Análisis experimental y caracterización de pavimentos porosos y su respuesta hidrológica

El extenso uso de pavimentos impermeables trae consigo, sobre todo en áreas de un importante desarrollo urbano, considerables problemas en la evacuación de las aguas lluvias. El uso indiscriminado de estas estructuras en áreas urbanas, disminuye notoriamente la capacidad de recarga natural de agua en los terrenos, e incrementa de forma considerable el volumen y el caudal del escurrimiento superficial, aumentando el riesgo de provocar inundaciones. Además, cuando el agua de las lluvias escurre, arrastra consigo materiales sólidos y contaminantes depositados en calles y estacionamientos. Una de las alternativas posibles para la remediación de esta problemática es el uso de pavimentos porosos. Lamentablemente, en nuestro país no se ha extendido la aplicación de estas tecnologías que conllevan importantes beneficios económicos y ambientales, entre los cuales pueden citarse la mejora en la calidad de los efluentes pluviales, la flora arbórea urbana más longeva y mejor desarrollada, la reducción del efecto de “isla térmica” en las grandes ciudades, la reducción notable de la contaminación acústica, el aumento de la seguridad vial, y reducción de costos, considerando integralmente el sistema vial y el sistema de drenaje pluvial. Los beneficios ambientales descriptos justifican plenamente su amplio uso en los países desarrollados. Como objetivo principal se plantea caracterizar experimentalmente el comportamiento hidrológico-ambiental de pavimentos porosos que puedan ser fabricados con materiales y tecnología local, e inferir los posibles beneficios que su uso pudiera acarrear en el medio ambiente. Como metodología se propone el estudio teórico-experimental, desde la tecnología de los materiales, en el diseño y conocimiento de las propiedades en estado fresco y endurecido y en la durabilidad de hormigones porosos elaborados con materiales locales. Para la caracterización hidrológica se fabricarán parcelas de pavimento poroso, las cuales serán ensayadas mediante el uso de un microsimulador de lluvia, midiendo la intensidad de lluvia generada y el escurrimiento superficial resultante. Estos experimentos podrán repetirse para distintas intensidades de lluvia generada, la cual puede graduarse en el rango de 65 a 120 mm/h. A partir de los datos recopilados, podrán ajustarse parámetros hidrológicos que permitan describir el comportamiento de estas superficies, en comparación con la situación natural y la actual (pavimentos impermeables). Se ajustarán modelos de infiltración que permitan extrapolar en forma hipotética la situación a escalas mayores, y cuantificar preliminarmente los beneficios hidrológico-ambientales que produciría este tipo de tratamiento superficial en el ambiente urbano. Como resultados de este proyecto se espera obtener: una verificación de las posibilidades de los materiales locales, brindando bases evolucionadas para su empleo en la construcción; una metodología para caracterizar en forma preliminar la capacidad de infiltración de muestras reducidas de pavimento poroso; un sensor electrónico para automatizar las mediciones del microsimulador de lluvia; una metodología para caracterizar experimentalmente la capacidad de infiltración de los pavimentos porosos propuestos, basada en el uso del simulador de lluvia disponible en el Laboratorio de Hidráulica; un conjunto de resultados experimentales que posibiliten analizar el comportamiento hidrológico-ambiental de estas superficies; un conjunto de parámetros que permitan cuantificar la respuesta hidrológica de estos pavimentos y una estimación preliminar de los hipotéticos beneficios asociados al uso de estas tecnologías. Se considera que el Proyecto puede servir como puntapié inicial para el análisis de viabilidad, a nivel local, del uso de tecnologías de pavimentación novedosas en el país, pero con varias décadas de experiencia a nivel internacional. Los beneficios medioambientales asociados a los pavimentos porosos, justifican plenamente su investigación a nivel local.

Modelación hidrológica de cuencas y del impacto producido por los incendios en la zona serrana de la provincia de Córdoba.

En la zona central semiárida del país en general, y en particular en las sierras de Córdoba, resulta de vital importancia conocer el comportamiento de los caudales tanto en épocas de crecidas como en períodos de estiaje. Por otra parte, los incendios en la cobertura vegetal pueden considerarse como un factor de disturbio debido al fuerte impacto que ejercen sobre los componentes del sistema. En los últimos años esta problemática se ha convertido un escenario recurrente en el medio local. En este sentido, la modelación matemática hidrológica constituye una herramienta para la caracterización de los recursos hídricos, en crecidas y estiajes, y permite la evaluación objetiva de los cambios producidos en las respuestas del sistema ante distintos impactos. Se considera como objetivo principal la caracterización de los caudales en la zona serrana de la provincia, y la modelación numérica del impacto producido por los incendios en caudales de estiajes, de crecidas y en los procesos de erosión superficial. Para ello se plantean tres lineas de trabajo: •Desarrollo de un modelo hidrológico conceptual, distribuido, integrado (superficial y subterráneo) y continuo especialmente orientado a representar el comportamiento hidrológico de las cuencas de pequeña y mediana escala. •Implementación de un modelo hidrológico distribuido acoplado a un modelo de calidad de aguas y de producción de sedimentos, antes y después de la ocurrencia de un incendio hipotético. •Implementación de un modelo hidrológico continuo, desarrollado en el ámbito del Laboratorio de hidráulica, simulando el impacto de los incendios en el hidrograma de caudales diarios, en particular sobre los caudales de estiaje. Se espera obtener un software que permita la caracterización de los caudales en estiajes y en crecidas y considere integradamente los flujos superficiales y subterráneos. Se pretende evaluar objetivamente el impacto de los incendios en caudales de crecidas, en la producción de sedimentos y erosión superficial que ellos producen. Comparando la respuesta del hidrograma y el sedimentograma resultante a la distribución de las áreas incendiadas y generando mapas de riesgos en función de estos resultados para la cuenca de aplicación. También se espera adaptar el modelo continuo al caso de estudio seleccionado, y desarrollar una metodología para el ajuste de parámetros hidrológicos en base a la ocurrencia de incendios que pueda ser aplicada a las condiciones locales. Implementar dicho modelo e inferir el cambio en la recurrencia de los caudales extremos de estiaje. Resulta atractivo contar con una herramienta de desarrollo local adaptada a las condiciones hidrológicas de la región, dada la escasez relativa del recurso y su importancia estratégica en el desarrollo futuro. Además se considera que éste constituye un primer intento de modelar numéricamente el impacto producido por los incendios en la provincia de Córdoba. En el ámbito de este proyecto se realizarán tres tesis de maestría.

Utilización de información satelital y modelación hidrológica distribuida para el manejo integrado de recursos hídricos.

Cuantificar los componentes del ciclo hidrológico es una tarea crucial en el manejo de los recursos hídricos, especialmente ante escenarios de cambio climático en regiones semiáridas. Ante la escasa disponibilidad de datos, una serie de productos de observación de la Tierra obtenidos a partir de imágenes satelitales están disponibles actualmente para describir variables como evapotranspiración, precipitación, humedad del suelo, índices de vegetación, entre otros. Estos datos pueden ser utilizados como insumos en los modelos hidrológicos distribuidos espacialmente, los cuales permiten predecir caudales y calidad de agua a nivel de cuencas. Los modelos hidrológicos pueden luego ser aplicados a la gestión integral del agua, de manera de mejorar los sistemas de uso y distribución del agua. Los objetivos del presente trabajo de investigación son evaluar y probar la aplicabilidad de los productos satelitales seleccionados como datos de entrada en modelos hidrológicos distribuidos de cuencas de las Sierras Grandes de Córdoba, y utilizar estos modelos en actividades de gestión adaptativa sobre el manejo del agua ante incertidumbre climática.

Prevención de daños por crecientes en el área serrana (cuencas Río Suquía y de los Sauces)

El presente proyecto tiene como objetivo la prevención de daños por crecientes en áreas serranas; el mismo se desarrollará en forma trianual y esta conformado por tres subproyectos: 1) sistema de alerta temprana de crecidas; 2) modelación matemática e hidrológica y 3) caracterización y categorización de riesgo de inundación. Las acciones a llevarse a cabo comprenden: Ampliación de la red de mediciones telemétricas para cubrir el área de estudio. Desarrollo de un sistema de alerta a tiempo real. Ajuste y desarrollo de modelos matemáticos hidrológicos para pronóstico de crecidas a tiempo real y estudio de recurrencias de crecidas. Relevamiento geológico y geomorfológico a partir de fotografía aérea y satelital, para delimitar zonas de riesgo de inundaciones. Evaluación del riesgo inundación. Como resultado del desarrollo del proyecto se contará con elementos suficientes para plantear esquemas de prevención y protección de las zonas inundables en tres etapas cronológicas: Largo plazo: reglamentar el uso de la tierra aún no ocupada o poco ocupada. Mediano plazo: construir obras de protección contra crecidas. Corto plazo: organizar sistemas de alerta hidrológico, alarma y defensa civil. La integración de un equipo de profesionales y técnicos que componen el presente proyecto, constituye un desafío, a la vez de la oportunidad de poner a punto técnicas y metodologías que puedan ser empleadas exitosamente en áreas de mayor cobertura de la provincia.

Evaluación de los procesos-riesgo que afectan a la ciudad de Córdoba (primera parte)

La superficie de este proyecto abarca unos 2000 Km, comprendiendo no solo el Gran Córdoba, sino también sectores adyacentes al mismo. En toda la zona involucrada, desde la década del 40, viene desarrollándose un descontrolado proceso de urbanización que ha traído como consecuencia, la aparición de importantes situaciones de inestabilidad. Ante esta realidad, las investigaciones integrales del medio natural resultan imprescindibles para encarar la planificación territorial. Por ello en el proyecto se destaca al medio físico como la componente ambiental que más interactúa con la edificación e infraestructura, determinando gran parte de los problemas territoriales. A los fines de conocer los problemas generados por esta situación y, subsecuentemente, aportar en forma concreta y definitiva las correspondientes soluciones, se ha desarrollado el presente proyecto el cual constituye una investigación Aplicada (...) El desarrollo de Cartas Geotécnicas aplicadas, incluyendo las memorias técnicas y mapas temáticos correspondientes, constituyen una herramienta de aplicación del conocimiento que congrega métodos y técnicas procurando establecer "Unidades Territoriales Homogéneas" y formulando Directrices para la Ocupación de cada una de esas unidades. (...) El objetivo general del proyecto es por lo tanto la evaluación y caracterización integral: Geológica, Geotécnica e Hidrológica del área Urbana y Metropolitana de la ciudad de Córdoba. El objetivo científico-tecnológico es: el "Know-how" multidisciplinario para evaluaciones territoriales integrales orientadas a la Planificación Urbana y Aprovechamiento Integral de Recursos del Medio Físico. Como objetivos específicos dentro del marco Económico Social pueden mencionarse: * La orientación del proyecto tiende a satisfacer una necesidad del Estado en lo que hace a la planificación del territorio, proporcionando una completa información actualizada de los procesos y riesgos actuales y potenciales a que está expuesto el ambiente. Por lo tanto, se espera que mediante la prevención de una adecuada planificación se obtengan altos beneficios sociales y económicos. * Aportes al Ordenamiento Territorial abordando la interacción entre ocupación y medio físico, posibilitando del desarrollo de directrices de ocupación (Planos Directrices E 1:5000) y minimizando riesgos geoambientales. * Documentos Técnicos aplicados al cuidado y mejora de Recursos Paisajísticos de alta belleza escénica del área metropolitana de la ciudad de Córdoba.

Variabilidad paleoambiental desde el Último Máximo Glacial en la región Centro-Sur de Argentina: Paleocirculación atmosférica, variabilidad hidroclimática y dimensión humana. Palaeoenvironmental variability from the Last Glacial Maximum in the Central-Southern region of Argentina: Atmospheric Palaeocirculation, Hydroclimatic Variability and Human Dimension.

El proyecto tiene como propósito caracterizar la variabilidad de la paleocirculación atmosférica en las latitudes medias de Sudamérica, su efecto sobre la fluctuación hidroclimática regional y la vulnerabilidad humana frente a los cambios ocurridos desde el Ultimo Máximo Glacial/Holoceno. El enfoque inter y multidisciplinaro aquí planteado para analizar la varibiliad hidroclimática pasada, sus causas y consecuencias, es inédito para esta región del país. El mismo contempla: a) análisis de archivos climáticos sedimentarios con una aproximación de multi-indicadores (sedimentología, geoquímica, isótopos estables y radiogénicos, mineralogía, ostrácodos y moluscos); b) determinación de la dinámica actual y pasada del polvo atmosférico (PA) combinando mediciones in situ y en registros sedimentarios y c) análisis de restos óseos humanos y malacológicos en sitios arqueológicos.Se contempla: a) Efectuar análisis de multi-indicadores de registros climáticos naturales almacenados en sistemas lacustres de la región Pampeana (S. Ambargasta, Mar Chiquita, Pocho, Melincué, Lagunas Encadenadas del Oeste de Buenos Aires) y en secuencias loessicas para inferir la variabilidad de la circulación atmosférica desde el UMG; b) Ampliar la resolución temporal de las reconstrucciones climáticas para ventanas de tiempo seleccionadas; c) Analizar la señal geoquímica del registro sedimentario de fases climáticas contrastantes; d) Identificar la variabilidad temporal de la procedencia y de los procesos actuantes mediante análisis mineralógicos y geoquímicos; e) Analizar el ambiente actual para calibrar indicadores ambientales o proxies (isótopos, flujo de sedimentos, geoquímica, moluscos y ostrácodos) con el escenario climático contemporáneo; f) Analizar en conjunto los archivos climáticos para inferir patrones de paleocirculación atmosférica regional y g) Dilucidar estrategias adaptativas y la historia biológica de poblaciones humanas en la región central de Argentina durante fases climáticas diversas.Este proyecto aborda uno de los aspectos menos conocidos de las reconstrucciones paleoambientales, que está relacionado con rol del material eólico derivado del Hemisferio Sur y el impacto que genera sobre el ciclo regional del Carbono. A pesar que el sur de Sudamérica es una de las áreas claves para entender este aspecto, no se conoce de forma acabada la incidencia de los cambios ambientales sobre el flujo de PA o el efecto de futuros cambios climáticos y/o uso de la tierra.La actividad planteada tiene implicancias directas sobre múltiples disciplinas como las ciencias atmosféricas, geoquímica, sedimentología, paleoclimatologia y bioarqueología. Nuestros resultados permitirán mejorar el entendimiento del cambio climático regional, la dinámica del polvo y su rol como forzante del sistema climático, la variabilidad hidrológica presente y pasada y la respuesta por parte de las poblaciones humanas. Profundizar el estudio de los cambios paleoclimáticos y bioarqueológicos en la región permitirá analizar la variabilidad hidroclimática y determinar su relación con las situaciones de crisis y vulnerabilidad del pobamiento humano. Asimismo, la inferencia de cambios para períodos con mínima o sin influencia humana es una herramienta clave para mejorar el conocimiento de las fluctuaciones climáticas del área extratropical Sudamericana. Estos resultados permitirán analizar no sólo los mecanismos operados en el sistema climático pasado sino también aquellos factores que explicarían el gran cambio hidroclimático registrado desde 1970 cuyos efectos han impactado claramente sobre las actividades socio-económicos en la región central Argentina.