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Sácale más provecho a los modelos de ingeniería de recursos hídricos

 

Por el Dr. Venu Kandiah, Ingeniero Profesional
Ingeniero Superior en Recursos Hídricos

Se requiere un gran esfuerzo para desarrollar modelos de ingeniería de recursos hídricos. Sin embargo, en muchos casos los modelos solo se evalúan en una condición limitada o un conjunto de ellas. Las predicciones y los resultados obtenidos de estas evaluaciones son usados en diseño, presentados en reportes y presentados ante las entidades decisorias y el público. Este enfoque podría atender las necesidades inmediatas de un proyecto; pero para la mayoría de proyectos de modelización, una cantidad limitada de esfuerzo adicional puede proveer más conocimientos y entendimiento a un bajo costo marginal necesario para desarrollar el modelo como tal.

Los avances en las ciencias hidrológicas y en las áreas del cambio climático están proporcionando nuevos conocimientos sobre los datos esenciales en los modelos y avances en modelización y recursos informáticos que incrementan la fiabilidad y capacidad general de los métodos de modelización, aportando razones adicionales para sacarle más provecho a los modelos. En muchos casos, a la hora de tratar con las entidades decisorias o el público en general, se asocia frecuentemente un solo resultado con todo el esfuerzo dedicado. Los modeladores deberían tener como objetivo proveer más, y en el proceso podrían incrementar el valor y conocimiento para la toma de decisiones y proyectos de ingeniería, e incrementar el perfil de la práctica de modelización en general.

floodEl enfoque tradicional de mostrar los resultados de los modelos basados en un conjunto limitado de ejecuciones necesita ser reconsiderado por un gran número de razones. Por ejemplo, las extensiones de las inundaciones podrían ser evaluadas usando un “diseño de tormenta” o instalaciones pluviales dimensionadas con la ayuda de una simulación continua que cubra un gran periodo de tiempo donde esté disponible el registro de las lluvias junto a otros registros necesarios para el desarrollo y la calibración del modelo. Se asume frecuentemente que los resultados reportados son precisos y se fracasa en comunicar apropiadamente las incertidumbres asociadas a ellos. Más allá de las limitaciones del modelo como tal, existe una incertidumbre inherente en los parámetros y condiciones límites usadas: las inexactitudes existen en las entradas de datos del modelo.

Los modelos hidrológicos usados en la comunidad ingeniera son sustentados por la idea de la estacionariedad, el concepto que indica que los sistemas hidrológicos operan dentro de un tramo de tiempo que puede ser establecido mediante registros pasados. Las investigaciones indican que las tendencias hidrológicas están cambiando. El cambio climático y los cambios asociados al desarrollo están afectando a las lluvias, la evapotranspiración y el flujo de las corrientes. Los promedios y otras medidas estadísticas para estos parámetros, obtenidos a través de registros históricos y tomados como buenos, podrían ya no ser válidos debido al incremento de las variabilidades y a los fenómenos hidrológicos extremos.

Para asegurar que los usuarios sean completamente conscientes de las limitaciones en los resultados del modelo, los modeladores deberían intentar comunicar mejor la variabilidad y gran variedad de posibles resultados dada la incertidumbre. Esto puede se puede logar realizando un gran número de evaluaciones del modelo y llevando a cabo ejercicios de análisis de sensibilidad más rigurosos. En el pasado, las limitaciones en el potencial de las computadoras y la informática eran una restricción y de estar forma, proporcionaban una justificación para limitar las ejecuciones del modelo. Los avances en informática (mejores métodos y algoritmos numéricos), la tecnología de las computadoras (poder y velocidad de procesamiento superior, la llegada de máquinas de múltiples núcleos y unidades de procesamiento gráfico) y los modelos computacionales permiten que los modeladores ejecuten un número mayor de modelos más precisos en menor cantidad de tiempo. Pueden realizarse múltiples evaluaciones, variando desde escenarios usando simuladores hasta poder utilizar un conjunto de modelos y evaluaciones múltiples para la estimación de parámetros.

Referencias en Inglés:

Mauger G.S., et al., “State of Knowledge: Climate Change in Puget Sound”,  Reporte preparado por Puget Sound Partnership y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Climate Impacts Group, Universidad de Washington (2015).

Milly P.C.D. Et al., “Stationarity Is Dead: Whither Water Management?”, Science, Vol 319 (2008).

Peel M.C. y Bloschl, G., “Hydrological modeling in a changing world”, Progress in Physical Geography, Vol 35(2), 2011.


¿El flujo del agua puede ir hacia arriba?

 

de Zach Sample, P.E.
Gerente de Productos de Drenaje Sostenible 

Sea honesto - ¿Cuántas veces ha respondido sí a las siguientes preguntas o ha presenciado una situación similar?

• ¿Una estación de tratamiento de calidad del agua donde las instalaciones son demasiado grandes como para caber en el lugar?

• ¿Un diseño que intenta desplazar el agua hacia arriba porque los niveles no forman parte del análisis?

• ¿Un diseño en el que la salida de agua sea mayor que el máximo posible del nivel de agua de modo que el SWC no puede drenar?

• ¿Problemas con el diseño de drenaje después de que fuera revisado y aprobado por el cliente o la autoridad pertinente?

Lo cierto es que he presenciado estos escenarios descritos por los clientes. Incluso he completado personalmente un diseño de evacuación de aguas pluviales que tenía problemas en la superficie cuando fue construido. Después de todo dudo que sea el único.

Una vez mientras presentaba los méritos de un minucioso estudio integral de implementación de infraestructura verde en un municipio, una de las asistentes estaba entregando unos planes a un consultor mostrando instalaciones SWC diseñadas de manera que el agua tendría que ir hacia arriba para funcionar. Estamos hablando de un ingeniero profesional echando a perder los dos pasos del ciclo hidrológico que aprendemos en la escuela: 1) llueve; 2) el agua se desliza hacia abajo.

¿Cómo pudo suceder algo así? ¿Cómo es posible que ocurra cualquiera de estos problemas? Somos profesionales capacitados con licencia, ¿verdad? ¡Tenemos el sello para aprobarlo! ¿Cómo no podemos ver las verdaderas deficiencias en nuestros diseños?

Creo que la última pregunta destaca lo esencial - con metodologías y tecnologías de diseño tradicional, evidentemente no podemos 'ver' o comprender cómo se comportan nuestros sistemas de evacuación de aguas pluviales.

Comprender y comunicar claramente la funcionalidad de los sistemas complejos de drenaje es el parte con más impacto del proceso de diseño. Los beneficios de comunicar claramente para que se entienda la planificación del drenaje son numerosos, pero quizá ninguno sea más importante que el tiempo ganado.

Cuanto más rápido encontremos el error en el diseño, más rápido podremos ajustar nuestros planes en consecuencia, menor tiempo costará nuestro proyecto de diseño, más fácil será conseguir la aprobación, más rápidos serán nuestros entregables, y más satisfechos estarán nuestros clientes. Y por supuesto me gusta que mis clientes estén satisfechos.

Pero las consultoras privadas no son las únicas que aprecian estos beneficios. Cuanto más claro sea el plan de drenaje sostenible, más confianza se transmitirá a los ingenieros encargados en los ayuntamientos sobre la competencia de los diseños, menos problemas se encontrarán durante la construcción, mejor participación cívica rodeará el éxito de estos proyectos, y mayor será la frecuencia con la que los ayuntamientos se decidan a emprender proyectos de infraestructura verde sostenible.

La conclusión es la siguiente: si transmitimos nuestros planes y nuestras intenciones de manera clara y cuantificable, entonces podemos servir mejor a la sociedad…Que es algo así como el motivo principal de todo lo que hacemos como ingenieros.


Mitigación de las Inundaciones: Tratar la Fuente, No Solo los Síntomas

 

de Ludmila Fadejeva
Gerente de Producto, EMEA

El mes pasado asistí a un evento en Londres llamado Flood Expo 2015. Esta fue la segunda vez que se realizó el evento y la segunda vez que asistí como un profesional de las inundaciones. El mensaje del evento de 2014 es esencialmente el mismo que el de 2015 – la industria está muy enfocada en el nivel de protección apropiado y medidas de respuesta ante emergencias.

La inundación urbana hoy en día es una “enfermedad” experimentada por decenas (si no cientos) de pueblos y ciudades alrededor del mundo; una enfermedad con síntomas y una causa. Mi pregunta es: ¿Por qué nos seguimos enfocando en tratar los síntomas en vez de curar el problema real tratando la causa del mismo? Por ejemplo, en su hogar, si usted se tropieza con una caja localizada en el medio de una habitación, usted movería la caja a una ubicación segura en vez de poner una SEÑAL DE ADVENTENCIA apuntando hacia ella ¿Verdad?

Toda inundación tiene una gran variedad de razones fundamentales que explican el por qué ocurre, las cuales pueden ser:

  • Clima extremo
  • Infraestructura pequeña
  • Alcantarillas y drenaje sin mantenimiento
  • Erosión
  • Fallos en los equipos mecánicos

Nosotros no podemos cambiar el clima; y sí, si ocurre una precipitación extrema, se requieren medidas de seguridad y un nivel de protección apropiado para salvar los hogares de las personas e infraestructuras vitales.

Pero todas las otras razones por las que ocurren las inundaciones pueden ser aliviadas usando un enfoque sistemático de evaluar e identificar el problema real, junto a asegurarse que el problema no vuelva a ocurrir. Para hacer eso, los gestores de riesgo de inundaciones en la industria (cuerpos gubernamentales, compañías consultoras, proveedores de equipos y soluciones) necesitan seguir una estrategia común.

¿Cómo los gestores de riesgo contra inundaciones deberían identificar la fuente del problema? Los planes de acción y mapeo contra inundaciones son vitales por esa razón. Nosotros necesitamos sentirnos libres en hablar al respecto, sentirnos confiados de hacerlo y sentirnos comprometidos y apoyados por la comunidad para compartir éxitos y fracasos. Nosotros también necesitamos mantener como objetivo el emplear las mejores prácticas y proporcionar una guía y asesoramiento apropiado.

La mejor práctica puede ser obtenida a través de diferentes fuentes como lineamientos, conferencias, proyectos piloto y experiencia en la industria. Algunas referencias a considerar: “Handbook on good practices for flood mapping in Europe” (Manual sobre las buenas prácticas para el mapeo de inundaciones en Europa) elaborado por EXCIMAP (un círculo de intercambio europeo sobre el mapeo de las inundaciones) o “Mitigation Best Practices Portfolio” (Portafolio sobre las mejores prácticas de mitigación) elaborado por FEMA. Proyectos financiados por el gobierno como STARFLOOD recomiendan echarle un vistazo a “Cities and Flooding: A Guide to Integrated Flood Risk Management for the 21st Century” (Ciudades e inundaciones: Una guía sobre la gestión de riesgo integrada contra inundaciones para el siglo XXI) elaborado por Global Facility for Disaster Reduction and Recovery (GFDRR).

Me gustaría animar a los profesionales de riesgo contra inundaciones a que se pregunten: ¿Qué puedo hacer mejor? ¿Qué podemos hacer mejor como una organización? ¿Qué pasos nos hemos saltado? ¿Cómo podemos actuar, opuesto a reaccionar, y hacer que nuestras ciudades sean más sostenibles y libres de inundaciones para futuras generaciones?


XP Solutions - Nueva Alianza en Colombia - HYDROINGENIERIA SAS

 

XP Solutions tiene el honor y privilegio de anunciar nuestra alianza comercial con la empresa Hydroingenieria en Colombia. Ubicada en Floridablanca (Santander), Colombia, Hydroingenieria provee servicios y soluciones ingenieriles enfocándose principalmente en las áreas de hidrología, hidrogeología, ambiental y geofísica, con los altos estándares de calidad que el mercado demanda. La empresa cuenta con una red de expertos en ingeniería y consultoría en todas las áreas mencionadas, enfocando siempre en la optimización de los procesos, brindando así un excelente servicio. ¡Bienvenido a la familia de XP Solutions!

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