Resistencia: el modelo que sigue el agua cuadra por cuadra y ya acierta con 1,5 cm de error

Un estudiante de Ingeniería Civil de la UNNE desarrolló un modelo computacional que reproduce cómo escurre el agua de lluvia por las calles de Resistencia y que, comparado con lo que pasó en siete tormentas de 2007, arrojó un margen de error de apenas un centímetro y medio en las alturas del agua.

El trabajo se llama “Modelado computacional del escurrimiento superficial de agua en cascos urbanos” y su autor es Joaquín Ríos Mellone, alumno de quinto año, integrante del Laboratorio de Mecánica Computacional (LAMEC) de la Facultad de Ingeniería. Lo hizo con una Beca de Pregrado de la Secretaría General de Ciencia y Técnica de la UNNE, bajo la dirección de los doctores Javier Luis Mroginski y Hugo Guillermo Castro.

La meta de fondo es ambiciosa: anticipar qué calles de la ciudad pueden anegarse cuando cae una lluvia fuerte. Por ahora, el equipo se concentra en definir en qué condiciones los resultados del modelo son confiables.

Por qué en Resistencia pocos centímetros lo cambian todo

La ciudad está asentada sobre el valle de inundación del río Paraná, en una llanura donde el desnivel ronda el metro por kilómetro. Con esa pendiente mínima, una diferencia de altura de pocos centímetros define dónde se junta el agua.

De ahí que cualquier imprecisión en el relieve que se carga al programa se amplifique al momento de predecir los anegamientos. Para hacerlo bien hacen falta datos muy finos de alturas del terreno y de lluvias, insumos que escasean en la región.

“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 el becario, el sistema ubica “en todo instante la altura del agua que escurre y la velocidad que tiene”.

Cómo funciona la herramienta

El equipo trabaja con ANUGA, un software libre creado por el Departamento de Geociencia de Australia y la Universidad Nacional de Australia. El programa resuelve las ecuaciones matemáticas que describen el movimiento del agua cuando forma una capa delgada sobre el suelo.

El terreno se divide en una malla de miles de triángulos pequeños. En cada uno se calcula cuánta agua hay y hacia dónde se desplaza a medida que avanza el tiempo de la tormenta simulada.

Como se trata de un código abierto escrito en lenguaje Python, los investigadores pueden sumarle funciones propias. Esas adaptaciones son necesarias porque la llanura chaqueña tiene particularidades que otros trabajos no contemplan. Un ejemplo es el cálculo de cómo las bocas de tormenta captan el agua según su forma real.

La zona de San Lorenzo y las siete tormentas de 2007

El estudio se centró en un sector de la calle San Lorenzo, de unas 5 hectáreas, hacia donde drena el agua de lluvia. La elección no fue casual: el Departamento de Hidráulica de la Facultad ya tenía mediciones previas, con un relevamiento detallado de las alturas del terreno y los registros de siete tormentas ocurridas en 2007.

Con ese material, los investigadores compararon la simulación con las alturas de agua medidas ese año. Las siete tormentas entran en el rango de las habituales, no de las extremas.

“Sabemos que esas tormentas reproducen correctamente el fenómeno, así que podemos predecir que van a ser simuladas correctamente también”, señaló Ríos Mellone. Para las tormentas que superan las registradas no hay mediciones, y por eso la incertidumbre del modelo crece.

Las limitaciones que el propio equipo reconoce

“Es un trabajo que está en desarrollo y con limitaciones que deben ser consideradas, una de esas limitaciones es que no se representa actualmente la red de conductos subterráneos, es decir que modelamos el escurrimiento superficial y como las bocas de tormenta captan el agua, pero una vez que entran en la boca no modelamos como transita alrededor de los conductos. Esta limitación es perfectamente subsanable, pero escapa del alcance de esta esta de la beca y será abordada posteriormente en trabajos futuros”, detalló el becario.

La otra dificultad es la antigüedad de los datos topográficos utilizados, de aproximadamente 20 años. “Datos actualizados son difíciles de conseguir, por lo menos no tuvimos acceso a ellos. Si tuviéramos un acceso más libre de esos datos, el trabajo sería más completo y preciso”, agregó.

Para qué podría servir: alertas, desagües y zonas rurales

El doctor Javier Mroginski puso el acento en la utilidad de la herramienta durante los períodos de lluvias intensas. “El modelo computacional permitiría generar un sistema de alerta, con tiempo de anticipación”, afirmó.

Ese sistema estimaría qué calles de un casco urbano podrían anegarse ante tormentas de gran intensidad. A eso se suman otras aplicaciones posibles: el diseño de las redes de desagüe pluvial de una ciudad y el uso en terrenos rurales, para determinar la dirección y la velocidad del agua en una cuenca y estimar cuánto material arrastra.

Mroginski aclaró a UNNE Medios que estos modelos funcionan bien, pero necesitan información de campo o datos disponibles. En este caso hay que conocer las propiedades del suelo, los datos de infiltración (la velocidad con que el suelo absorbe el agua) y el registro actualizado de las lluvias, entre otros insumos.

Sobre el futuro del becario, el director informó: “Nos estamos presentando con el becario Joaquín Ríos Mellone a una convocatoria de becas de iniciación de CONICET, para continuar su carrera con un Doctorado”.

El próximo paso: la Cuenca Cisterna

La siguiente etapa del trabajo consiste en someter el modelo a tormentas extremas sin registro. Además, Ríos Mellone lo usará en su trabajo final de carrera, junto a su compañero Martín Amadei y con el ingeniero Alejandro Ruberto como tutor.

La prueba será en la Cuenca Cisterna de Resistencia, de entre 40 y 50 hectáreas, una superficie cercana a diez veces la modelada hasta ahora. El Departamento de Hidráulica sigue esa zona desde hace años y tiene el registro de su estado desde 2007.

“La idea es utilizar el modelo para ver cuál es el efecto que produce el avance de la urbanización sobre el escurrimiento superficial”, dijo Ríos Mellone. Para eso compararán la zona tal como estaba en 2007 con su estado actual y medirán cómo inciden en el recorrido del agua los pavimentos y los demás cambios en el uso del suelo.