La herramienta computacional permite simular el escurrimiento del agua de lluvia con un margen de error de aproximadamente 1,5 centímetros en una zona estudiada de la ciudad. El proyecto es desarrollado por un estudiante de Ingeniería Civil y busca contribuir, a futuro, al diseño de desagües pluviales y a la creación de sistemas de alerta temprana ante posibles anegamientos.

Un equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) avanza en el desarrollo de un modelo computacional que permitirá estudiar cómo circula y se acumula el agua de lluvia en las calles de Resistencia, con el objetivo de anticipar qué sectores podrían anegarse durante tormentas intensas.

El trabajo, denominado “Modelado computacional del escurrimiento superficial de agua en cascos urbanos”, está a cargo de Joaquín Ríos Mellone, estudiante de quinto año de Ingeniería Civil e integrante del Laboratorio de Mecánica Computacional (LAMEC). La investigación se realiza mediante una beca de pregrado financiada por la Secretaría General de Ciencia y Técnica de la UNNE, bajo la dirección de los doctores Javier Luis Mroginski y Hugo Guillermo Castro.

Los resultados iniciales muestran que el modelo logró reproducir las alturas del agua observadas durante siete tormentas registradas en 2007, con una diferencia aproximada de 1,5 centímetros respecto de las mediciones disponibles. Este resultado representa un avance para la investigación, aunque todavía deben evaluarse sus alcances y limitaciones antes de aplicarlo a situaciones de mayor intensidad.

Cómo funciona el modelo para anticipar anegamientos

Resistencia está asentada sobre el valle de inundación del río Paraná, en una llanura con desniveles muy pequeños. En estas condiciones, diferencias de pocos centímetros en la altura del terreno pueden determinar hacia dónde circula el agua y en qué lugares se acumula.

Por eso, para anticipar posibles anegamientos resulta fundamental contar con información topográfica precisa y registros de precipitaciones actualizados.

“Para anticipar las zonas que se inundan, intentamos confeccionar un modelo que siga el agua sobre el terreno cuadra por cuadra”, explicó Ríos Mellone. Según detalló, el sistema calcula en cada instante la altura que alcanza el agua superficial y la velocidad con la que se desplaza.

La herramienta utiliza ANUGA, un programa de acceso libre desarrollado por investigadores de Australia. El software resuelve ecuaciones matemáticas que describen el movimiento del agua cuando forma una capa superficial sobre el suelo.

Para realizar los cálculos, divide el terreno en una malla formada por miles de pequeños triángulos. En cada uno de ellos estima la cantidad de agua acumulada y la dirección de su movimiento a medida que avanza la tormenta simulada.

Al tratarse de un programa de código abierto desarrollado en Python, los investigadores pueden incorporar funciones específicas para representar las características de Resistencia, entre ellas el funcionamiento de las bocas de tormenta, por donde el agua ingresa a los desagües pluviales.

Una primera prueba en una zona de cinco hectáreas

La investigación se concentró inicialmente en un sector de aproximadamente cinco hectáreas ubicado en el entorno de la calle San Lorenzo, en Resistencia.

La elección de esa zona respondió a que el Departamento de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería ya contaba con relevamientos detallados de las alturas del terreno y registros de siete tormentas ocurridas en 2007.

Con esa información, el equipo pudo comparar las simulaciones con las alturas de agua medidas durante aquellos episodios y evaluar la capacidad del modelo para reproducir el escurrimiento superficial.

Las tormentas utilizadas corresponden a precipitaciones de intensidad habitual y no a eventos extremos. Por ese motivo, los resultados obtenidos no permiten asegurar todavía que el sistema pueda predecir con la misma precisión el comportamiento del agua durante lluvias excepcionales.

Las limitaciones que todavía debe superar

Los investigadores aclararon que el proyecto se encuentra en desarrollo y que existen aspectos que deberán incorporarse para aumentar su precisión.

Una de las principales limitaciones es que el modelo representa el escurrimiento superficial y la captación del agua en las bocas de tormenta, pero todavía no simula el recorrido del agua dentro de la red de conductos subterráneos.

“Es un trabajo que está en desarrollo y con limitaciones que deben ser consideradas”, explicó el becario. La incorporación de la red de desagües permitirá profundizar el análisis en etapas posteriores.

Otro desafío es la antigüedad de los datos topográficos utilizados, que tienen aproximadamente dos décadas. La actualización de las alturas del terreno resulta importante porque las modificaciones urbanas, la construcción de pavimentos y los cambios en el uso del suelo pueden alterar los recorridos del agua.

Para mejorar las predicciones también se necesitan datos actualizados de lluvias, características del suelo y capacidad de infiltración, es decir, la velocidad con la que el terreno absorbe el agua.

Una herramienta para alertas tempranas y obras de desagüe

El director del proyecto, Javier Mroginski, destacó que el modelo podría tener distintas aplicaciones una vez que alcance un nivel suficiente de desarrollo y validación.

“Este modelo computacional permitiría generar un sistema de alerta, con tiempo de anticipación”, señaló el investigador.

La herramienta podría utilizarse para estimar qué calles de una ciudad tienen mayor probabilidad de anegarse durante tormentas de determinada intensidad. Esa información sería útil para planificar medidas preventivas, organizar la respuesta ante lluvias fuertes y orientar futuras obras de infraestructura pluvial.

Además, el modelo podría contribuir al diseño y evaluación de redes de drenaje urbano, al permitir estudiar cómo se distribuye el agua en superficie y qué efectos producen las modificaciones del terreno.

Sus aplicaciones también podrían extenderse a zonas rurales, donde serviría para analizar la dirección y velocidad del agua en una cuenca y estimar el transporte de materiales durante los escurrimientos.

No obstante, los especialistas remarcaron que estas posibilidades dependen de contar con información de campo suficiente y de seguir validando los resultados del sistema.

La próxima etapa: estudiar la Cuenca Cisterna

El equipo prevé ampliar la investigación hacia la Cuenca Cisterna de Resistencia, un sector de entre 40 y 50 hectáreas, con una superficie cercana a diez veces la analizada en la primera etapa.

El estudio se realizará en el marco del trabajo final de carrera de Joaquín Ríos Mellone y su compañero Martín Amadei, con el ingeniero Alejandro Ruberto como tutor.

La zona cuenta con registros y seguimiento del Departamento de Hidráulica desde 2007, lo que permitirá comparar las condiciones de aquel momento con el estado actual del territorio.

“La idea es utilizar el modelo para ver cuál es el efecto que produce el avance de la urbanización sobre el escurrimiento superficial”, explicó Ríos Mellone.

El objetivo será analizar cómo influyen los pavimentos, las construcciones y otros cambios en el uso del suelo sobre la circulación y acumulación del agua de lluvia.

Ciencia aplicada para prevenir inundaciones urbanas

El desarrollo de la UNNE representa un avance en el uso de herramientas computacionales para estudiar uno de los desafíos urbanos de Resistencia: el escurrimiento del agua durante precipitaciones intensas.

Aunque todavía no constituye un sistema operativo de alerta temprana, la investigación busca sentar las bases para contar en el futuro con simulaciones capaces de identificar sectores vulnerables y aportar información para mejorar la planificación urbana.

La precisión de los resultados dependerá de la calidad de los datos disponibles, de la incorporación de nuevos elementos al modelo y de su validación frente a distintos escenarios de lluvia.

Con la ampliación de las pruebas y la actualización de la información topográfica e hidráulica, el equipo espera contribuir al diseño de soluciones que permitan comprender mejor el comportamiento del agua y reducir los riesgos de anegamientos en Resistencia y otras ciudades de la región.