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Investigación VIU

Un investigador de VIU participa en la creación de un software para prevenir inundaciones en zonas urbanas

El Dr. Daniel Jato Espino, doctor en Ingeniería Civil, investigador sénior de la Escuela Superior de Ingeniería, Ciencia y Tecnología de VIU, docente en el Maestría Oficial en Ingeniería y Gestión Ambiental e investigador principal del grupo de investigación Green Infrastructure for Urban Sustainability (GREENIUS) de la Universidad, ha participado en el desarrollo de ArcDrain, un software capaz de detectar e identificar áreas con baja capacidad de infiltración, con el fin de implementar medidas de mitigación que ayuden a reducir los riesgos de inundación en zonas críticas. Para conocer más sobre ArcDrain, su gestación, desarrollo, aplicación y la participación del Dr. Jato Espino en su génesis, nos pusimos en contacto con él para que nos lo contara en primera persona.     

¿Qué es / en qué consiste ArcDrain?

ArcDrain se ha desarrollado como un add-in o complemento dentro de ArcGIS, que es, seguramente, el Sistema de Información Geográfica (SIG) más completo y ampliamente utilizado a nivel mundial. Esta herramienta permite discretizar áreas urbanas en subcuencas hidrográficas y, posteriormente, determinar la escorrentía superficial en dichas subcuencas mediante la aplicación del conocido como Método Racional en el ámbito hidrológico. De esta forma, se pueden identificar zonas críticas en cuanto a baja capacidad de infiltración, lo que facilita a su vez el planteamiento estratégico de soluciones para prevenir inundaciones debido a la acumulación de agua de lluvia.

Para ejecutarlo, un potencial usuario de ArcDrain únicamente tiene que introducir una serie de datos básicos sobre su zona de estudio (orografía, cobertura del terreno o el grupo hidrológico del suelo, entre otros) y después hacer click para que todos los cálculos se ejecuten de fondo. Como resultado, obtendrá los valores de caudal máximo acumulado debido al evento de lluvia que haya simulado en esas subcuencas hidrográficas que mencionaba antes, que previamente habrán sido delineadas en función del relieve del terreno.

¿Cómo ha sido su proceso de creación?

Este programa surge de las actividades realizadas en un proyecto de investigación llamado MELODRAIN («Caracterización mecánica de secciones filtrantes y estrategias de localización inteligente para un drenaje urbano sostenible a escala ciudad»), liderado por la Universidad de Cantabria, financiado por el Ministerio de Ciencia y Universidades y de cuyo equipo investigador yo formo parte como personal VIU.

ArcDrain es el resultado de mi colaboración con otros miembros de este proyecto pertenecientes a los grupos GITECO y EgiCAD de la Universidad de Cantabria. En concreto, se enmarca en una actividad centrada en desarrollar herramientas para identificar zonas urbanas en riesgo ante amenazas favorecidas por la urbanización y el Cambio Climático, tales como las inundaciones.

¿Cómo ha sido tu participación?

La hidrología urbana es una de mis principales líneas de trabajo desde que empecé mi carrera investigadora, hasta el punto de que fue el tema de mi tesis doctoral. Por ello, mi rol en la creación de este software se ha centrado en su conceptualización; es decir, en el diseño de la metodología teórica que hay detrás del programa, que se fundamenta en el cálculo de caudales máximos a partir de variables como el relieve del terreno, la permeabilidad o el tiempo de concentración.

Además, también fui el principal responsable de la validación de ArcDrain. De alguna forma, teníamos que corroborar la precisión de los resultados que genera el software tras su ejecución. Utilizando la ciudad de Santander (España) como caso de estudio, mediante la aplicación de técnicas estadísticas pudimos verificar que las zonas con valores más altos de caudal acumulado según ArcDrain coincidían con los lugares en riesgo por inundación identificados por el Ayuntamiento de Santander.

¿Qué aplicaciones tiene este software?

Su principal aplicación es la prevención de inundaciones en zonas urbanas. Como tal, creemos que su usuario mayoritario deberían ser las administraciones públicas. Este tipo de entidades están habituadas a utilizar SIG, especialmente ArcGIS, para procesar multitud de datos espaciales relativos al tráfico, la gestión de residuos urbanos, etc. El hecho de que ArcDrain esté programado en ese entorno facilita su potencial uso por parte de trabajadores y planificadores de estas administraciones, dado que es un lenguaje con el que están familiarizados.

En última instancia, esto puede contribuir a promover una mejor gestión del agua en zonas urbanas y, en definitiva, a estar mejor preparados ante eventos de lluvia que puedan dar lugar a inundaciones. Debido a su componente espacial, ArcDrain también permite simular escenarios alternativos en los que, por ejemplo, se reemplazase parte del tejido urbano impermeable por soluciones como pavimentos permeables, cubiertas ajardinadas u otra infraestructura verde. Por tanto, otra aplicación de este software es la evaluación de estrategias de mitigación de inundaciones.

¿Qué planes tenéis para el futuro de ArcDrain?

Actualmente, ArcDrain es plenamente funcional tal y como está. No obstante, en estos casos siempre hay margen de mejora. Por un lado, una de las ideas que tenemos en mente es introducir un factor de forma en las subcuencas para representar mejor lo que ocurre con el agua dependiendo de la circularidad o elongación del área por el que “viaja”. Asimismo, queremos incorporar también una caracterización completa de la red de drenaje que pueda existir en la zona de estudio mediante cálculos hidráulicos de las tuberías que la forman.

Por otro lado, ArcDrain es el primer módulo de un conjunto de herramientas para modelizar distintos problemas ambientales. Recientemente, nos han aceptado un artículo científico para publicación que describe ArcUHI, una herramienta análoga a ArcDrain pero orientada a la predicción del Efecto Isla de Calor. Este sería un segundo módulo y actualmente estamos trabajando en un tercero centrado en la calidad del aire. Con la superposición de los resultados derivados de estas tres herramientas, al final lo que buscamos es obtener mapas multi-amenaza que permitan priorizar zonas susceptibles en términos de inundaciones, alta temperatura y contaminación atmosférica.

Emilio Vivallo
Emilio Vivallo

Equipo de Comunicación de la Universidad Internacional de Valencia.