Hietograma

¿Qué es un hietograma?

El hietograma es un gráfico de barras que representa cómo se distribuye la precipitación a lo largo del tiempo durante un episodio de lluvia. En el eje horizontal se muestran los intervalos de tiempo (generalmente de 5, 10, 15 o 30 minutos, o de 1 hora), y en el eje vertical la cantidad de precipitación caída en cada intervalo, expresada en milímetros (mm) o en intensidad (mm/h). Es la forma estándar de representar la estructura temporal interna de una tormenta o episodio lluvioso.

¿En qué se diferencia de un pluviograma?

El pluviograma es un gráfico continuo que muestra la precipitación acumulada a lo largo del tiempo, trazando una curva ascendente cuya pendiente indica la intensidad instantánea. El hietograma es la versión discretizada: divide la tormenta en intervalos y asigna a cada uno la cantidad de lluvia correspondiente. En cierto sentido, el hietograma es la derivada del pluviograma, y el pluviograma es la integral del hietograma.

Ambos contienen la misma información, pero el hietograma es más intuitivo para visualizar en qué momento de la tormenta llovió más. Las barras altas del hietograma representan los picos de intensidad, mientras que las barras bajas corresponden a los momentos de lluvia débil o pausas.

¿Para qué se utiliza en hidrología?

El hietograma es una herramienta esencial en hidrología aplicada. Su uso principal es como entrada en los modelos lluvia-escorrentía que calculan el caudal de una cuenca ante un evento de precipitación. El proceso típico es:

1. Definición del hietograma de diseño: a partir de las curvas IDF y un método de distribución temporal (como el método de los bloques alternos o la distribución de Chicago), se construye un hietograma sintético para un período de retorno dado.
2. Aplicación del modelo hidrológico: el hietograma entra en un modelo como el método racional, el hidrograma unitario de la SCS (Soil Conservation Service) o modelos distribuidos como HEC-HMS, que transforman la lluvia en escorrentía.
3. Obtención del hidrograma: el resultado es un hidrograma (gráfico de caudal frente al tiempo) que muestra el caudal pico y el volumen total de la avenida.

La forma del hietograma influye decisivamente en el caudal pico resultante. Un hietograma con el pico de intensidad al inicio produce un hidrograma diferente que uno con el pico al final o en el centro.

Tipos de hietogramas

• Hietograma observado: se obtiene directamente de los registros de un pluviómetro o pluviógrafo durante un evento real. Tiene forma irregular y es único para cada tormenta.
• Hietograma sintético o de diseño: se construye artificialmente a partir de datos estadísticos (curvas IDF) para representar una tormenta teórica con un período de retorno determinado. Los métodos más utilizados son:
  • Bloques alternos: distribuye la precipitación colocando la intensidad máxima en el centro y alternando bloques decrecientes a ambos lados. Produce tormentas simétricas.
  • Distribución de Chicago: desarrollada por Keifer y Chu (1957), permite crear tormentas asimétricas con el pico desplazado hacia el inicio o el final.
  • Tormenta SCS tipo II: distribución estándar del Servicio de Conservación de Suelos de EE.UU., muy utilizada internacionalmente.

¿Por qué importa la resolución temporal?

La resolución temporal del hietograma (el tamaño de los intervalos) afecta significativamente a los resultados hidrológicos. Un hietograma con intervalos de 1 hora puede suavizar picos de intensidad que un hietograma de 5 minutos captaría perfectamente. Para cuencas pequeñas con tiempos de concentración cortos (menos de 1-2 horas), es imprescindible utilizar hietogramas con resolución de 5 a 15 minutos. Para cuencas grandes, intervalos horarios o incluso de 6 horas pueden ser suficientes.

Ejemplo práctico

Imaginemos una tormenta en Madrid que dura 3 horas. El hietograma horario podría mostrar: primera hora, 5 mm; segunda hora, 35 mm; tercera hora, 10 mm. La precipitación total es de 50 mm, pero el hietograma nos dice que el 70 % cayó en la segunda hora. Esta información es crucial: un modelo hidrológico que solo usara la precipitación media (16,7 mm/h durante 3 horas) subestimaría gravemente el caudal pico respecto a uno que usara el hietograma real con 35 mm/h en la hora central.