Metodología para la incorporación del cambio climático en el análisis de eventos extremos de precipitación aplicado al diseño de obras hidráulicas

Abstract

Los eventos de precipitación de junio y agosto de 2023 ocurridos en la zona central de Chile tuvieron como consecuencia la inhabilitación de caminos y rutas tanto viales como ferroviarias, lo que produjo pérdida en la conectividad regional e interregional. Lo anterior sugiere la necesidad de mitigar los impactos y adaptar la infraestructura para que presente una mayor resiliencia ante estos eventos hidrometeorológicos. Frente a la falta de lineamientos de diseño de infraestructura hidráulica que incorporen el contexto clima cambiante, el presente trabajo apunta a proponer una metodología para la incorporación de esta variable en la obtención de caudales de diseño para eventos extremos de precipitación y crecidas pluviales. Bajo esta metodología se estudian los eventos máximos anuales de manera independiente para luego analizar los caudales máximos instantáneos calculados mediante el método del Hidrograma Unitario Sintético. Para cada evento se estima la línea de nieve y por consiguiente, el área pluvial aportante que tendrá la cuenca; a su vez, se selecciona según la acumulación de precipitación en los días previos una condición antecedente de humedad propia del evento y con el método de la curva número, se estima la precipitación efectiva de este. Para evaluar la metodología, se estudia el diseño de una obra vial de cruce en la cuenca del Río Colina, de régimen pluvio-nival, en el sector norte de la Región Metropolitana. Se analiza la metodología propuesta con otras dos técnicas de obtención de caudales. Uno es el tradicionalmente utilizado por las agencias gubernamentales, seguido por un enfoque donde se incorpora el impacto de la línea de nieve. Las metodologías se aplican con la data del caso histórico y con series de datos de modelos climáticos en distintas ventanas de tiempo en un escenario pesimista de emisiones de gases efecto invernadero (SSP5-8.5). Se trabaja con caudales de diseño para un periodo de retorno de 25 años correspondientes a la obra estudiada y se comparan 2 ven-tanas de tiempo, para futuro cercano y lejano, obteniendo que mediante la metodología propuesta se captura el aumento de caudales de un 50 a 95% versus la metodología tradicional que en ventanas futuras solo proyecta un aumento de caudales de alrededor del 10%. Finalmente, se destaca la relevancia que la metodología propuesta le otorga a la variabilidad del área pluvial aportante en un contexto donde la temperatura global se eleva y en consiguiente también la altitud de la línea divisoria de precipitación líquida y sólida. Como próximos desafíos está el ajustar para cada evento la distribución horaria de los pulsos de precipitación incidentes en los caudales máximos instantáneos y analizar posibles cambios en la condición del suelo a futuro.