Autora: M.I. Edith Bonilla López
Antecedentes de la hidrología forense
La hidrología es la ciencia que nos permite estudiar el ciclo del agua, su ocurrencia, circulación y distribución en la superficie terrestre (Aparicio, 2008). Además, se emplea para el diseño, operación y revisión de infraestructura hidráulica, así como para el aprovechamiento y control del recurso hídrico, entre otras aplicaciones. Sin embargo, su campo de actuación se ha extendido con el paso del tiempo; tal es el caso de la hidrología forense, la cual se basa en investigación científica para la reproducción de eventos hidrometeorológicos extremos pasados. El objetivo es de analizar sus causas, determinar responsabilidades y proponer acciones de prevención.
En la literatura se comienza a acuñar este término entre los años setenta y ochenta, al observar la aplicabilidad del análisis forense en la ingeniería y en especial, en el campo del medio ambiente y de los recursos hídricos, iniciando en el estudio de la contaminación del agua subterránea. La hidrología forense es la reconstrucción de eventos extremos para encontrar las causas de su ocurrencia, a través del estudio de los procesos hidrológicos involucrados y la aplicación de técnicas de investigación para definir las relaciones causa-efecto con la evidencia dada por la información recabada sobre los hechos (Gutierrez-Lopez, 2022; Hurst, 2007; Lischeid et al., 2017; Loáiciga, 2001; Ramírez Orozco, 2015). La hidrología forense es un proceso dinámico, que tiene el objetivo de proveer información para la toma de decisiones, diseño de acciones de prevención y deslinde de responsabilidades jurídicas.
Algunos de los fenómenos que pueden estudiarse mediante la hidrología forense son: lluvias y escurrimientos atípicos; inundaciones (i.e. repentinas, lentas, fluviales, pluviales, costeras); sequías; flujos de lodos; fallas de obras hidráulicas (Figura 1); deslizamientos (Figura 2); falta de capacidad de drenajes, canales o lagunas; alteraciones fluviales; contaminación de suelo y acuíferos; gestión del recurso hídrico; entre otros (Gutierrez-Lopez, 2022; Ramírez Orozco, 2015).
Dependiendo del enfoque, su aplicación puede orientarse de una manera más formal hacia el apoyo a la autoridad judicial (Gutierrez-Lopez, 2022; Loáiciga, 2001), siguiendo los principios de la ciencia forense y la normatividad respecto a las acciones consideradas como crímenes ambientales. Otra perspectiva, según el tipo de evento a estudiar, involucra la reconstrucción del evento, análisis estadístico de variables, modelos numéricos y revisión de datos observados (Tegos et al., 2022). Ramírez Orozco y Herrera Lozano (2016) proponen algunas fases generales para llevar a cabo un estudio de hidrología forense: recopilación de información, análisis hidrológico, hidrometeorológico e hidráulico, integración y diagnóstico final. Hurst (2007), a su vez, propone dar seguimiento al recorrido del agua, actual e histórico, y de la velocidad; incluso aplicar la técnica de componentes principales de series de tiempo hidrológicas, medición de corrientes, comparación de carga subterránea y superficie libre del agua (Lischeid et al., 2017).
Aplicación a fenómenos hidrometeorológicos
‣ Inundaciones
Una inundación puede ser del tipo pluvial, fluvial o costera, según la causa que la genere. Para el primer tipo, esta se deriva de la precipitación a nivel local y de acuerdo con la capacidad del drenaje, el estancamiento puede durar desde minutos hasta varios días, y depende principalmente del tipo de suelo en la zona de inundación. Un evento del tipo fluvial se debe al desbordamiento de corrientes y a la acumulación del agua en la planicie. Mientras que una inundación costera inicia con el incremento de la marea y el ingreso del agua de mar tierra adentro, cubriendo grandes extensiones de terreno. Aunado a esto, por el tiempo en el que ocurren, pueden clasificarse como repentinas o lentas. Las inundaciones repentinas se deben a la respuesta rápida ante fuertes precipitaciones, por lo regular en las partes altas de la cuenca, y las lentas, se distinguen por desarrollarse durante largos periodos de tiempo en las planicies. Por otro lado, también se pueden presentar inundaciones debidas a la falla de infraestructura hidráulica o su operación, en donde el análisis forense podría determinar responsabilidades.
Es importante señalar que dentro las condiciones que pueden generar este fenómeno extremo, también se encuentran las modificaciones humanas del medio ambiente, como la alteración de las corrientes y planicies de inundación, y el cambio de uso de suelo, lo cual también estará relacionado con la vulnerabilidad de la zona ante daños por inundación y las correspondientes pérdidas económicas.
Para la aplicación de la hidrología forense a eventos de inundación, se requerirá contemplar, además de los principios hidrometeorológicos, hidrológicos e hidráulicos, aspectos sociales y políticos (Ramírez Orozco, 2015). Incluso es posible considerar aspectos económicos, utilizando técnicas de simulación de procesos hidrológicos e hidráulicos, y metodologías para la cuantificación de daños económicos. Los diagnósticos resultantes de este análisis pueden servir de herramienta técnica para el manejo de inundaciones, protección de ríos y planicies, determinación de zonas inundables, diseño de medidas estructurales (obras de protección o control) y no estructurales (acciones de planeación, prevención, coordinación local o programas institucionales), incluso para el fortalecimiento del ordenamiento territorial.
‣ Sequías meteorológicas
Al ser un fenómeno complejo, el alcance de la hidrología forense para eventos de sequía se orienta principalmente a la caracterización general de los eventos y a la ubicación de sitios prioritarios para atención. De acuerdo con McKee et al (1993) citado en (Ramírez Orozco & Herrera Lozano, 2016), se refieren como una sequía meteorológica, a la condición de insuficiencia de humedad debida al déficit de precipitación en cierto periodo. Para llevar a cabo esto, una de las características primordiales que se deben determinar es la duración del evento de sequía, no obstante, también se requiere la recopilación de información del tipo geográfica, edafológica e hidrometeorológica. Al mismo tiempo se necesita información sobre: uso de suelo, usos del agua, climatología histórica, actividad biológica en el suelo, niveles de agua subterránea, disponibilidad del recurso hídrico, infraestructura existente, tratamiento y distribución de agua potable, irrigación, programas existentes para la atención a las sequías, indicadores de sequía, climáticos, de la situación social y económica de la zona, daños registrados, eventos históricos, entre muchos otros (Ramírez Orozco &
Comentarios finales
Es interesante analizar que muchas de las actividades cotidianas de la ingeniería alrededor del recurso hídrico corresponden en buena parte, al análisis de hidrología forense, a partir del cual se toman decisiones y sirve como base para la gestión integral de desastres por fenómenos hidrometeorológicos.
Será necesario continuar explorando la aplicabilidad de esta disciplina que vincula a la ingeniería con las ciencias forenses y complementarla con el uso de otras técnicas, como los sistemas de información geográfica, metodologías de análisis de datos y modelos probabilísticos, simulación, entre otras. Para llevar a cabo un estudio de este tipo existen requerimientos sustanciales de datos, que no siempre se encuentran disponibles. Para contrarrestar este obstáculo, es posible hacer uso de bases de datos globales o regionales sobre las diversas variables involucradas.
Entender mejor el ciclo hidrológico y las repercusiones de las actividades humanas y los eventos extremos en la respuesta hidrológica e hidráulica de las cuencas, acuíferos, corrientes y planicies, es fundamental para gestionar el riesgo de desastre por fenómenos hidrometeorológicos extremos y así, alcanzar la seguridad hídrica.
Por último, para incrementar el conocimiento de estos fenómenos, se necesita complementar las ramas cotidianas de la ciencia con otras disciplinas. Por ejemplo, el estudio de eventos complejos como las sequías e inundaciones, o sus combinaciones, con la hidrología forense.
Referencias
Aparicio Mijares, F.J. (2008). Fundamentos de hidrología de superficie. Editorial Limusa. México. ISBN-13:978-968-18-3014-4
Fedenkov, A. (2021). Sin nombre. [Fotografía]. Unsplash. https://unsplash.com/es/fotos/UL9oxnnd_6w
Gutierrez-Lopez, A. (2022). Methodological Guide to Forensic Hydrology. Water, 14(23). https://doi.org/10.3390/w14233863
Hurst, R. W. (2007). An overview of Forensic Hydrology. Southwest Hydrology, 16–17.
Lischeid, G., Balla, D., Dannowski, R., Dietrich, O., Kalettka, T., Merz, C., Schindler, U., & Steidl, J. (2017). Forensic hydrology: what function tells about structure in complex settings. Environmental Earth Sciences, 76(1). https://doi.org/10.1007/s12665-016-6351-5
Loáiciga, H. A. (2001). Flood damages in changing flood plains: A forensic-hydrologic case study. Journal of the American Water Resources Association, 37(2), 467–478. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2001.tb00982.x
Ramírez Orozco, A. I. (2015). Análisis forense en hidrología. H2O Gestión del Agua, 8, 40–45.
Ramírez Orozco, A. I., & Herrera Lozano, L. A. (2016). Forensic hydrology. En Forensic Analysis-From Death to Justice. IntechOpen. http://dx.doi.org/10.5772/64616
Tegos, A., Ziogas, A., Bellos, V., & Tzimas, A. (2022). Forensic Hydrology: A Complete Reconstruction of an Extreme Flood Event in Data-Scarce Area. Hydrology, 9(5). https://doi.org/10.3390/hydrology9050093
Wilkens, J. (2020). Levee Maint Road, Vicksburg, MS, USA. [Fotografía]. Unsplash. https://unsplash.com/es/fotos/bGuTCF7QRa4