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Universidad de Belgrano - Facultad de Ingeniería

24 de Mayo de 2021 | 5 ′ 15 ′′

Un modelo de control para mitigar las consecuencias de las inundaciones

Investigadores de la Universidad de Belgrano trabajan en el desarrollo de un modelo alternativo de control que limite la altura de las crecidas que generan las inundaciones. Los especialistas evalúan la incorporación de una estructura lateral de regulación de la altura del agua para evacuar el excedente a una zona baja, teniendo en cuenta el comportamiento global de la cuenca.
Un modelo de control para mitigar las consecuencias de las inundaciones

Año tras las inundaciones en regiones como las llanuras centrales de la provincia de Buenos Aires, Santa Fe, Córdoba y muchas otras zonas de la Argentina provocan efectos devastadores en el tejido social y económico. Especialistas en Agua y Saneamiento del Banco Mundial sostienen que las inundaciones son el mayor desastre natural que amenaza al país, dado que representan el 95% de los daños económicos y el 60% de los desastres naturales. Los daños económicos causados por las inundaciones totalizan un 0.7% del PBI (Producto Bruto Interno).

Según el Ministerio de Salud y Desarrollo Social, las inundaciones provocan un número imprevisible de muertes, lesiones y enfermedades. La salud mental de la población también se ve afectada debido a las consecuencias de estos desastres naturales, entre las que se cuentan las migraciones forzadas, las pérdidas de bienes personales, las lesiones, las enfermedades o la pérdida de seres queridos.

Como enfrentar las inundaciones

El planeamiento preventivo de los riesgos y el control de las crecidas, la construcción y la ubicación estratégica de infraestructura crítica de seguridad y salud (hospitales, policía, bomberos), la creación de rutas de acceso, represas y otras construcciones para la generación de energía que sean capaces de soportar las crecidas, son algunas de las estrategias centrales para responder a las inundaciones. En el mismo sentido, la implementación de un sistema de alerta de inundación y un seguimiento climático y de la actividad hidrometeorológica de las cuencas resultan fundamentales a la hora de prevenir las consecuencias de estos eventos climáticos.

De acuerdo con los expertos en Ingeniería Ambiental, existen posibles mecanismos de control como la modificación de la tasa de evacuación del volumen de agua del reservorio, la operación de estructuras como compuertas, diques de control, diques desviadores y la derivación del agua a través de canales de acumulación a lugares bajos, previamente designados. Los expertos advierten que estas medidas resultan eficientes en el caso de que estén bien coordinadas y diseñadas para actuar globalmente, de lo contrario pueden provocar perjuicios mayores a los beneficios perseguidos.

La propuesta de los especialistas

El equipo de investigadores a cargo del ingeniero Ariel Fraidenraich y Waisman trabaja en un modelo alternativo de control que limita la altura de la crecida por medio de la incorporación de una estructura lateral de regulación de la altura del agua. Esta estructura evacúa el excedente a una zona baja (laguna superficial) teniendo en cuenta el comportamiento global de la cuenca. Con el empleo de este modelo podrán minimizarse los daños que causa la ejecución de obras no coordinadas.

La metodología utilizada se basa en el cálculo numérico de los valores de las alturas y las velocidades en toda la extensión de la cuenca que comprende los ríos y los canales situados en la región geográfica estudiada. El modelo numérico incluye la representación de las variaciones dinámicas que se producen en las regiones litorales con los distintos niveles de las corrientes de agua. Luego, se plantea una estrategia de control basada en la optimización de los parámetros espaciales y temporales del caudal de manera tal de evitar los daños que se producen por su descontrol. Finalmente, se obtienen coeficientes que representan las variaciones de los parámetros de control utilizados en el modelo, a partir de los cuales puede establecerse la política de regulación adaptada a las condiciones locales. Para hacer posible la aplicación práctica de este modelo se utilizarán técnicas de computación de alto rendimiento (HPC “High Performance Computing”).

El trabajo en la Universidad de Belgrano

El equipo de especialistas avanza en la generación del modelo que permite calcular la evolución de las alturas y las velocidades del curso de agua, dadas las condiciones de entrada de la crecida y de impermeabilidad de los laterales. El modelo incluye la posibilidad de interponer islas en la corriente de agua y ya ha sido aplicado a corrientes de agua con una isla ubicada en forma simétrica.

Este trabajo se está realizando en el laboratorio del doctor Ariel Fraidenraich, con la participación de alumnos y docentes de la Universidad. En la actualidad, el equipo se enfoca a la aplicación del modelo a problemas prácticos, de manera que se incluyen líneas adicionales de trabajo que implican la geometría computacional (borde móvil, cauce móvil, geometrías genéricas) y problemas inversos de control para determinar parámetros físicos y geométricos orientados a captar las variaciones debidas a causas climatológicas de la cuenca.

María Claudia Degrossi
Universidad de Belgrano

Departamento de Prensa
info@ub.edu.ar
www.ub.edu.ar


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