Software ayudaría a mitigar el impacto de los deslizamientos y las crecientes de los ríos

Según información consolidada por la Unidad Nacional para la Gestión del Riesgo de Desastres, en Colombia la ola invernal asociada al fenómeno de La Niña, de notable intensidad en el segundo semestre de 2022, ocasionó 3.794 eventos de emergencia, en 881 municipios, y dejó un total de 268 fallecidos.

El ingeniero civil Santiago Cataño Álvarez, doctor en Ingeniería - Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín, explica que los deslizamientos y los ríos crecidos son los principales factores de riesgo producto de las precipitaciones, sobre todo porque, “cuando las afluentes crecen, transportan agua, pero también arrastran materiales, que pueden modificar la forma del canal por donde esta circula, lo que provoca desbordamientos”.

Un riesgo adicional de las crecientes es que socavan lo que tienen alrededor, por ejemplo, pilas de puentes o valles ocupados con viviendas, aprovechados con agricultura o acueductos.

“Ante dichas implicaciones, el país tiene el reto de comprender de qué manera el sedimento que transportan las cuencas andinas deforma los cauces, y de replantear la estimación de catástrofes naturales como las inundaciones”, agrega.

Por ello, con su tesis de doctorado, el investigador se propuso construir una herramienta adecuada para estimar el comportamiento de los ríos de la zona andina en caso de fuertes lluvias. De esta manera surgió el softwareFluvial Hidrogeomorphology Model.

Herramienta para la prevención

El ingeniero Cataño menciona que una de las dificultades que tuvo que sortear fue la ausencia de datos, “nadie puede medir un río o meter un instrumento en él cuando está crecido”.

El software utiliza métodos indirectos para revisar a posteriori cómo queda transformado un río tras crecerse. A partir de allí plantea balances de masa para evaluar cuánto sedimento fue transportado y, por ende, la cantidad que podría llegar a una represa o valle.

Indica que “esto último es novedoso y simplifica la estimación de volúmenes de sedimento. Además, como este depósito moldea el ancho y la pendiente del río, su transporte puede inferirse con recursos web gratuitos como modelos digitales de elevación o fotos aéreas”.

Para comprobar la eficacia de programa validó la precisión de sus simulaciones con patrones de comportamiento de otras afluentes del mundo, como, por ejemplo, ríos de montaña con gravas en el lecho y alimentados por laderas empinadas, en los que sí se han hecho procesos costosos de monitoreo.

En su opinión, se trata de propuesta es una forma económica de comprender la física, cuantificar procesos y transformaciones mediante la simulación a partir de ecuaciones matemáticas.

Gracias a este tipo de modelación matemática las autoridades podrían estimar unos rangos en el cambio del ancho, la profundidad y la textura de un tramo de cauce de interés.

Además, “con las ecuaciones pueden proyectarse procesos conexos inéditos: la fuente del sedimento en las vaguadas de laderas (deslizamientos), el cambio en la forma del río y de su valle adyacente, y la velocidad con la que se auto-organiza el cauce de nuevo”.

Según el investigador, su trabajo es valioso porque supera dos obstáculos usuales en geociencias. El primero, las múltiples escalas. Por ejemplo, la erosión tiene procesos que van desde cómo una gota de agua desprende un grano de arena, hasta cómo cambia la cordillera durante millones de años.

“La modelación desarrollada ofrece una franja que va desde milímetros a kilómetros para abarcar todos los procesos relevantes a escala de ingeniería (décadas)”.

El segundo es la alta variabilidad de los procesos en el espacio y el tiempo. “Si nos acercamos a una quebrada de montaña en Colombia, la vemos muy pocas veces turbia y a punto de desbordarse. En realidad, las crecidas que transportan sedimento son esporádicas en una década, así como erráticas e intermitentes, es decir, llueve mucho en un sector de la cuenca, pero no en otro vecino”.

Destaca también que este sería el primer ejercicio de modelación centrado en la hidrogeomorfología, un área de estudio incipiente en el país.

“El software será muy útil para toda la zona andina del país, donde se concentra el uso del suelo y la densidad poblacional, y además, el cambio climático está alterando la forma y funcionamiento de los ríos. Ante tales transformaciones, podría simular opciones de manejo en vaguadas y rondas hídricas, sectores clave de la cuenca”.

Esta investigación fue premiada por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales (ACCEFYN) y la Alcaldía de Medellín, como investigación de mayor impacto del 2022 en la ciudad.