | 58,4 | 23,1 | 16,4 | 54 | 27,5 | 7,2 |
La tabla 11 recoge la comparativa entre los valores esperados obtenidos por el Método Racional, a partir del valor de Precipitación máxima diaria, y los datos reales de precipitación máxima obtenidos en 1 hora y en 10 minutos, en los 4 observatorios de EUSKALMET y en el periodo de 4 años considerado. Los valores vuelven a ser independientes en el tiempo, por lo que el valor de precipitación máxima en 10 minutos puede ser en un día y en un año que no se corresponda con el de los valores máximos en un día y en 1 hora.
Tabla 11 Comparativa entre Valores de Precipitación (mm) obtenidos por el método Racional y datos de EUSKALMET
1 día | 1 h | 10 min | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Dato | Método Racional | Dato | Diferencia (%) | Método Racional | Dato | Diferencia (%) | |
Derio | 94,8 | 35,55 | 36,3 | 2,11 | 14,74 | 17,6 | 19,40 |
Miramon | 107,3 | 40,24 | 30 | -25,44 | 16,68 | 10,3 | -38,27 |
Behobia | 103,5 | 38,81 | 31,4 | -19,10 | 16,09 | 16,4 | 1,90 |
Abetxuko | 57,8 | 21,68 | 27,5 | 26,87 | 8,99 | 11,9 | 32,41 |
De los resultados de la Tabla 11 se puede concluir que los resultados que se obtiene por el Método Racional para intervalos cortos están en el orden de magnitud de los datos reales de pluviometría recogidos.
6. DIMENSIONADO DE REDES Y EQUIPOS DE BOMBEO DE AGUAS PLUVIALES ⌅ 6.1. Dimensionado de las redes de aguas pluviales ⌅
Como ya se ha comentado, el dimensionado de las redes de aguas pluviales se debe realizar considerando la Intensidad Pluviométrica en un periodo corto de tiempo (5-10 minutos). Ese tiempo podría variar en función de las características del edificio (número de sumideros, pendiente y material de las cubiertas, recorrido hasta los puntos de recogida, etc.).
En la práctica se utilizan tablas que determinan los diámetros de los elementos en función de la superficie de cubierta servida por ellos (13-15). Como 1 mm de columna de agua equivale a 1 l/m2, es muy fácil visualizar la relación entre la intensidad pluviométrica en mm/h y los litros por hora por metro cuadrado sobre la cubierta de un edificio.
En el caso del CTE, como la intensidad pluviométrica de la geografía española es muy variable, se presenta una sola serie de tablas para una intensidad pluviométrica de 100 mm/h. Dividiendo la Intensidad Pluviométrica real del lugar considerado entre 100 se obtiene el valor de transformación (f = i/100) para entrar directamente en las tablas.
Para la utilización de los valores obtenidos en las Tablas 5, 6, 7 y 8 se pueden tomar los valores de intensidad pluviométrica para 5 minutos (en mm/h) y dividirlos entre 100 para obtener f. Por ejemplo, en Ibiza (Aeropuerto) tenemos un valor de 272 mm/h, con lo que el valor de corrección de la superficie real de la cubierta para la utilización de las tablas sería 2,72 (adimensional).
6.2. Dimensionado de los equipos de bombeo de aguas pluviales ⌅
De forma previa, se debe considerar que los equipos de bombeo, tanto de aguas pluviales como residuales, deben ser evitados en la medida de lo posible, ya que las redes se deben desaguar preferentemente por gravedad.
El dimensionado de los equipos de bombeo de aguas pluviales incluye la caracterización de dos elementos. El primero es la determinación de las características de la bomba: caudal y altura manométrica. El segundo es el cálculo del volumen útil de recepción. El cálculo de la altura manométrica queda fuera del alcance de este trabajo.
6.2.1. Dimensionado del caudal de la bomba ⌅
El caudal aportado es función de la intensidad pluviométrica que corresponde al periodo de tiempo de un ciclo de la bomba y de la Superficie de recogida de la precipitación [5].
Qa=I60n×S/3600 [5]
Qa = Caudal aportado (l/s)
I (60/n) = Intensidad Pluviométrica en el periodo de un ciclo de la bomba (mm/h)
S = Superficie de recogida (m2)
En el caso de los 12 ciclos que contempla la actual versión del DB HS-5 tomaríamos la intensidad correspondiente a 5 minutos, I(5). El caudal de la bomba (Qb) debe ser, al menos, un 125% del caudal aportado [6]:
Qb≥1,25Qa [6]
Qb = Caudal de la bomba (l/s)
Qa = Caudal aportado (l/s)
6.2.2. Dimensionado del depósito de recepción ⌅
Se considera el volumen total de agua a evacuar en un periodo de tiempo considerado, normalmente una hora, ya que los fabricantes de bombas ofrecen valores de ciclos por hora. En aras de una mayor seguridad, se puede aumentar el volumen total aportado en el correspondiente al de un ciclo adicional de la bomba, ya que el depósito podría estar casi lleno en el momento inicial y terminar casi lleno al final de la hora [7].
Va=I(60)×S×(1+1n) [7]
Va = Volumen aportado en 1 hora (l)
I (60) = Intensidad Pluviométrica en 1 hora (mm/h)
S = Superficie de recogida (m2)
n = número de ciclos de la bomba en una hora
De forma genérica, se puede utilizar la expresión [8].
Vu=Van [8]
Vu = Volumen útil (l)
Va = Volumen aportado en 1 hora (l)
n = número de ciclos de la bomba en una hora
La expresión 8 es conservadora, porque considera que el volumen recogido en cada uno de los ciclos de la bomba es igual, cuando en la realidad podría no serlo.
Solamente en el supuesto en el que el caudal de la bomba se ajuste al caudal mínimo exigido tiene sentido enunciar al Volumen del Depósito en función del caudal de la bomba. La actual versión del DB HS5 calcula el volumen útil del depósito como un 0,3 del Caudal de la bomba en l/s. Este volumen, considerado en m3, responde a la consideración de 12 ciclos en una hora.
7. LIMITACIONES ⌅
*
Se han recogido datos de los observatorios de AEMET accesibles desde la web, no cubriendo estos toda la geografía española. Es sobradamente conocido el hecho de que dos zonas geográficamente cercanas pueden tener intensidades pluviométricas muy diferentes por sus condiciones de orografía, cercanía al mar, etc. No se deben dar por buenos los valores aquí presentados para lugares alejados de los observatorios analizados.
*
Aunque el método utilizado se considera suficientemente fiable para el propósito del trabajo, que no es otro que el de mostrar una realidad general, se han recogido exclusivamente datos de pluviometría de 24 horas y se han extrapolado los valores para diferentes periodos de intensidad mediante el método racional. Solamente se ha realizado una validación con algunos datos de EUSKALMET para periodos de 1 hora y 10 minutos. En este estudio ha primado, por tanto, la homogeneización de los datos y la disponibilidad de series históricas más amplias.
*
La limitación espacial del trabajo hace que la tendencia aparente hacia un aumento de la intensidad pluviométrica en los últimos tiempos solamente se haya apuntado.
8. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO ⌅
Los años pasados desde la aprobación del CTE y el comentario de sus últimas versiones sobre Intensidades Pluviométricas que puedan superar las consideradas en el DB HS-5, invitan a una revisión de las características de las precipitaciones en España, que puede hacerse a través de los datos disponibles en AEMET o en cualquier otro servicio meteorológico de las Comunidades Autónomas. Con el objeto de unificar el procedimiento, este trabajo se ha basado exclusivamente en los datos de pluviometría en 24 horas de AEMET para periodos de retorno de 20, 40, 60 y 80 años.
El método racional, descrito en la norma 5.2_IC drenaje superficial de la Instrucción de Carreteras, permite, con bastante precisión, el cálculo de Intensidades Pluviométricas para diferentes duraciones de tiempo (aguacero) a partir del dato de pluviometría en 24 horas.
Aunque el documento DB HS-5 considera una duración del periodo corto de 10 minutos, basándonos en el análisis realizado en 2.3, parece razonable poder considerar una duración de 5 minutos, tal y como se ha hecho en este estudio.
Los valores históricos máximos obtenidos para intensidades en 5 minutos para las Zonas contempladas en la citada norma, arrojan diferencias importantes con los valores considerados en el documento DB HS-5 del CTE. Estas diferencias son aproximadamente un 50% superiores de media, pero llegan a ser muy superiores en algunos lugares de la Costa Mediterránea y Baleares.
Las fechas de los valores históricos máximos apuntan hacia una tendencia de mayor intensidad pluviométrica en los últimos años, fundamentalmente en las Zonas 11 y 12, en las que 5 de 18 valores corresponden a los años transcurridos desde 2019.
Los valores obtenidos para intensidades en 5 minutos de duración y diferentes periodos de retorno pueden ser utilizados por los proyectistas de forma directa en zonas próximas a los observatorios de AEMET considerados. Análogamente, si se dispone de otros datos fiables, se pueden obtener valores suficientemente robustos siguiendo la metodología aquí empleada.
Se han presentado unas expresiones para el cálculo de los equipos de bombeo de aguas pluviales. En ellos, el caudal de la bomba, obviamente, debe superar el mínimo exigido en el intervalo de más intensidad y debe ponderarse con un coeficiente de mayoración (Qb ≥ 1,25 Qa). Pero de cara al cálculo del Volumen del Depósito de Recepción, el caudal de la bomba no es tan determinante como el número de ciclos de esta. La imprevisibilidad de las diferentes intensidades de la lluvia a lo largo de toda la hora es lo que diferencia el cálculo de estos equipos de los de aguas residuales.
Como se ha comentado en el apartado 7, el trabajo presentado es limitado y debe ser completado con más datos que recojan intensidades pluviométricas reales en otros lugares de la geografía española. Esto debe hacerse para diferentes duraciones de aguacero y para diferentes periodos de retorno.
Se debe continuar el esfuerzo en la recogida de datos para comprobar si la tendencia hacia intensidades pluviométricas mayores en periodos cortos de tiempo se confirma, y si existe relación con el fenómeno del cambio climático al que asistimos. Sería interesante también el estudio comparativo con duraciones muy amplias, como meses y años, comprobando si realmente nos enfrentamos a un escenario global combinado de mayor torrencialidad y mayor sequía.
DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERESES
Los/as autores/as de este artículo declaran no tener conflictos de intereses financieros, profesionales o personales que pudieran haber influido de manera inapropiada en este trabajo.
DECLARACIÓN DE CONTRIBUCIÓN DE AUTORÍA
Junjie Zhan: Análisis Formal, Investigación, Redacción-Borrador Original.
Juan B. Echeverría: Análisis Formal, Conceptualización, Metodología, Redacción-Borrador Original, Redacción Revisión y Edición.
María Fernández-Vigil: Análisis Formal, Conceptualización, Metodología, Redacción-Borrador Original, Redacción Revisión y Edición.
Rufino Goñi: Análisis Formal, Conceptualización, Metodología, Redacción-Borrador Original.
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Manas, Vincent T. (1957). National Plumbing Code Handbook. Mc Graw-Hill. USA.
Junjie Zhan
Departamento de Construcción, Instalaciones y Estructuras. Escuela de Arquitectura, Universidad de Navarra, España
https://orcid.org/0009-0002-1716-8638
[email protected]
Juan B. Echeverría
Departamento de Construcción, Instalaciones y Estructuras. Escuela de Arquitectura, Universidad de Navarra, España
https://orcid.org/0000-0002-4438-6449
[email protected]
María Fernández-Vigil
Departamento de Construcción, Instalaciones y Estructuras. Escuela de Arquitectura, Universidad de Navarra, España
https://orcid.org/0000-0002-4309-1606
[email protected]
Rufino Goñi
Departamento de Construcción, Instalaciones y Estructuras. Escuela de Arquitectura, Universidad de Navarra, España
https://orcid.org/0000-0002-1241-4927
[email protected]
RESUMEN
La intensidad pluviométrica representa hoy, en países como España, un importante factor de incertidumbre con incidencia en diferentes ámbitos del hábitat, incluyendo el entorno edificado. La normativa ha venido utilizando mapas de curvas isoyetas trazadas a partir de datos de acumulación de precipitaciones en estaciones meteorológicas. Diferentes factores, entre los que parece encontrarse el cambio climático, vienen arrojando, en los últimos años, datos que invitan a una cierta preocupación. Nos enfrentamos, por un lado, a largos periodos de sequía y, por otro, a valores máximos que superan los esperados. Este trabajo analiza los datos de la Agencia Española de Meteorología hasta nuestros días, cuantifica los valores de pluviometría para diferentes periodos de retorno y los compara con los exigibles en la sección HS-5 del Código Técnico de la Edificación. Establece también un método de cálculo para los sistemas de bombeo de aguas pluviales.
Palabras clave:
intensidad pluviométrica; España; saneamiento; bombeo.
ABSTRACT
Today, rainfall intensity represents, in countries like Spain, an important factor of uncertainty with an impact on different areas of the habitat, including the built environment. The regulations have been using maps of isohyet curves drawn from precipitation accumulation data at meteorological stations. Different factors, among which climate change seems to be found, have, in recent years, produced data that invites some concern. We face, on the one hand, long periods of drought and, on the other, maximum values that exceed those expected. This work analyzes the data from the Spanish Meteorological Agency to date, quantifies the rainfall values for different return periods and compares them with those required in section HS-5 of the Technical Building Code. It also establishes a calculation method for rainwater pumping systems.
Keywords:
rainfall intensity; Spain; drainage; pumping.
Recibido: 15/05/2024. Aceptado: 24/10/2024. Publicado en línea: 29/01/2025.
Cómo citar este artículo / Citation: Junjie Zhan, Juan B. Echeverría, María Fernández-Vigil, Rufino Goñi (2024). Revisión de datos de intensidad pluviométrica en España para el dimensionado de redes de saneamiento y equipos de bombeo. Informes de la Construcción, 76 (576): 6966. https://doi.org/10.3989/ic.6966
Copyright: © 2024 CSIC Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia de uso y distribución Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0).
CONTENIDO
* 1. INTRODUCCIÓN
* 2. METODOLOGÍA
* 2.1. Datos de Intensidad Pluviométrica en 1 día para diferentes periodos de retorno
* 2.2. Cálculo de la Intensidad de precipitación para un intervalo cualquiera
* 2.3. Obtención de los resultados
* 2.4. Aplicación de los resultados
* 3. VALORES DE INTENSIDAD DE PRECIPITACIÓN A PARTIR DE LOS DATOS DE AEMET
* 3.1. Valores de intensidad de precipitación a partir de los datos de AEMET
* 4. ANÁLISIS COMPARATIVO CON LOS VALORES DEL DB HS 5 DEL CTE
* 4.1. Análisis comparativo con los valores del CTE
* 5. VALIDACIÓN CON DATOS DE EUSKALMET PARA INTERVALOS CORTOS DE PRECIPITACIÓN
* 6. DIMENSIONADO DE REDES Y EQUIPOS DE BOMBEO DE AGUAS PLUVIALES
* 6.1. Dimensionado de las redes de aguas pluviales
* 6.2. Dimensionado de los equipos de bombeo de aguas pluviales
* 6.2.1. Dimensionado del caudal de la bomba
* 6.2.2. Dimensionado del depósito de recepción
* 7. LIMITACIONES
* 8. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
* DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERESES
* DECLARACIÓN DE CONTRIBUCIÓN DE AUTORÍA
* REFERENCIAS
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© 2024. This work is licensed under https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.es (the “License”). Notwithstanding the ProQuest Terms and Conditions, you may use this content in accordance with the terms of the License.
Abstract
La intensidad pluviométrica representa hoy, en países como España, un importante factor de incertidumbre con incidencia en diferentes ámbitos del hábitat, incluyendo el entorno edificado. La normativa ha venido utilizando mapas de curvas isoyetas trazadas a partir de datos de acumulación de precipitaciones en estaciones meteorológicas. Diferentes factores, entre los que parece encontrarse el cambio climático, vienen arrojando, en los últimos años, datos que invitan a una cierta preocupación. Nos enfrentamos, por un lado, a largos periodos de sequía y, por otro, a valores máximos que superan los esperados. Este trabajo analiza los datos de la Agencia Española de Meteorología hasta nuestros días, cuantifica los valores de pluviometría para diferentes periodos de retorno y los compara con los exigibles en la sección HS-5 del Código Técnico de la Edificación. Establece también un método de cálculo para los sistemas de bombeo de aguas pluviales.