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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.


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