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27 de septiembre de 2013 | por: EADIC | 0 comentarios

La visión del Ingeniero; Enfoque Cuantitativo de Hidrología

Varas y Philippe defendían que se puede pensar en la hidrología como una ciencia que estudia el agua, su presencia, circulación y distribución en la tierra, también sus propiedades físicas, químicas y biológicas y su vinculación con el ambiente. La hidrología tiene una estrecha relación con otras ciencias de la tierra, tales como la meteorología, la oceanografía, la climatología, la geología.

hidrología

El conocimiento de los procesos físicos involucrados y la variada interacción entre los elementos del ciclo hidrológico, son de suma utilidad en la gestión del agua. Sin embargo, no son suficientes…

hidrología

Pensemos, por ejemplo, en un calculista que necesita como dato para sus cálculos, una cota de agua en una sección de un río, con la que pueda diseñar un puente que la cruce; o bien en un proveedor de energía hidroeléctrica, que a la hora de negociar el precio a futuro de la energía eléctrica que producirán sus centrales hidroeléctricasnecesita contar con una previsión de volúmenes de deshielo en sus fuentes de abastecimiento hídrico para resolver a estas inquietudes, y ofrecer una estimación de esta información.

Los ejemplos referidos dan la pauta de que, desde el punto de vista de la ingeniería, interesa un enfoque fundamentalmente cuantitativo de la hidrología. A grandes rasgos, el interés estará centrado en lo que atañe a:

– La planificación, el diseño y la operación de sistemas y de obras destinadas al aprovechamiento de los recursos de agua.

– El proyecto de obras de distinta índole, que se relacionen con eventos hídricos extremos: como crecidas (puentes, alcantarillas, protección de cauces, escurrimientos urbanos…) y/o sequías (distribución y embalse de recursos hídricos, estimación de caudales ecológicos…).

– Aspectos ambientales.

Así, los especialistas hidrólogos deberán utilizar y dominar otras ciencias, tales como matemática, física, química y biología para poder abordar temas como la planificación, el diseño, y la operación de obras destinadas a satisfacer necesidades del hombre o a mejorar su calidad de vida.

Hidrología en el dimensionamiento de obras hidráulicas

 

En este contexto, existen numerosos casos o problemas a los que se enfrenta el especialista, entre ellos podemos mencionar los siguientes:

– Proyectar puentes, carreteras, estructuras para almacenar agua.

– Controlar las inundaciones y avenidas.

– Conducir o distribuir recursos de agua, diseñar sistemas de drenaje.

– Abastecer de agua a ciudades e industrias.

– Recolectar, tratar y disponer aguas residuales.

– Planificar el uso óptimo de los recursos.

– Proyectar sistemas y obras para el regadío.

– Determinar el efecto que el uso y cambio de los recursos tiene sobre la fauna y flora acuática

 

Todos estos problemas necesitan de un análisis hidrológico cuantitativo para estimar el evento de diseño requerido, tanto para dimensionar las obras o para tomar decisiones.

En consecuencia la hidrología, en cuanto trata con un elemento esencial del ambiente, como es el agua, es una disciplina indispensable para el aprovechamiento de los recursos hídricos y para el diseño de las obras civiles.

 

Diferencia entre Pronóstico y Predicción

Parecerían lo mismo, pero los términos pronóstico y predicción, tiene a ojos de un hidrólogo, diferencias que es necesario comprender.

Imaginemos dos situaciones:

En la primera, un calculista se enfrenta al diseño de un puente que debe cruzar un cauce, y necesita un dato de partida básico, que es una altura del agua desde el lecho del cauce.

 

Evidentemente esta altura, como ya se ha visto, estará relacionada a una probabilidad de ocurrencia, o bien un determinado tiempo de retorno, por ejemplo TR=100 años.

El especialista hidrólogo, estimará en forma oportuna y de acuerdo a la situación especial y sus conocimientos, un caudal relacionado con ese período de retorno, que al pasar por esa sección en particular, tendría una altura sobre el cauce determinada. Esta información solucionaría el interés del calculista en contar con una altura determinada para el diseño del puente, con sus correspondientes consideraciones.

Ahora bien, a grandes rasgos, esa altura podría considerarse como aquella, que se supone (desde una visión estadística) se superaría en un período medio de 100 años… pero lo que no nos dice es cuándo sería el momento más probable en que ocurra. Este valor, a los efectos perseguidos, será una PREDICCIÓN de una variable hidrológica.

El ejemplo presentado, puede aplicarse para cualquier otra situación: estimación de alturas en un cauce para protección de construcciones/obras situadas en la orilla o en su proximidad, diseño de sistemas de evacuación de aguas lluvias… La estimación de predicciones como la descrita, cae en el campo de la probabilidad y de la estadística.

La segunda situación que planteamos, es la de la necesidad de una empresa de agua, por ejemplo una empresa sanitaria (o bien una que produzca energía hidroeléctrica), de una previsión de disponibilidad hídrica, es decir caudales en una sección de un escurrimiento, o volúmenes en un embalse, por ejemplo, en un período concreto de tiempo.

En este caso, las estimaciones que se necesitarían serían PRONÓSTICOS de variables hidrológicas, y su estudio, además de basarse en la probabilidad y la estadística, necesita del conocimiento y estudio de series de tiempo e hidrología estocástica.

Algunos ejemplos: previsión a fines de marzo del volumen que dispondrá un embalse en los meses de junio, julio y agosto (temporada estival en el hemisferio norte, o bien disponibilidad mensual más probable del caudal que dispondrá una planta depuradora de agua para consumo humano para el año siguiente.

Este breve artículo está extraído de uno de los epígrafes de uno de los temas de la Especialización Universitaria en Mantenimiento, Construcción y Gestión de Obras Hidráulicas.

El docente que imparte el bloque de Hidrología es Víctor Emilio Florez Casillas. Es Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la Univ. Politécnica de Madrid. Atesora una experiencia de 22 años en FCC en la ejecución de todo tipo de obras hidráulicas. Actualmente es Director del Departamento de Presas y Obras Hidráulicas de la Dirección Técnica de FCC CONSTRUCCIÓN, S.A. y, hace unos meses, obtuvo el Premio Leonardo a la Innovación en Obras Hidráulicas.

 

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