Autores:
Dante Lucano: Especialista en Recursos Hídricos de Anddes Perú
Carlos Iparraguirre: Ingeniero Hidráulico Hidrólogo Senior de Anddes Perú
La Precipitación Máxima Probable (PMP) es la lámina de tormenta asociada a un periodo de retorno sumamente alto que gran cantidad de organismos internacionales dedicados a seguridad de infraestructura recomiendan explícitamente para el diseño de presas y grandes obras hidráulicas, cuya falla podría involucrar riesgos críticos como pérdidas de vidas, gran daño económico e impacto ambiental.
En el Perú, los hidrólogos suelen estimar la PMP en las unidades mineras utilizando el método estadístico o de Hershfield (1961, 1965), que es uno de los métodos más difundidos y empleados, dado que su metodología es bastante sencilla y porque los datos que se requieren para su ejecución son menores en comparación con los demás métodos. Los datos corresponden a los registros pluviométricos que pueden ser comprados al Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI) o se pueden encontrar alojados en su repositorio web o en el de la Autoridad Nacional del Agua (ANA).
Para estimar la PMP mediante el método de Hershfield (1961, 1965) que se expresa por la fórmula PMP = μ + K σ, se usa la media (μ), la desviación estándar (σ) de la serie de precipitaciones máximas anuales y el factor K de maximización.
En el transcurso de los años se han realizado múltiples investigaciones sobre la aplicación del método de Hershfield en diferentes países y regiones del mundo. Conforme la definición de la PMP que es una cantidad máxima de lluvia posible en una ubicación y época del año determinados, la evolución del estado del arte a nivel mundial se ha desarrollado en determinar la envolvente del factor K propia a cada región hidrológica distinta.
Si comparamos dichos estudios con el método original de Herhsfield es apreciable que este es bastante pesimista y sobreestima considerablemente la PMP, porque la envolvente del factor K original se elaboró a partir de datos que provienen en un 90% de Estados Unidos y en un 10% del resto del mundo y solo para duraciones de hasta 24 horas. Los distintos autores al construir una envolvente de K en base a colecciones amplias de datos regionales obtuvieron siempre envolventes distintas y por debajo de la de Hershfield.
Sobreestimar la PMP lleva consecuentemente a un sobredimensionando de estructuras hidráulicas o a requerirlas en casos donde no son necesarias, incrementando los gastos a montos fuera de lo razonable.
En el Perú, emplear la envolvente original del factor K para estimar la PMP no es lo adecuado, pues este debe ser determinado mediante una envolvente construida exclusivamente para cada región hidrológica de evaluación, concepto que Hershfield mismo menciona en su publicación de hace más de 60 años. El uso de la envolvente original en la hidrología peruana se ha dado principalmente por la falta de un estudio específico sobre la envolvente del factor K para el Perú.
Hace 2 años no se contaba una envolvente del factor K construida específicamente para Perú, sin embargo, esa necesidad ya ha sido abordada, a través de investigaciones acerca de la PMP en el Perú realizadas por los autores de esta nota, la primera titulada “Regionalización y estimación de la Precipitación Máxima Probable (PMP) en el Perú” (Anddes, 2023) la cual fue realizada en colaboración con profesionales de especialidades en hidrología, hidráulica y meteorología y la siendo segunda “Regionalización y estimación de la precipitación máxima probable (PMP) de 24; 48 y 72 horas en el Perú” (Lucano, 2024).
La investigación de 2024 es una continuación de lo trabajado en 2023 y fueron realizadas estudiando los registros de todas las estaciones pluviométricas del Perú presentes en los catálogos del SENAMHI y el ANA, a los cuales se les realizó un análisis de consistencia completo y se tomó en cuenta estudios de control de calidad de datos realizados previamente por el SENAMHI (Aybar et al., 2020).
Las investigaciones, que fueron asistidas por técnicas estadísticas de agrupamiento, han conseguido construir 8 distintas envolventes del factor K, con un balance entre la cantidad de información necesaria por cada agrupamiento para definir bien las envolventes, y la diversidad de regiones hidrológicas del país, las cuales abarcan desde climas desérticos en la costa hasta extremadamente lluviosos en la selva oriental, con derivas de la precipitación en la dirección de Sur a Norte y según las elevaciones por la cordillera de los Andes. En general las envolventes construidas están debajo de la envolvente de Hershfield, salvo en zonas muy específicas del Perú afectados muy críticamente por el fenómeno El Niño, por lo tanto, generan evaluaciones menores de la PMP.
Las envolventes del factor K mencionadas permiten calcular la PMP con la confianza de estar apoyada en una amplia base de datos de información específica de nuestro país, y proporcionan la evaluación para duraciones de 24, 48 y 72 horas. Las curvas construidas con estas características son especialmente útiles para estimar la PMP en unidades mineras, donde usualmente las estaciones locales tienen cortos registros de precipitación (5 – 10 años) y tiene que apoyarse con estaciones regionales. Además, un mapeo geoestadístico producido por la investigación proporciona evaluaciones preliminares de la PMP.
