El modelo simula la profundidad y extensión de inundaciones durante eventos climáticos extremos para la llanura costera de Añasco y predice el impacto en infraestructura crítica.
25 de octubre de 2021
Si a Puerto Rico se acercara nuevamente un evento climático extremo como el huracán María, todos desearíamos saber de antemano lo que pasaría para prevenir daños y salvaguardar nuestras vidas y propiedades. Ante la experiencia que tenemos con estos eventos, muy seguramente, una de nuestras preguntas sería ¿cómo me afectarán las inundaciones?
Dr. Erik Harmsen en trabajo de campo
En esta pregunta trabajan a diario muchos científicos, uno de ellos es el doctor Eric Harmsen del Departamento de Ingeniería Agrícola y Biosistemas de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez, quien antes del huracán María ya trabajaba para predecir inundaciones. El huracán María arrojó varios datos que confirmaron las predicciones del modelo que construía.
El doctor Harmsen junto a sus colaboradores, publicaron en la revista científica Hydrology parte de la respuesta para la comunidad puertorriqueña. En esta publicación describen el desarrollo de un modelo que habría predicho el impacto de las inundaciones durante el huracán María, específicamente en la llanura costera de Añasco. Este modelo es capaz de simular la profundidad y extensión de una inundación ante fenómenos climáticos extremos como el huracán María.
Esta iniciativa es importante porque ayuda a crear política pública para aumentar la resiliencia estructural en Puerto Rico. Por ejemplo, si llegara un fenómeno con las características de María, predeciría la altura de las inundaciones en áreas específicas y permitiría saber cómo se afectaría la infraestructura crítica como autopistas, sistemas de puentes, túneles, la red eléctrica, el sistema de acueductos y alcantarillados, entre otros. Todo esto tomando como punto de partida que inundaciones mayores a 20 centímetros afectan negativamente nuestro componente estructural.
En el estudio se emplearon datos de diversas fuentes como el Servicio Geológico de Estados Unidos, el Sistema de Información Geográfica (SIG) y el radar Doppler WSR-88D, entre otros, para identificar la infraestructura crítica potencialmente afectada debido a las inundaciones. Puntualmente, los investigadores desarrollaron el modelo usando el Análisis Hidrológico de Superficie y Subsuelo en Cuadrícula, más conocido como GSSHA – por sus siglas en inglés. Este permite realizar simulaciones hidrológicas tanto de procesos superficiales como subterráneos.
El modelo fue calibrado con datos de eventos atmosféricos anteriores como el huracán Irma que pasó dos semanas antes de María y azotó la esquina noreste de la isla. Así mismo, se calibró utilizando datos de descargas de arroyos, la precipitación e inundaciones relacionadas. Al correr las simulaciones se incorpora una base de datos grande recopilada por años y como resultado se obtienen diferentes mapas que muestran las inundaciones que pueden causarse.
Durante el huracán María, el radar Doppler se averió dificultando la adquisición de algunos datos necesarios para comparar con lo reportado por el modelo. De esta manera, formas alternas se emplearon para recopilar datos de las inundaciones, una de estas incluyó visitas a las comunidades para dialogar cara a cara con los residentes de los sectores afectados.
Finalmente, los investigadores crearon un perfil y lo compararon con los resultados de su simulación. El modelo pudo predecir en un 95% el caudal de la inundación durante el huracán María y, además, el impacto en las infraestructuras eléctricas y de agua en la llanura costera de Añasco.
Lo más importante de este estudio es que ahora los hallazgos pueden ser utilizados con suficiente precisión para identificar la infraestructura a ser afectada por futuras inundaciones. Esta investigación es un paso importante en el desarrollo de marcos para el Análisis Integrado de Resiliencia de Infraestructura Crítica Interconectada durante eventos climáticos extremos, y genera datos valiosos para guiar las decisiones de los administradores de servicios públicos y municipales cuando sus instalaciones estén en peligro inminente.
Aunque el modelo simula inundaciones fluviales y el efecto de la subida del mar debido a la marejada ciclónica, aún deben realizarse ajustes en cuanto a la validación del método y a las variaciones que puede haber. Los investigadores continúan en su mejoramiento.
Este estudio es parte de un estudio de mayor extensión financiado por la Fundación Nacional de Ciencias (NSF -por sus siglas en inglés), para evaluar y mejorar la resiliencia de la infraestructura crítica en las comunidades isleñas. Los resultados del modelo se incorporarán a un modelo de red de agua/energía para evaluar escenarios de recuperación bajo eventos climáticos extremos.
Los colaboradores del estudio fueron de los doctores Reza Khanbilvardi, Jorge González y el estudiante graduado Said Majia del The City College of New York. Además, se realizó bajo el auspicio del NSF Critical Resilient Independent Infrastructure (CRISP) Type 2: Collaborative Research: Integrated Socio-Technical Modeling Framework to Evaluate and Enhance Resiliency in Islanded Communities (ERIC). NSF Grant Numbers: 0313747 & 1832576.
Por Bonny M. Ortiz Andrade
