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Investigadores mexicanos estiman por medio de un software riesgos ante rotura potencial de presas

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02/07/2018

I+D+i
Investigadores mexicanos estiman por medio de un software riesgos ante rotura potencial de presas

 

  •  María Vanessa Gómez Pizano, oceanóloga y especialista en Ciencias del Ambiente
 

Mediante la simulación de un escenario de rotura potencial por tubificación de la presa El Naranjo II con ayuda de los software HEC-RAS y ArcGIS, la especialista en ciencias del ambiente María Vanessa Gómez Pizano evaluó la amenaza, analizó la vulnerabilidad y estimó el riesgo de las poblaciones de los alrededores de esa obra de infraestructura hídrica, que actualmente se encuentra en etapa de construcción sobre el río Marabasco, en los límites de los estados de Colima y Jalisco.

Como parte de este ejercicio, obtuvo ocho mapas de inundación correspondientes a las 16 horas posteriores al hipotético evento, es decir, se generó un mapa cada dos horas y se consideró una duración de rotura de la presa de cuatro horas. La descarga máxima del vertedero correspondió a nueve mil 160 metros cúbicos por segundo.
 
“Dado que las filtraciones internas silenciosas que dan origen a la tubificación no pueden simularse en el HEC-RAS, se decidió que la hora de inicio del evento fueran las 6:00 a. m. Dicha falla se supuso ocurriría en un día soleado, es decir que esta no depende de la existencia de crecientes por lluvia. De acuerdo con la curva de áreas y capacidades, la altura sobre el nivel del mar a la que se simuló que se encontraba el embalse a la hora de la rotura fue de 120 metros y para entonces tenía 159 millones de metros cúbicos de agua, que se descargaron de manera violenta con una velocidad pico de 14 mil metros cúbicos por segundo”, explica Vanessa Gómez. 
 
El resultado alcanzado, de acuerdo con la Clasificación del Riesgo Aguas Abajo del Departamento de Ecología del Estado de Washington, estableció que ante una eventual rotura por tubificación de la presa El Naranjo II el riesgo potencial es alto, dentro de la categoría A, por afectar gravemente a núcleos urbanos, servicios esenciales y por producir daños materiales muy importantes.
 
“Esta clasificación del riesgo fue determinada principalmente por la población estimada en riesgo aguas abajo de la presa El Naranjo II. Potencialmente se perderían cinco mil 346 vidas humanas, además de la magnitud potencial de daños a propiedades y las pérdidas económicas resultantes de la severa afectación a mil 132 viviendas, ocho escuelas, siete mil 500 hectáreas de cultivos de riego, un tramo de la carretera federal (Manzanillo-Barra de Navidad), un puente (Puente Cihuatlán) y un aeropuerto internacional (Playa de Oro Manzanillo)”.
 
Con esta investigación, denominada Definición de escenarios de riesgo asociado a la presa El Naranjo II, María Vanessa Gómez Pizano obtuvo en febrero pasado —con mención honorífica— el grado de especialista en ciencias del ambiente, gestión y sustentabilidad, por parte de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Colima (Ucol). El documento final de la tesis, que contó con la asesoría de los doctores Nick Varley y Miguel Alfonso Ortega Huerta, fue entregado formalmente por la autora a las autoridades de la Comisión Nacional del Agua (Conagua) en la entidad y al responsable de la Unidad Estatal de Protección Civil (UEPC), así como otras dependencias relacionadas con el proyecto de la presa, con el propósito de que se aprovechen y apliquen sus resultados y hallazgos.
 

Seguridad y riesgos

 
En entrevista, la académica recuerda que la seguridad de una presa depende del diseño, calidad de construcción y mantenimiento-operación.
 
Para el caso de la presa El Naranjo II, refiere, la calidad de construcción es un punto importante de atender, porque según su definición “es considerado probablemente el aspecto más difícil de todos, ya que en la mayoría de los casos existen compromisos políticos y sociales que obligan a cumplir un programa en tiempo y costo, que en muchas ocasiones no son compatibles con la calidad requerida en las bases de diseño”, y desde el punto de vista de Vanessa Gómez esta presa tiene principalmente esa problemática.
 
Cuestionada si en el proyecto se tomaron medidas para evitar las causas que pueden originar el fallo por tubificación, señala que una de las limitaciones al realizar ese trabajo tuvo que ver con la disponibilidad de la información, ya que en el documento de la Manifestación de Impacto Ambiental (MIA) no se hace ninguna alusión a aspectos de seguridad de la presa, sino únicamente a los impactos que su construcción y operación pudieran generar en el ambiente, sin considerar jamás posibles fallas.
 
“Solo se me proporcionó cierta información sobre la presa —subraya—, posiblemente porque su construcción ha tenido contratiempos y se encuentra aún sin terminar. Y debido a que esto genera una incertidumbre (…) es importante considerar el avance de las técnicas constructivas, la mejora de los modelos de comportamiento estructural, físico y de procesos, el adelanto en la calidad de los materiales y la obligatoriedad para el control de calidad en materiales, ejecución, etcétera”.
 
Sin embargo, de acuerdo con las características de la presa obtenidas de la MIA, elaborada por la Conagua y el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), y con base en las definiciones de los tipos de falla, se decidió que el primer escenario analizado fuera el de falla por sobrevertido, mientras que el segundo escenario correspondió a la tubificación potencial, el cual se considera como el más probable de ocurrir en el corto y mediano plazo por su naturaleza.
 
Conforme a los registros de la Conagua, en México existen 667 presas que se ajustan a la clasificación de grandes presas, aunque se acepta que en el país hay al menos cuatro mil 462 presas y bordos en total, de los que un aspecto importante con respecto a la seguridad hidrológica, es la edad de la infraestructura.
 
De acuerdo con algunos especialistas, la Conagua mantiene una base de datos con dos mil 310 registros con la edad de las presas. De estas, casi 73 por ciento tiene una edad superior a los 30 años, 44 por ciento cuenta ya con más de 40 años de existencia y una cuarta parte de las presas sobrepasa los 50 años, edad considerada como vida útil e inicio del franco envejecimiento.
 
Tras enumerar una serie de fallas que se han presentado históricamente en presas de México, María Vanessa Gómez Pizano recalca que el riesgo se incrementa desde el momento en que existe la amenaza de inundación en el sitio del inicio de una obra, pues la construcción puede durar varios años, exponiéndose a varios periodos de lluvia, con la amenaza adicional del desvío del río.
 
 

Zona bajo riesgo ante una rotura potencial de la Presa El Naranjo II

 
Oceanóloga por la Facultad de Ciencias Marinas de la Ucol, Vanessa Gómez hace notar que la cuenca del río Marabasco o Cihuatlán, sitio de ubicación de la presa El Naranjo II, sufre año con año embates de fenómenos hidrometeorológicos, presentando inundaciones en las partes bajas de la cuenca, tanto en los estados de Colima y Jalisco. En las últimas décadas, varios ciclones y huracanes han provocado importantes daños en las comunidades y tierras de cultivo de los alrededores. Las poblaciones de ambos estados afectadas con mayor frecuencia por el desbordamiento del río son las de Cihuatlán, Marabasco, El Chavarín, El Centinela de Abajo, El Centinela de Arriba, El Charco, El Rebalse y las Guásimas.
 
Aunque ha enfrentado daños por fenómenos hidrometeorológicos y problemas administrativos que por temporadas han paralizado su construcción, la obra de la presa se encuentra en las partes adyacentes de los límites de los estados de Jalisco y Colima, a 32.5 kilómetros de la desembocadura del río Marabasco, a 40 kilómetros del puerto de Manzanillo y 22.5 kilómetros aguas arriba de la cabecera municipal de Cihuatlán, Jalisco, que es el centro urbano más cercano al área del proyecto.
 
En los planes está considerado que la presa almacene un total de 176 millones de metros cúbicos de agua, con lo que se pretende beneficiar el riego agrícola de cinco mil 364 hectáreas —para sumar siete mil 500 hectáreas de riego en la región—, así como el abastecimiento de agua a los poblados con actividad turística como Cihuatlán, Barra de Navidad y Melaque, Jalisco.
 

Zona de alto peligro

 
Iniciada en 2008, diez años después la obra, cuyo primer estudio de factibilidad se realizó en 1976, no ha sido concluida. Conforme al proyecto, el vaso ocupará una superficie de 554.9 hectáreas y la cortina tendrá una altura de 101 metros a partir del desplante y de 84 metros a partir del cauce, con una longitud de 230 metros.
 
Dentro del escenario de falla de la presa por tubificación, simulado como parte del estudio de Vanessa Gómez, se obtuvo que la mayoría de asentamientos humanos de los alrededores se encuentra en una zona de peligro alto, debido a que el flujo de agua alcanzaría una altura de 1.8 a 10 metros durante el evento en 34 comunidades, pese a que no todas están a un mismo nivel, además de las afectaciones a la infraestructura agrícola, carretera y aeroportuaria.
 
La especialista afirma que la importancia de modelar el escenario de falla por tubificación como la más probable, recae en el hecho de que las causas que lo originan pueden evitarse desde el inicio de su construcción y durante su operación, además de que este tipo de rotura es más frecuente durante el llenado del embalse y a partir del modelado de ese escenario y de los datos de profundidad modelados para las comunidades se podrían tomar decisiones tendientes a reducir la vulnerabilidad a un evento de esa magnitud.
 
María Vanessa Gómez Pizano considera relevante mencionar que la definición de escenarios del riesgo asociado a la presa El Naranjo II, objetivo de su trabajo académico, fue un ejercicio de evaluación general pero al mismo tiempo integral e interdisciplinaria de la amenaza, la vulnerabilidad física y el riesgo que resultan de posibles fallas en presas de tierra, las consecuentes inundaciones y las posibles zonas de afectación reflejadas en los mapas de riesgo.
 
“Lo anterior —añade—, junto con la clasificación del riesgo, puede llegar a ser de gran utilidad tanto para la elaboración de nuevos estudios y el diseño de algunos planes de emergencia, como para la revisión y reordenamiento del uso del suelo en las zonas con mayor probabilidad de afectación detectadas”.
 
En el caso de la presa El Naranjo II, advierte que aunque los planes de emergencia se ubican en la etapa de prevención, estos no enfatizan la importancia que tiene la observación constante para asegurarse que el funcionamiento de la presa sea normal.
 
“Más bien parece que el plan tiene validez solo si se entra en una situación de emergencia, lo cual podría provocar un descuido a la situación donde empieza a gestarse un evento que se aleja del funcionamiento normal de la presa”, comenta.
 

Mancha de máxima inundación derivada de la rotura potencial de la Presa El Naranjo II, con niveles de entre 1.8 y 10 metros y una afectación de 34 comunidades

 
En su estudio, Vanessa Gómez realiza una serie de recomendaciones encaminadas a disminuir la vulnerabilidad de la cuenca baja del río Marabasco, entre ellas el establecimiento de un Plan de Atención de Emergencias (Pade) para la presa El Naranjo II, describiendo los procedimientos y contemplando de manera clara el desarrollo de diversos aspectos como alcance, responsabilidades, identificación y evaluación de la emergencia, acciones preventivas, mapas de inundación, etcétera.
 
Así también, plantea ampliar el análisis de vulnerabilidad física, considerando más infraestructura; realizar un análisis de vulnerabilidad social, que incluya desde las características socioeconómicas de las poblaciones afectadas hasta la percepción del riesgo y la percepción sobre los roles de las instituciones y planes de prevención y atención al riesgo; establecer una estrategia encauzada a disminuir la vulnerabilidad física y social en las zonas con alto riesgo; crear un organismo gestor del riesgo para la cuenca baja del río Marabasco; crear un ordenamiento ecológico territorial; durante la emergencia, mantener canal de comunicación directo con la población; y, durante la recuperación, evaluar el manejo de la emergencia y sondear necesidades de la población en cuanto al manejo del riesgo, entre otras.
 
—¿El hecho de que la obra se encuentre detenida actualmente representa una ventaja para dar oportunidad a mejorar planes de emergencia y afinar las medidas de prevención y atención de emergencias? —se le preguntó a María Vanessa Gómez Pizano.
 
Puede ser una ventaja, en cuanto a la elaboración del documento, pero lo más importante es la atención a los aspectos de seguridad de la presa en cuanto a su calidad de construcción, ya que saber qué hacer en caso de una emergencia es relevante, pero más aún evitar que se materialicen los riesgos, que es a lo que le llamamos desastre. El estudio arroja que en muchas ocasiones la seguridad requerida para las presas y embalses puede alcanzarse mediante un comité de inspección conformado por el grupo diseñador y consultor, así como el supervisor, para alcanzar una auscultación y vigilancia exhaustiva, una adecuada formación de los técnicos y medidas como la implantación de planes de emergencia.
 
—Ante los proyectos hidráulicos de este tipo, ¿cuál es su propuesta alternativa desde el punto de vista sustentable?
 
Desde hace 17 años en el Programa Nacional Hidráulico 2001–2006 ya se hablaba de estrategias nacionales en este sentido, a través del manejo integrado y sustentable del agua en cuencas y acuíferos, buscando modificar sustancialmente el enfoque de satisfacción de las necesidades de agua. La propuesta de ese plan es pasar de un enfoque basado en el incremento de la oferta a través de obras hidráulicas de gran envergadura a uno que privilegie la reducción de la demanda haciendo un uso más eficiente del agua.
 
Esto muestra que no se trata de inventar el hilo negro, sino de ir haciendo posibles estas propuestas. Considero que por la naturaleza de mi trabajo no me es posible proponer de manera específica tecnologías o innovaciones como solución particular a esta región implicada, lo que sí puedo aportar es que así como fue posible hacer este ejercicio representativo de definición de escenarios de riesgo asociado a una presa, proponiendo recomendaciones básicas sobre medidas de prevención, mitigación y monitoreo de la amenaza para la cuenca del río Marabasco, también es posible que los estudiantes de las universidades aporten innovaciones en este sentido.
 

Fuente conacytprensa.mx

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