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Aragón

los ríos y su gestión

¿Cuánto le cuesta a una gota de agua bajar por el Ebro hasta el mar?

La velocidad con la que fluyen los ríos está condicionada por multitud de factores, pero la CHE es capaz de estimar los tiempos de tránsito tanto durante las avenidas como en situaciones de caudales medios. Lo más habitual es que en el Ebro y en afluentes como el Aragón o el Cinca la corriente circule a unos 4,5 km/h.

El Ebro, a su paso por la localidad zaragozana de Cinco Olivas. En situación de caudales medios, una gota de agua tarda unos cinco días y medio en llegar de Fontibre a Zaragoza y unos nueve días en llegar al mar en Amposta.
El Ebro, a su paso por la localidad zaragozana de Cinco Olivas. En situación de caudales medios, una gota de agua tarda unos cinco días y medio en llegar de Fontibre a Zaragoza y unos nueve días en llegar al mar en Amposta.
José Miguel Marco

¿Cuánto tarda una gota de agua en fluir por el Ebro desde su nacimiento hasta el Mediterráneo? ¿Y en bajar por el Gállego desde las inmediaciones del Portalet hasta su desembocadura en el Ebro? ¿A qué velocidad media circula la corriente por el Cinca? ¿Y por el Jalón?

La respuesta a estas preguntas depende de multitud de factores, pero la Confederación Hidrográfica de Ebro puede estimar esos tiempos de tránsito gracias al Sistema de Ayuda a la Decisión (SAD) y al Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH), las dos herramientas con las que la CHE gestiona los cerca de 5.000 kilómetros de cauces principales que hay en toda la cuenca.

“En una situación de caudales medios, el viaje del agua desde Fontibre hasta Amposta dura unos nueve días, mientras que llegar hasta Zaragoza le cuesta unos cinco días y medio”, explica el técnico del SAD Guillermo Pérez. “En cambio, en tres de los principales afluentes pirenaicos, el Aragón, el Gállego y el Cinca, el tránsito desde el nacimiento hasta la desembocadura en el Ebro o en el Segre suele durar más o menos lo mismo: casi dos días”. En el Ésera y el Ara, dos cauces todavía más cortos, esos tiempos se reducen a 'solo' 22 y 15 horas, respectivamente.

En todos esos ríos de la margen izquierda, la velocidad media que suele llevar la corriente se acerca mucho a los 4,5 km/h. Por el contrario, en la margen derecha el Jalón va más lento: lo habitual es que el agua fluya a unos 3,5 km/h y tarde algo menos de tres días en circular desde su nacimiento hasta el Ebro. Por su parte, el Guadalope 'baja' a unos 4 km/h y completa todo su curso en dos días.

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En cualquier caso, Pérez insiste en que se trata de tiempos “aproximados” calculados para los caudales más habituales en cada uno de esos ríos. “La respuesta más correcta a la pregunta de cuánto tiempo le cuesta a una gota de agua ir desde el nacimiento del Ebro hasta el mar es 'depende', porque prácticamente se puede decir que la duración de ese viaje es distinta para cada una de las gotas de agua que bajan por el río”, aclara este técnico.

La influencia del hombre: embalses y consumos

“Si echásemos un cubo de agua en Fontibre y fuera posible seguir el recorrido de cada una de esas gotas comprobaríamos que no todas llegarían al mar y que las que sí, desembocarían en el Mediterráneo por separado y en momentos distintos”, recuerda por su parte el jefe del área de Gestión de Recursos en Explotación de la CHE, Mario Carreras. “La duración y el recorrido del trayecto depende de multitud de condicionantes”.

Por un lado, los ríos de la cuenca del Ebro están regulados mediante embalses y son utilizados para atender distintas demandas de agua: el consumo humano, el riego agrícola, el abastecimiento del ganado, los usos industriales...

De esta forma, y volviendo al ejemplo del cubo, una parte de las gotas que se echaran al río en Fontibre podrían quedar almacenadas temporalmente en el embalse del Ebro y otra parte podría derivarse hacia Santander y la costa cántabra a través del bitrasvase Pas-Besaya.

Además, algunas de las gotas que siguieran su camino río abajo fluirían directamente hasta el Mediterráneo, pero otras podrían derivarse por el Canal Imperial, el de Tauste o el de Lodosa y acabarían regando los campos de algún municipio ribereño; o quedarían almacenadas durante otro periodo de tiempo indefinido en el embalse de Mequinenza o en el de Ribarroja; o serían captadas por las bombas de alguno de los municipios que se abastecen directamente del río y saldrían por el grifo de un vecino...

Como se ve, las alternativas son múltiples, y además pueden combinarse entre sí de muchas formas. Sin embargo, incluso en la hipótesis de que el Ebro y sus afluentes fueran cauces totalmente vírgenes que no se vieran influidos ni lo más mínimo por el hombre, el recorrido de una gota de agua que fluyera libre por el río seguiría dependiendo de numerosas circunstancias que hacen que cada trayecto hasta el mar sea único.

Los factores naturales

Hay que tener en cuenta que un porcentaje del caudal que llevan los ríos acaba recargando los acuíferos aluviales, lo que supone otra forma de almacenamiento temporal, y que otra parte muy importante acaba volviendo a la atmósfera por evaporación directa o a través de la transpiración de las plantas. “La gente puede pensar que toda el agua se consume o llega al mar, pero nada más lejos de la realidad: se estima que de cada 100 litros de lluvia que caen en la cuenca del Ebro solo unos 20 llegan al mar. Los otros 80 desaparecen por el camino, básicamente se evaporan”, destaca Carreras.

La velocidad con la que circula el agua depende de cuestiones que permanecen más o menos fijas como la pendiente del terreno (a mayor pendiente, mayor velocidad) o la sinuosidad del curso del río (en línea recta el agua va más rápida que cuando traza curvas y meandros). “En realidad, ni siquiera la pendiente y el curso son fijos, ya que continuamente experimentan cambios geomorfológicos provocados por la dinámica fluvial. De hecho, los grandes episodios de crecidas provocan cambios mayores y mucho más bruscos”, apunta la jefa del área de Hidrología de la CHE, María Luisa Moreno.

En cualquier caso, la mayoría de los factores que condicionan la velocidad del agua son totalmente variables: el caudal (a mayor caudal, mayor velocidad); la anchura del cauce (a mayor anchura, menor velocidad); la profundidad (cuanta más cercanía al fondo, más rozamiento y menor velocidad); la propia rugosidad del lecho (a mayor fricción, menos velocidad); la estación del año (en otoño y en invierno en el cauce hay mucha menos vegetación, por lo que el agua encuentra menos obstáculos y fluye más rápido); la intensidad y la dirección del viento (si sopla fuerte puede frenar o acelerar la velocidad de la corriente)...

Todos estos factores influyen de forma distinta en función de la 'posición' que ocupe en el río cada gota de agua, de forma que en cada una de las cuadrículas en las que se divide la sección de un cauce la velocidad del agua es diferente. "Como norma general, en el 'centro' del río la velocidad de la corriente es mayor, mientras que en las zonas más próximas a las orillas, al fondo o a la superficie existe más rozamiento y la corriente se frena", señala Moreno.

Representación gráfica de una medición de caudales realizada en el puente de Santiago de Zaragoza. En ese momento el Ebro pasaba por la ciudad con 1.404 m3/s. Las cuadrículas rojas y naranjas, las del centro del río, muestran las zonas del cauce en las que el agua fluía a mayor velocidad (entre 10 y 15 km/h); las amarillas, las de velocidad intermedia; y las azules y verdes, las de velocidad más baja.
Representación gráfica de una medición de caudales realizada en el puente de Santiago de Zaragoza. En ese momento el Ebro pasaba por la ciudad con 1.404 m3/s. Las cuadrículas rojas y naranjas, las del centro del río, muestran las zonas del cauce en las que el agua fluía a mayor velocidad (entre 10 y 15 km/h); las amarillas, las de velocidad intermedia; y las azules y verdes, las de velocidad más baja.
CHE

Las particularidades de las avenidas

Por si fuera poco, esta amplísima casuística se complica todavía más durante las avenidas, sobre todo si son extraordinarias, ya que el caudal que lleva el Ebro desborda el cauce habitual del río y se expande por la llanura de inundación sumando nuevos factores que deben tenerse en cuenta para calcular a qué velocidad avanza el agua.

El salirse de su cauce natural e inundar las zonas agrícolas, la anchura del Ebro se amplía y eso ralentiza la avenida. En ese proceso también intervienen los acuíferos conectados con el río, que normalmente absorben parte de toda esa agua funcionando como una especie de 'embalse natural' pero que se pueden comportar de manera distinta cuando ya están saturados y no pueden absorber más agua.

También puede suceder que, al confluir dos ríos en situación de avenida, la capacidad de desagüe del cauce aguas abajo de ese punto se vea superada y eso provoque que la zona afectada se comporte como otro pequeño embalse que va subiendo su nivel porque no es capaz de dar salida a toda el agua que le aportan el cauce principal y su afluente.

Todos estos factores influyen de una u otra forma durante las avenidas. Por ejemplo, la CHE tiene comprobado que en el tramo del Ebro que discurre entre Castejón y Zaragoza a partir de los 1.000 m3/s de caudal la velocidad de las riadas se va reduciendo progresivamente conforme aumenta el volumen de agua.

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A pesar de toda esta enorme complejidad, la Confederación Hidrográfica del Ebro hace estimaciones de los tiempos de tránsito del agua sobre todo durante las avenidas, pero también en épocas de caudales medios. ¿Cómo lo logra? Midiendo y registrando lo sucedido en episodios históricos, aprendiendo de ellos y utilizando modelos de simulación hidráulica.

El SAIH y el SAD, dos herramientas fundamentales

“Lo primero es posible gracias al Sistema Automático de Información Hidrológica, el SAIH, que dispone de cerca de mil estaciones distribuidas por toda la cuenca que cada 15 minutos toman unos 10.000 datos sobre lo que está sucediendo en los ríos y en las infraestructuras hidráulicas”, explica Pérez. “De lo segundo se encarga el Sistema de Ayuda a la Decisión, el SAD, un sistema informático de modelización hidrológica e hidráulica capaz de hacer predicciones sobre el caudal que va a circular por los 5.000 kilómetros de cauces principales de la cuenca”.

Esas predicciones son fundamentales para que la CHE pueda lanzar alertas tempranas y activar planes de protección que minimicen los efectos de las grandes riadas.

Los modelos del SAD se alimentan de todos los datos que va recibiendo el SAIH prácticamente en tiempo real: previsiones meteorológicas, lluvias caídas en cada zona de la cuenca del Ebro, caudales medidos en los cauces, maniobras en los embalses... Con toda esa información, el Sistema de Ayuda a la Decisión es capaz de estimar de manera aproximada cuánta agua va a llegar a los ríos y cómo se va a propagar por la red fluvial.

Los cerca de 10.000 datos que las estaciones del SAIH recogen cada 15 minutos se reciben en el centro de proceso de datos, situado en Zaragoza, en la sede de la CHE.
Los cerca de 10.000 datos que las estaciones del SAIH recogen cada 15 minutos se reciben en el centro de proceso de datos, situado en Zaragoza, en la sede de la CHE.
José Miguel Marco

Normalmente, el SAD utiliza modelos unidimensionales veloces en sus cálculos, un requisito imprescindible en cualquier sistema de predicción en tiempo real. Sin embargo, esa obligada simplificación provoca que no modelicen correctamente las grandes avenidas en las que se producen importantes desbordamientos del cauce, como sucede por ejemplo en los tramos bajos de los grandes afluentes o en el tramo medio del Ebro.

Para este tipo de tramos fluviales son mucho más adecuados los modelos bidimensionales, que a diferencia de los unidimensionales necesitan grandes tiempos de cálculo y por eso hasta ahora no se han podido utilizar. No obstante, actualmente la CHE y el Grupo de Hidráulica Computacional de la Universidad de Zaragoza están trabajando en un proyecto piloto para crear un modelo bidimensional del tramo medio del Ebro que siga proporcionando predicciones en un periodo de tiempo razonable y que al mismo tiempo permita introducir nuevas variables sobre cómo se van a comportar las avenidas cuando desbordan el cauce y se extienden por la llanura de inundación.

“El objetivo, una vez desarrollado ese nuevo modelo bidimensional, es integrarlo en el SAD para lograr unas predicciones más precisas de los caudales esperados y de los tiempos de llegada de las puntas de las avenidas”, destaca Pérez.

Estudios de inundabilidad y mapas para prevenir los daños

En lo que la Confederación Hidrográfica del Ebro ya aplica los modelos bidimensionales es en la realización de los estudios de inundabilidad, los trabajos con los que el organismo de cuenca está caracterizando las áreas por las que los ríos se desbordan durante las grandes avenidas.

“Además de tener previsiones sobre cuánto caudal va a pasar por un punto y en qué momento se va a alcanzar el nivel máximo, para nosotros también resulta fundamental conocer hasta dónde va a llegar el agua cuando se salga del cauce”, recuerda Moreno. “Solo así podemos elaborar mapas de peligrosidad y de riesgo que permitan predecir los posibles daños y tomar medidas para minimizarlos”.

Los mapas de peligrosidad que está elaborando la CHE dentro del segundo ciclo de aplicación de la directiva europea sobre inundaciones expresan la posibilidad de que una determinada zona se inunde en términos de probabilidades. Por su parte, los mapas de riesgo muestran qué tipo de daños se producirán para cada escenario de inundación, ya que no es lo mismo un área agrícola que una zona residencial. Tanto unos como otros saldrán en breve a exposición pública.

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