El desarrollo de actividades humanas sobre el territorio debe tener en cuenta los procesos naturales para garantizar la seguridad de personas, infraestructuras y proyectos, así como la integridad del medio natural. En este contexto, la hidrología es una importante herramienta en ingeniería para predecir el comportamiento de las masas de agua y que nos permite planificar y actuar en consecuencia.
¿QUÉ ES LA SIMULACIÓN HIDROLÓGICA?
La hidrología es la rama de la ciencia dedicada al estudio de las aguas terrestres a lo largo de todo el ciclo del agua (o ciclo hidrológico). La hidrología aúna la hidráulica, que estudia el comportamiento del agua como fluido, con la presencia, distribución, circulación, dinámicas y comportamiento del agua en el medio, así como los procesos e interacciones que han dado lugar a estos fenómenos, como pueden ser las precipitaciones, la evapotranspiración, la escorrentía o el deshielo.
Para tratar de predecir el comportamiento ordinario de las aguas, así como eventos extremos, se emplea software especializado en simulación hidráulica e hidrológica. En base a las ecuaciones que rigen el comportamiento de las aguas se aplican distintos modelos que se dividen en unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales en base a los objetivos de cálculo para obtener simulaciones que reproduzcan con fidelidad los eventos naturales. Más allá del comportamiento del agua, estas aplicaciones permiten aumentar la complejidad prediciendo el transporte de sedimentos y caudal sólido, cambios en la morfología del lecho, elementos de calidad fisicoquímica del agua o simulación de hábitat.
APLICACIONES DE LA SIMULACIÓN HIDROLÓGICA
Las aplicaciones de la simulación hidráulica son muy variadas y abarcan un amplio número de sectores, desde ICEMM aplicamos esta tecnología para realizar:
PROYECTOS EN EL RÍO
- Construcción de canales: las acequias y canales de derivación de agua para riego requieren de un cálculo hidráulico unidimensional para garantizar que su dimensionado es correcto.
- Demolición de barreras transversales y longitudinales: la Unión Europea desde la Estrategia Europea para la Biodiversidad acordó la restauración de 250.000 km de ríos en Europa afectados por las barreras transversales (Barrier Removal for River Restoration), financiando la demolición de barreras en desuso como azudes y obras de derivación, que producen alteraciones hidrológicas sin aportar un beneficio social. Así mismo, la demolición de antiguas obras longitudinales como motas o diques que actualmente no cumplan una función protectora tiene efectos hidrológicos que afectan significativamente al estado y calidad de nuestros ríos, lo cual puede evaluarse mediante simulación hidrológica.
- Construcción de azudes: la simulación permite calcular el comportamiento del flujo previo y posterior a la construcción de la obra, permitiendo estudiar la efectividad de la obra así como sus posibles afecciones.
- Diseño de estructuras de paso para peces: con el objetivo de mitigar los efectos de las barreras transversales sobre la ictiofauna. La simulación nos permite predecir la efectividad de los pasos para peces y conocer el comportamiento de los caudales tras su construcción.
- Cambios en la morfología: los cambios significativos sobre la morfología del cauce o de las llanuras de inundación requieren de la simulación bidimensional para evaluar su futuro efecto hidrológico. Estas obras comprenden dragados, extracciones de áridos, corrección de taludes, encauzamientos, rectificación de meandros…
ESTUDIOS FLUVIALES Y DE INUNDACIONES
- Caudales ecológicos: la Ley de Aguas (RDLvo 1/2001) establece la necesidad de calcular caudales mínimos necesarios para la vida acuática, su definición y métodos de cálculo se expande en la IPH (ARM/2656/2008). Los caudales ecológicos se han convertido en una pieza clave para la planificación del recurso hídrico y la protección ambiental La simulación hidrológica permite evaluar las consecuencias hidráulicas e hidrológicas de estos regímenes de caudales.
- Cálculo del DPH: en España el recurso hídrico es un recurso público, y como tal, sus usos están sujetos a restricciones marcadas por el Dominio Público Hidráulico (RD 849/1986). Para delimitar las distintas zonas que componen el DPH (como la zona de flujo preferente) así como la zona de policía y la zona de servidumbre, la simulación hidrológica es de gran utilidad.
- Mapas de inundación: la simulación permite predecir los efectos que tendrán las avenidas sobre el territorio. Los mapas de inundación nos aportan información acerca de la superficie inundable para distintos periodos de retorno.
- Mapas de riesgo y peligrosidad: la legislación (RD 903/2010) dispone que debe elaborarse cartografía de Áreas de Riesgo Potencial Significativo de Inundación (ARPSIs), así como Mapas de Riesgo, que pueden obtenerse con ayuda de herramientas de simulación.
- Planificación territorial y urbanística: la cartografía previamente mentada, junto al DPH, son fundamentales para la planificación y gestión del territorio. Debe garantizarse que la zonificación del territorio se efectúe de acuerdo a la legislación y que los usos que se dan en él no supongan un riesgo para las actividades económicas y la seguridad de las personas.
- Obras de contención y mitigación de inundaciones: mediante la simulación se estudia si las obras de contención son realmente efectivas para proteger a los bienes y personas así como cumplir con los objetivos del proyecto.
TECNOLOGÍA PARA CONVIVIR CON EL MEDIO
La hidrología es una ciencia compleja y versátil que nos permite reproducir el comportamiento de la naturaleza frente a eventos reales como sequías, inundaciones o lluvias intensas. Nos permite además predecir los cambios que se producirán en el medio en respuesta a las distintas actuaciones e infraestructuras y por tanto, evaluar la adecuación de los proyectos y estudiar su viabilidad y sus efectos. En base a esta información se fundamenta la toma de decisiones en el ámbito territorial y los proyectos a realizar.
Debemos asegurar que los usos, servicios e intervenciones que como sociedad realizamos sobre el medio no comprometan la salud, integridad y funcionamiento de los procesos naturales. Es a través del estudio hidrológico que obtenemos el conocimiento necesario para asegurar una relación sostenible con el medio fluvial.
