Fig. 1   Puente peatonal sobre el arroyo Kumiai, Tecate, Baja California, México. PREGUNTAS Y RESPUESTAS SOBRE EL PERÍODO DE RETORNO A SER USADO PARA EL DISEÑO Victor M. Ponce Mayo 2008; revisado Mayo 2025 1.   ¿CUALES SON LOS PERÍODOS DE RETORNO NORMALMENTE USADOS EN EL DISEÑO? En hidrología, los períodos de retorno varían típicamente de 10 a 100 años, y en lugares donde la Precipitación Máxima Probable no ha sido definida, hasta 10,000 años. La selección de período de retorno depende de varios factores, entre los cuales los más importantes son: (1) tamaño de la cuenca, (2) importancia de la estructura, y (3) grado de seguridad deseado. 2.   ¿CUÁL ES EL PERÍODO DE RETORNO MÁS CORTO? El período de retorno más corto (bajo) en drenaje urbano es de 5 a 10 años, lo que implica que la falla puede recurrir cada 5 a 10 ańos. Estos valores están usualmente asociados con áreas de drenaje menores a 100 ha. Para estas áreas, se puede utilizar el método racional para obtener la descarga pico, o caudal pico. En ciertos casos, particularmente para áreas que exceden 100 ha (1 kilometro cuadrado), se pueden usar períodos de retorno más largos. 3.   ¿POR QUÉ SE USAN PERÍODOS DE RETORNO CORTOS EN DRENAJE URBANO? En la hidrología de cuencas pequeñas, en las cuales es aplicable el método racional (menos de 1 kilómetro cuadrado), el caudal pico está directamente relacionado con la intensidad de lluvia. A su vez, esta última está relacionada con el tiempo de concentración, a través de la curva de intensidad-duración-frecuencia (IDF) aplicable. Las áreas de drenaje pequeñas usualmente tienen un tiempo de concentración corto y esto produce una intensidad alta y, consecuentemente, un caudal pico alto, por unidad de área. Sin embargo, como el área es pequeña, el caudal pico no es muy alto. Para áreas pequeñas, con tiempo de concentración medido en minutos, no es usualmente económico el diseñar para períodos de retorno largos. O, visto de otra manera, es poco probable que un área pequeña sea afectada por una precipitación muy intensa, pues son muchas las áreas pequeñas. 4.   ¿CUÁL ES EL PERÍODO DE RETORNO PARA OBRAS REGIONALES DE CONTROL DE INUNDACIONES? Las obras regionales de control de inundaciones, tales como los diques laterales (Fig. 2), típicamente cubren grandes áreas (cuencas medianas). En este caso, los períodos de retorno pueden variar entre los 50 y 100 años. El tiempo de concentración suele ser más largo, por ejemplo, unas horas, y la intensidad de lluvia es correspondientemente menor; esto resulta en un caudal pico pequeño, por unidad de área. Sin embargo, el caudal pico (de toda el área) puede ser grande, reflejando en este caso más el tamaño de la cuenca que la intensidad de lluvia. Fig. 2   Diques longitudinales en el arroyo Tecate, Baja California, México. 5.   ¿CUÁL ES EL PERÍODO DE RETORNO PARA EL DISEÑO DE OBRAS VIALES? Para el diseño de obras de drenaje vial, la selección de período de retorno depende de la importancia de la obra/proyecto. Los períodos de retorno en obras viales y otras obras regionales, incluyendo alcantarillas, varían típicamente entre los 25 y 100 años. Es inusual usar períodos de retorno mayores a 100 años en el diseño hidráulico de obras de drenaje vial. 6.   ¿CUÁL ES EL PERÍODO DE RETORNO PARA EL DISEÑO DE PUENTES? En el caso de puentes sobre ríos, el énfasis está en la importancia de la estructura vial y el riesgo de falla. Para el diseño de pilares y estribos de puentes, se pueden justificar períodos de retorno de hasta 500 años, dependiendo del caso. Fig. 3   Avenida en el río Cuiabá Mato Grosso, Brasil, el 10 de enero de 1995. 7.   ¿QUÉ ES EL PERÍODO DE RETORNO DE 100 AÑOS? El período de retorno de 100 años representa aproximadamente cuatro generaciones humanas. En la práctica, resulta ser un número ni muy alto ni muy bajo. El valor de 100 años no implica que la estructura estará en riesgo de falla cada 100 años. En realidad, significa que la estructura estará en riesgo de falla, por decir, 10 veces a lo largo de 1000 años. El criterio de la avenida de 100 años se aplica al desarrollo de llanuras aluviales, obras de protección de inundaciones de mediana envergadura, y obras regionales de drenaje urbano. Como regla general, cuanto mayor es el área de drenaje, más largo es el período de retorno. Usualmente, áreas menores de 250 ha no justifican períodos de retorno mayores a los 25 años. Sin embargo, para áreas mayores, hasta las 10 000 ha (100 kilómetros cuadrados) o más, se pueden justificar períodos de retorno de 100 años o mayores. 8.  ¿CÓMO SE ORIGINÓ EL CONCEPTO DEL PERÍODO DE RETORNO DE 100 AÑOS? La idea de establecer un período de retorno de 100 años como norma general para cálculos de inundaciones en los Estados Unidos se atribuye ampliamente, pero presumiblemente no del todo correcto, al profesor Gilbert F. White. Aquí lo citamos de un documento titulado "Entrevista con Gilbert F. White" por Martin Reuss (c. 2005): "Hubo un desarrollo muy interesante de la noción de que podría haber una avenida de frecuencia lo suficientemente baja como para no hacer ningún esfuerzo para enfrentarla. La Administración Federal de Seguros eligió un intervalo de recurrencia de cien años. Y algunos de nosotros estábamos involucrados en eso porque reconocimos que inicialmente había que tener alguna cifra para usar. Se eligió la inundación del uno por ciento. Creo que Jim Goddard y sus colegas de TVA (Autoridad del Valle de Tennessee) serían considerados accesorios del crimen. A falta de cualquier otra cifra, el concepto tomado de la inundación regional intermedia de TVA parecía una cifra moderadamente razonable. Generalmente usamos el término inundación catastrófica para eventos de mucha menor frecuencia". 9.   ¿QUÉ ES LA PRECIPITACIÓN MÁXIMA PROBABLE? PMP se refiere al término "Precipitación Máxima Probable." Aun cuando su nombre implica una probabilidad, en efecto la última P de PMP fue interpretada en sus inicios como "Posible". El PMP es una maximización razonable de la precipitación (de evento) que puede esperarse en una localización geográfica, dada una duración específica. Los estimados de PMP, los cuales incluyen estimaciones generalizadas con el auxilio de mapas, y otras estimaciones basadas en métodos estadísticos, han sido hechas (iniciando en los Estados Unidos) a partir de la década de 1960. 10.   ¿QUÉ SIGNIFICA EL PERÍODO DE RETORNO DE 10 000 AÑOS? En países donde no existe una PMP generalizada, obtenida con el auxilio de mapas, es práctica común usar la avenida de los 10 000 años como substituto de la PMP. El valor de 10 000 años se ha considerado por varias décadas para designar el valor máximo de período de retorno a ser usado en el diseño hidrológico. Este valor es tomado aproximadamente como equivalente a la PMP. 11.   ¿PUEDE LA PMP SER DIFERENTE QUE AQUÉLLA QUE CORRESPONDE AL PERÍODO DE RETORNO DE 10 000 AÑOS? El valor de PMP basado en métodos estadísticos se usa comúnmente en lugares donde el PMP generalizado no está disponible. No es raro que el valor de PMP obtenido de esta forma sea diferente a la avenida de P10 000 obtenida utlizando un método hidrológico convencional de frecuencia de avenidas. 12.   ¿CUÁNDO SE UTILIZAN PERÍODOS DE RETORNO HASTA 10 000 AÑOS? Para lugares en los cuales no se han determinado valores de PMP generalizado, y donde el riesgo de falla pone en peligro la vida humana, se usan períodos de retorno mayores a 100 años, incluyendo 200, 500, 1000, 2000, 5000, y 10 000 años. Los valores hasta de 10 000 años se utilizan, en el diseño de presas, aliviaderos de emergencia e hidrogramas de borde libre. Fig. 4   Aliviadero de emergencia de la presa Turner, condado de San Diego, California, EE.UU. 13.   ¿QUÉ PERÍODOS DE RETORNO, MÁS ALLÁ DE LOS 100 AÑOS, SE USAN EN LOS ESTADOS UNIDOS? En los Estados Unidos se utilizan períodos de retorno de hasta 100 años. Más allá de este límite, las precipitaciones de diseño se toman como la suma de la P100 más una fracción de la diferencia entre el PMP y la P100. Por ejemplo, para una presa de clase (c), el Servicio de Conservación de Recursos Naturales (NRCS) especifica una precipitación para un aliviadero de emergencia igual al 100% de la P100 más el 26% de la diferencia entre el PMP y el P100 (NRCS TR-60: Earth dams and reservoirs). En efecto, esto significa que la precipitación de diseño es un promedio ponderado de la P100 y la PMP. Estas precipitaciones se usan, junto con un modelo de precipitación-escorrentía, para calcular el hidrograma de diseño. Para una presa de clase (c), la PMP se usa para calcular la Avenida Máxima Probable (AMP), vale decir, la avenida que tomaría todo el borde libre. 14.   ¿CUÁL ES EL PERÍODO DE RETORNO DE UNA AVENIDA PRODUCIDA POR LA ROTURA DE UNA PRESA? El período de retorno de una avenida producida por la rotura de una presa depende del volumen almacenado detrás de la presa en el momento de la rotura, y del tiempo efectivo de desarrollo de la rotura. Si este tiempo es corto, por decir, menos de una hora, la avenida resultante podría tener un período de retorno mayor a los 10 000 años. Por lo tanto, es muy importante diseñar la presa de manera que el aliviadero sea capaz de pasar la avenida extrema. Fig. 5   Falla de la presa Teton, en el río Snake, Idaho, EE.UU., el 5 de junio de 1976. 15.   ¿PUEDEN LOS PERÍODOS DE RETORNO VARIAR EN EL MISMO PROYECTO? Sí. Cuando los otros factores son los mismos, el período de retorno a usar depende del tamaño del área de drenaje. Cuando menor sea el área de drenaje, más corto podrá ser el período de retorno. De otra manera, cuando más grande sea el área de drenaje, más largo podrá ser el período de retorno. Por lo tanto, las áreas menores dentro de una cuenca tendrán períodos cortos, por ejemplo, 5 a 10 años, mientras que áreas mayores tendrán períodos más largos, por ejemplo, 25, 50, o 100 años. El diseño de un proyecto de drenaje urbano (con áreas que varían desde una cuantas hectáreas hasta cientos de hectáreas) con el mismo valor de período de retorno puede llevar al diseño insuficiente de las áreas grandes (si se usa un período de retorno corto) o al sobrediseño de las áreas pequeñas (si se utiliza un período de retorno largo). 16.   ¿CÓMO AFECTARÁ EL CALENTAMIENTO GLOBAL AL DISEÑO? Bajo condiciones de calentamiento global, es de esperar que se produzcan cambios locales y regionales en los patrones de precipitación. Algunas regiones se secarán y otras se volverán más húmedas. El registro histórico de precipitaciones podría caer en riesgo de obsolescencia. Es probable que un diseño existente o planeado, basado en el registro histórico disponible, se convierta en menos conservador bajo un cambio de húmedo a árido debido a un aumento en la intensidad de lluvia, para cuencas pequeñas, o bajo un cambio de árido a húmedo debido a un aumento en la profundidad de lluvia, para cuencas medianas. Fig. 6   Anomalías globales de temperatura de la superficie en el año 2005 (Fuente: NASA). 17.   ¿QUIÉN DETERMINA EL PERÍODO DE RETORNO? El diseñador o proyectista escoge el período de retorno, en consulta apropiada con el propietario o su representante legal, siguiendo la práctica establecida. Es importante que la selección tome una consideración adecuada del riesgo de falla. El Cuadro 1 puede usarse como guía, en conjunción con reglamentos y experiencia locales. Cuadro 1.   Guía para la selección del período de retorno. No. Tipo de proyecto Período de retorno (años) 1 Drenaje urbano y rural [bajo riesgo] (hasta 100 ha) 5 a 10 2 Drenaje urbano [mediano riesgo] (más de 100 ha) 25 a 50 3 Drenaje vial [mediano riesgo] 25 a 50 4 Aliviadero principal (presas) 25 a 100 5 Drenaje vial [alto riesgo] 50 a 100 6 Diques longitudinales [mediano riesgo] 50 a 100 7 Drenaje urbano [alto riesgo] (más de 1,000 ha) 50 a 100 8 Desarrollo urbano en zona de inundación 100 9 Diseño de puentes (pilares y estribos) 100 a 500 10 Diques longitudinales [alto riesgo] 200 a 1000 11 Aliviadero de emergencia (dependiendo del tipo de presa) 100 a 10 000 (PMP) 12 Hidrograma de borde libre para una presa de clase (c) 10 000 (PMP)

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