Los métodos tradicionales que se usan en ingeniería hidrológica para la estimación de caudales extremos dedistinto período de retorno, están basadas en la hipótesis de estacionariedad en la función de distribución de probabilidades de las series de caudales extremos. Esa hipótesis colapsa ante los efectos del cambio climático, la variabilidad climática, los cambios en el uso del suelo y la deforestación, en la dinámica hidrológica reflejada en los registros de las variables hidrológicas. En este trabajo mostramos las evidencias del colapso de la hipótesis de estacionariedad usando registros hidrológicos de Colombia, e implementamos varios métodos para estimar caudales extremos a través de Funciones de Distribución de Probabilidad Mixtas, que permiten considerar los efectos de la variabilidad climática en las series de caudales extremos. Al aplicar estos modelos en los registros de caudales extremos en ríos colombianos, se encuentra que, de manera general, la función de distribución Mixta Weibull Tipo I, presenta buenos estimativos en los caudales mínimos extremos, y la función Mixta Fréchét Tipo I es adecuada para estimar caudales máximos extremos.