Los cuerpos de agua (e.g. ríos, lagos y mares)
sufren variaciones en su volumen constantemente debido a los factores ambientales a los que
son sometidos; cuando este cambio en el volumen conlleva a que el cuerpo de
agua supere la altura de su canal (estructura que la contiene) este se desborda
dejando
escapar una importante cantidad de agua de su límite usual [3] y se produce el fenómeno de
inundación, sumergiendo
superficies; que usualmente no son cubiertas por agua.
Las inundaciones de manera general son
producidas por la naturaleza, y debido a que la humanidad hace parte de ésta, puede
inducirlas en muchos casos de manera directa; como en la pérdida de vegetación
(e.g. deforestación), que da lugar a un aumento de las probabilidades de
inundación debido a que los bosques naturales que cubren extensiones de tierra
durante el período de inundación ayudan a mitigar su magnitud; por tanto son
agentes que disminuyen los efectos negativos del exceso de agua. La
reducción de la tasa de deforestación reduce
como un co-efecto la ocurrencia de los incidentes y la gravedad de las inundaciones
[11] y como es directamente proporcional, el aumento de la deforestación
aumenta la incidencia y gravedad de las inundaciones. El calentamiento
climático antropocéntrico (creado por la humanidad) por su lado con el aumento de los niveles de gases de efecto invernadero acrecienta la intensidad de la lluvia y el
aumento del riesgo de inundaciones [1].
Para saber cómo controlar las inundaciones se
debe tener en cuenta que dependiendo de su proveniencia (causa) se determina la
velocidad y el tiempo de respuesta disponible para la humanidad, en caso de que
éstas le afecten. Las inundaciones pueden ser lentas (e.g. fuertes
lluvias, huracanes, depresiones tropicales,
vientos extranjeros, lluvia cálida que afecta la capa de
nieve, obstáculos inesperados de drenaje -tales
como deslizamientos de tierra o hielo-) o rápidas (e.g.
inundaciones repentinas como resultado de la precipitación convectiva
(ver anexo1), tormentas intensas, la liberación súbita de aguas de una
represa y deslizamientos de tierra, o
de glaciar). De esta manera las inundaciones pueden darse en:
1.
Tierras
de cultivo cuando los sedimentos se separan por la escorrentía (ver anexo2) y
la llevan como materia en suspensión. Esta escorrentía tiende a ser
fangosa y es más probable de detectar cuando llega a las zonas habitadas.
2.
En
cualquier superficie (e.g. zonas rurales, urbanizadas) si el agua se acumula en
una superficie impermeable (e.g. de la lluvia, de desagües taqueados) y no se
puede disipar rápidamente debido a una baja evaporación. Normalmente es
producto de una serie de lluvias en una misma área.
3.
El
estuario (ver anexo3) y la zona costera es causada generalmente por una
combinación de mareas producidas por los vientos con fuerza de una tormenta. Una
oleada de la tormenta, ya sea de un ciclón tropical (ver anexo4) también
llamado huracán (ver anexo7) o de un ciclón extratropical (ver anexo5) o por un
tsunami (ver anexo6).
4.
En
diques elaborados por castores que pueden inundar las zonas bajas urbanas y
rurales.
5.
Eventos
inesperados y significantes (e.g. rotura de la presa, terremotos,
erupciones volcánicas, accidentes por trabajos en túneles).
Los efectos de una inundación pueden ser
primarios, secundarios y terciarios. Los efectos primarios son daño
físico, que representa el daño a estructuras, (e.g. puentes, carros, edificios,
carreteras, canales, sistemas de alcantarillado entre otros). Los secundarios
se dan por:
1.
Repercusiones
adversas sobre el agua retenida (e.g.
contaminación de las fuentes de agua, el agua potable se vuelve escasa y
las condiciones se convierten en no higiénicas promoviendo la propagación de
enfermedades de origen hídrico).
2.
Insuficiencia
de suministros alimentarios (e.g. insuficiencia
de los cultivos para la seguridad alimentaria puede ser causada debido a
pérdidas de cosechas enteras).
3.
Perdidas
de especies no tolerantes que pueden morir por asfixia [5].
4.
Inhabilitación
de las vías de transporte que por consecuencia dificulta conseguir ayuda de
emergencia a quienes lo necesitan.
Y los efectos terciarios se dan a
largo plazo y son principalmente
económicos (e.g. disminución temporal en el turismo, costos de reconstrucción, el aumento de precios por la alta demanda y escasez de oferta de víveres)
económicos (e.g. disminución temporal en el turismo, costos de reconstrucción, el aumento de precios por la alta demanda y escasez de oferta de víveres)
El control de las
inundaciones se ha dado en su mayoría mediante la construcción de defensas
tales como diques[6], embalses y represas que pretenden evitar que los cuerpos de agua
rompan o superen sus canales invadiendo
zonas habitadas por ganadería, cultivos o asentamientos. Cuando estas
defensas fallan, las medidas de emergencia que se utilizan son sacos de arena o
tubos inflables portátiles.
Los modelos computarizados
de inundación intentan comprender y manejar los mecanismos de ésta [17]. La
atención se centra en la cartografía de eventos de inundación de origen marítimo y fluvial, y en el impacto
de las inundaciones sobre las superficies terrestres [20].
Existen modelos en 1D (miden los niveles de inundación en el canal) y los modelos en 2D (profundidad de inundación y medida de la extensión de la llanura de inundación). Entre los exponentes de modelos computarizados para estos casos está el Deep Thunder de IBM (que complementa el pronóstico producido por el National Weather Service-NWS) [2] [4], HEC-RAS [18] (el modelo del Centro de Ingeniería Hidráulica que está disponible de forma gratuita) y el TUFLOW [19] (que combina componentes de 1D y 2D para obtener la profundidad de las inundaciones en la planicie afectada).
Existen modelos en 1D (miden los niveles de inundación en el canal) y los modelos en 2D (profundidad de inundación y medida de la extensión de la llanura de inundación). Entre los exponentes de modelos computarizados para estos casos está el Deep Thunder de IBM (que complementa el pronóstico producido por el National Weather Service-NWS) [2] [4], HEC-RAS [18] (el modelo del Centro de Ingeniería Hidráulica que está disponible de forma gratuita) y el TUFLOW [19] (que combina componentes de 1D y 2D para obtener la profundidad de las inundaciones en la planicie afectada).
Las construcciones para el
control de las inundaciones se han diseñado para:
1.
Eliminar la presión (e.g. Les Grandes Lagos de
Seine en Francia que elimina la presión del Sena durante las inundaciones [7]).
2.
Protegerse contra penetraciones del mar (e.g.
en Londres una gran barrera mecánica sobre el río Támesis, que se produce
cuando el nivel de agua de mar alcanza un cierto punto).
3.
Drenar (e.g. en Italia un canal subterráneo
que permite desaguar parte de su caudal en el Lago de Garda)
4.
Crear barreras que protejan de las marejadas
ciclónicas (e.g. el Plan Delta en los países bajos con obras como presas,
compuertas, diques, esclusas, diques y barreras para mareas de tempestad
y en Rusia Санкт-Петербурга от наводнений по профилактике установки,
Россия “Instalación para la prevención de inundaciones de San Petersburgo,
Federación Rusa” es un complejo mecanismo de apertura y cierre de la conexión
del mar y el estuario unido con una carretera de circunvalación en su parte
superior).
Pero estos sistemas han
demostrado fallar catastróficamente (e.g. En los EE.UU, en el Área
Metropolitana de Nueva Orleans durante el huracán Katrina [8]) y se presentan
alternativas para esto como un nuevo sistema de diques de altura variable que
se encuentra en construcción en Venecia.
Las medidas de prevención de
inundaciones que han demostrado ser exitosas son:
1.
Comprar propiedades propensas a inundaciones
en los Estados Unidos por parte del Gobierno Federal, que se convierten en los
humedales. Estos humedales actúan como una esponja en las tormentas, y
cuando las inundaciones ocurren, el gobierno no tiene que gastar recursos en
esas áreas [9].
2.
Las zonas de desviación de inundaciones son
las zonas rurales no habitadas en la India, Bangladesh y China, que son
deliberadamente inundadas en caso de emergencia con el fin de proteger a las
ciudades [10].
3.
En Irlanda del Norte la gestión del riesgo es
proporcionado por la Agencia de los ríos[7].
Tras una inundación en zonas
habitadas por la humanidad se debe ejecutar una limpieza de seguridad. Las
actividades de limpieza después de las inundaciones suelen plantear peligros
para los trabajadores y los voluntarios que participan en el esfuerzo debido a
que las zonas de desastre por la inundación son inestables. Los peligros
potenciales incluyen [12]:
1.
Agua contaminada (e.g. desbordamientos de las
alcantarillas sanitarias).
2.
Riesgos eléctricos, (e.g. exposición del agua
a las líneas eléctricas que posibilita el riesgo de muerte por electrocución).
3.
Exposición de monóxido de carbón debido a la posibilidad de procesos de combustión
incompleta de sustancias como gas, gasolina, keroseno, carbón, petróleo, tabaco o madera que lo producen, y en altas
concentraciones su inhalación es mortal.
4.
Riesgos músculo-esqueléticos, (e.g. encontrar
residuos cortantes irregulares, golpes).
5.
Estrés por calor o frío.
6.
Incendio.
7.
Ahogamiento.
8.
Exposición a materiales peligrosos (e.g.
riesgos biológicos en el agua de la inundación- sangre u otros fluidos
corporales, y de los animales y restos humanos).
En la planificación y para
reaccionar ante los desastres de las inundaciones, los administradores deben
proporcionar a los trabajadores cascos, gafas protectoras, guantes resistentes,
chalecos salvavidas y botas impermeables con punta de acero [13].
Hay muchos efectos perjudiciales de las inundaciones en
los asentamientos humanos y actividades económicas; las inundaciones han dejado
tasas mortales históricas como en el caso de las inundaciones en China en 1931
que tuvo una estadística de 2.500.000 a 3.700.000 muertos [21].
Sin embargo las inundaciones presentan beneficios para:
1.
La recarga de agua subterránea que aporta de
nutrientes en los que el suelo normalmente es deficiente, por lo que lo
hace más fértil.
2.
Las regiones áridas y semiáridas, donde las
precipitaciones hídricas pueden ser desigualmente distribuidas a lo largo del
año.
3.
El mantenimiento de los ecosistemas en los
corredores de los ríos es un factor clave en el mantenimiento de la
biodiversidad en la llanura de inundación [14].
4.
La pesca pues suma una gran cantidad de
nutrientes a lagos y ríos.
5.
El desove (ver anexo8) ya que hay poca
depredación y una gran cantidad de nutrientes disponibles [15].
6.
Colonizar nuevos hábitats (e.g. el pez tiene
tiempo suficiente para hacer uso de las inundaciones y llegar a nuevos hábitats).
7.
Las aves y otros seres vivos se benefician de
la reactivación de la producción causada por las inundaciones [16].
8.
La viabilidad de las fuentes renovables de energía hidrológicas es
mayor en las regiones propensas a inundaciones.
Así que las inundaciones son necesarias para la vida en
la tierra tal como la conocemos. Se deben pensar en distintos mecanismos para
no alterar los ciclos naturales y la dinámica del planeta que a su vez protejan
a las poblaciones. Mediante este documento se propone la alternativa de diseño
de mecanismos por los cuales:
1.
Se inunde controladamente una zona que lo
necesite o en la que es normal sin que llegue a zonas de impacto humano.
2.
Se aíslen los cuerpos de agua que se
encuentran dentro de una ciudad o zona rural para que estos puedan crecer en
volumen sin desbordarse a zonas habitadas.
3.
Se produzca una succión masiva de agua, que
sea a su vez ecoamigable y enfocada en el concepto de Biomimicry (ver anexo9).
4.
Se rescate a personas durante el evento de
inundación manteniéndoles protegidas.
Con la idea así de mejorar
las condiciones de vida de quienes estarían en riesgo debido a estos fenómenos.
A manera de conclusión, es
importante resaltar la labor de prevención, mitigación y solución que puede
proveer la difusión de las causas de los fenómenos naturales, en especial de
aquellos que aquejan a las sociedades y que tienen una alta prospección de
aumento en el futuro. Se sugiere que mediante recursos pedagógicos y académicos
fundamentales se enseñe a la infancia
cómo se han logrado construir estos conocimientos científicos a partir de la
vida real para que a través del juego y de la exploración innata se logre
construir una sociedad con una perspectiva equitativa de futuro, a nivel
ambiental y social.
Bibliografía
1.
Seung-Ki, Min, et. al (2011) Human contribution to more intense precipitation extremes, Nature. 470, 378–381
2.
IBM Can Predict Floods And Droughts Days In Advance [Internet] Co.EXIST
Disponible en: <http://www.fastcoexist.com/1678433/ibm-can-predict-floods-and-droughts-days-in-advance>
4.
Deep
Thunder [Internet]. IBM. Disponible en: <http://www.ibm.com/ibm100/us/en/icons/deepthunder/>
5.
Stephen
Bratkovich, Lisa Burban, et al., "Flooding and its Effects on Trees", USDA Forest Service, Northeastern Area
State and Private Forestry, St. Paul, MN, Septiembre 1993 Disponible en:
http://www.na.fs.fed.us/spfo/pubs/n_resource/flood/table.htm.
6.
Henry Petroski (2006). Levees and Other Raised Ground. 94.
American Scientist. pp. 7–11.
7. Nidirect [Internet] Department of agriculture and
rural development. River agency.
Disponible en: <http://www.dardni.gov.uk/riversagency/index/about-rivers-agency.htm>
8.
United
States Department of Commerce (June 2006). "Hurricane
Katrina Service Assessment Report" (PDF).
9.
Amanda
Ripley. "Floods, Tornadoes,
Hurricanes, Wildfires, Earthquakes... Why We Don't Prepare."Time. August 28, 2006.
10. "China blows up
seventh dike to divert flooding." China Daily. 2003-07-07.
11. Bradshaw CJ, Sodhi
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flood risk and severity in the developing. Also a flood has recently hit
Pakistan which is said to be more devastating then the Tsunami of 2005 world. Global
Change Biology, 13: 2379–2395.
12. United States
National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Storm
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23 September 2008.
13. NIOSH. NIOSH
Warns of Hazards of Flood Cleanup Work. NIOSH. 94-123.
14. WMO/GWP Associated
Programme on Flood Management "Environmental
Aspects of Integrated Flood Management."
WMO, 2007
15. Extension of the
Flood Pulse Concept [Internet]. das Institutional Repository der Universitat
Konstanz. Disponible en:
<http://kops.ub.uni-konstanz.de/volltext?7515>
16. Birdlife soars above
Botswana's floodplains [Internet] IPS Terraviva Africa. Disponible en:
<http://africa.ipsterraviva.net/2010/10/15/birdlife-soars-above-botswanas-floodplains/>
17. Dyhouse, G. et al.
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(USA), 2003.
18. United States Army
Corps of Engineers. Davis, CA. Hydrologic
Engineering Center.
19. BMT WBM Ltd. Spring
Hill, Queensland. "TUFLOW
Flood and Tide Simulation Software."
20. Cabinet Office, UK. "Pitt revisión: Lessons learned
from the 2007 floods." Junio
2008.
21. Worst Natural
Disasters In History [Internet]. NBC Philadelphia. Disponible en:
<http://www.nbcphiladelphia.com/news/>
22. O'Connor, Jim E. y
John E. Costa. (2004). The World's Largest Floods, Past and
Present: Their Causes and Magnitudes [Circular
1254]. Washington, D.C.: U.S. Department of the Interior, U.S. Geological
Survey.
23. Thompson, M.T.
(1964). Historical Floods in New England [Geological Survey Water-Supply Paper
1779-M]. Washington, D.C.: United States Government Printing Office.
24. Powell, W. Gabe.
2009. Identifying Land Use/Land Cover (LULC) Using National Agriculture Imagery
Program (NAIP) Data as a Hydrologic Model Input for Local Flood Plain
Management. Proyecto de investigación aplicada. Texas State University – San Marcos.
25. Anderson, Henry W.;
Hoover, Marvin D.; Reinhart, Kenneth G. 1976. Forests and water:
effects of forest management on floods, sedimentation, and water supply.
28. Stott, P. A. et
al. Nature 432, 610-614 (2004).
Anexos
1.
Precipitación
convectiva: Es una de las tres formas de transferencia de calor y se
caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire,
agua) que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas.
la convección se produce únicamente por medio de materiales fluidos.
estos, al calentarse, aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye
y ascienden desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que
está a menor temperatura. lo que se llama convección en sí, es el
transporte de calor por medio de las corrientes ascendente y descendente del
fluido. (Wikipedia, 2012)
2.
Escorrentía:
Agua de lluvia que discurre por la superficie de un terreno o corriente
de agua que se vierte al rebasar su depósito o cauce naturales o artificiales. (Diccionario
de la lengua española - Vigésima segunda edición)
3.
Estuario:
En geografía un estuario es la parte más ancha y profunda
de la desembocadura de un río en el mar abierto o en el océano,
generalmente en zonas donde las mareas tienen amplitud u oscilación. (Wikipedia,
2012)
4.
Ciclón
tropical: Término meteorológico usado para referirse a un
sistema de tormentas caracterizado por una circulación cerrada
alrededor de un centro de baja presión y que produce fuertes vientos y
abundante lluvia. Los ciclones tropicales extraen su energía de la condensación de
aire húmedo, produciendo fuertes vientos. Se distinguen de otras tormentas
ciclónicas, como las bajas polares, por el mecanismo de calor que las
alimenta, que las convierte en sistemas tormentosos de "núcleo
cálido". Dependiendo de su fuerza y localización, un ciclón tropical puede
llamarse depresión tropical, tormenta tropical, huracán, tifón o
simplemente ciclón. (Wikipedia, 2012)
5.
Ciclón
extratropical: (Ciclón de latitud media) son un grupo de ciclones definidos
como sistemas meteorológicos de baja presión de escala sinóptica,
localizados en las latitudes medias de la Tierra, que no presentan
las características típicas de los ciclones tropicales ni de
los polares, y están vinculados a los frentes, a los gradientes
térmicos horizontales y al punto de rocío, también llamadas
"zonas baroclinas". Los ciclones extratropicales son un fenómeno
diario que, junto con los anticiclones, mueven el tiempo sobre muchas partes
de la Tierra, produciendo al menos nubosidad y tormentas.
Se trata de un fenómeno meteorológico asociado con una baja
presión atmosférica que tiene lugar en las regiones templadas entre el
trópico y los polos. Por ello, se conocen también como ciclones templados. En
el hemisferio Norte un ciclón rota en sentido opuesto a las agujas
del reloj, y en sentido de las agujas del reloj en el hemisferio Sur.
La rotación es causada por el efecto Coriolis. Los ciclones de latitud
media o extratropicales dependen de procesos baroclínicos, como el
contraste de temperatura entre masas de aire frío y cálido.
(Wikipedia, 2012)
6.
Tsunami
o maremoto: es un evento complejo que involucra un grupo de olas de gran energía y de tamaño
variable que se producen cuando algún fenómeno extraordinario desplaza
verticalmente una gran masa de agua. Este tipo de olas remueven una
cantidad de agua muy superior a las olas superficiales producidas por
el viento. Se calcula que el 90% de estos fenómenos son provocados
por terremotos, en cuyo caso reciben el nombre más correcto y preciso de
«maremotos tectónicos». La energía de un maremoto depende de
su altura (amplitud de la onda) y de su velocidad. La
energía total descargada sobre una zona costera también dependerá de la
cantidad de picos que lleve el tren de ondas (en el maremoto del océano
Índico de 2004 hubo 7 picos enormes, gigantes y muy anchos). Es frecuente
que un tsunami que viaja grandes distancias, disminuya la altura de sus
olas, pero mantenga su velocidad, siendo una masa de agua de poca altura que
arrasa con todo a su paso hacia el interior. (Wikipedia, 2012)
7.
Huracán:
nombre que reciben los ciclones tropicales en ciertas partes del mundo. Es una
violenta tormenta tropical con vientos en espiral alrededor de un núcleo,
llamado ojo. (Wikipedia, 2012)
8.
Desove:
Ovoposición. Proceso de depositar los huevos en su nido, aplicado generalmente
a los peces y anfibios ovíparos que liberan sus huevos en grandes cantidades.
(Sarmiento, 2000)
9.
Biomimicry:
Es el examen de la naturaleza, sus modelos, sistemas, procesos y
elementos para emular o se inspiran en el fin
de resolver los problemas humanos. A lo largo de 3,8 mil
millones de años, la naturaleza ha pasado por un proceso de ensayo y
error para perfeccionar los organismos vivos, procesos
y materiales en el planeta Tierra. La Biomimicry ha
dado aumentos a las nuevas tecnologías creadas a partir
de la ingeniería de inspiración biológica, tanto en la escala
de los niveles macro y nanoescala. La naturaleza
ha resuelto muchos de los problemas de ingeniería de hoy en
día como la hidrofobia, la resistencia al
viento, auto-ensamblaje, y el aprovechamiento de la
energía solar a través de los mecanismos evolutivos de ventajas
selectivas. (Wikipedia, 2012)
2012
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