El IIAMA desarrolla una herramienta innovadora para diseñar ciudades más resilientes ante lluvias torrenciales

El régimen pluviométrico en la región mediterránea, con lluvias torrenciales que pueden alcanzar intensidades de hasta 100 mm/h, o superiores, en apenas una hora, plantea importantes desafíos para el diseño y funcionamiento de los sistemas urbanos de drenaje e infraestructuras hidráulicas. Estos episodios extremos, cada vez más frecuentes debido al cambio climático, pueden colapsar infraestructuras existentes, generando riesgos para la población y elevados costes económicos.

En este contexto, la investigadora Rosario Balbastre Soldevila ha desarrollado una innovadora metodología en su tesis doctoral titulada ´Síntesis de episodios convectivos torrenciales de lluvia mediante tormenta de diseño analítica para aplicaciones en hidrología urbana´, dirigida por Ignacio Andrés Doménech y Rafael García Bartual, investigadores del IIAMA. El trabajo se centra en la mejora de la estimación y aplicación práctica de la tormenta de diseño Gamma de 2 Parámetros (G2P), un modelo sintético desarrollado específicamente para representar con precisión los episodios de lluvia convectiva característicos del clima mediterráneo.

“Esta tormenta permite representar con mayor precisión la distribución temporal de los eventos convectivos extremos que afectan cada vez con más frecuencia a zonas urbanas como la Comunitat Valenciana”, explica la autora. De hecho, una de las principales aportaciones de la tesis ha sido poder establecer varias formas alternativas para estimar la tormenta G2P, en función de la información disponible en el punto de interés. De este modo, es posible estimar la tormenta G2P a partir de bases de datos pluviométricas regionales, sin necesidad de analizar registros de alta resolución temporal, no siempre disponibles.

Prepararse para el futuro climático

En un escenario de cambio climático, donde las proyecciones anticipan un incremento en la frecuencia e intensidad de las lluvias convectivas en el área mediterránea a consecuencia del aumento de la temperatura superficial del mar, la metodología desarrollada adquiere un valor estratégico. “La investigación ofrece una herramienta robusta y fácilmente actualizable con nuevas bases de datos o proyecciones climáticas, lo que la convierte en un instrumento clave para diseñar ciudades más resilientes”, destacan los directores de tesis, Ignacio Andrés Doménech y Rafael García Bartual. El enfoque planteado permite incorporar múltiples estructuras temporales de lluvia en los modelos hidrológicos, lo cual resulta crucial en entornos urbanos muy impermeables, donde los tiempos de concentración son cortos y el riesgo de inundación es elevado.

Un diseño hidrológico más realista

“Gracias a una relación analítica encontrada entre el índice de precipitación intensa y el parámetro de forma de la tormenta, la tormenta G2P se puede definir completamente mediante su formulación analítica compacta basada en dos parámetros, lo que simplifica su implementación en estudios de hidrología urbana”, explica la investigadora del IIAMA. Además, la posibilidad de asociar varias familias de tormentas a un mismo período de retorno permite adaptar el diseño a distintos elementos del sistema de drenaje urbano, como tanques de tormenta o soluciones basadas en la naturaleza, mejorando así su eficacia frente a diferentes formas de precipitación. Esta innovación supone un avance notable en el campo de la hidrología urbana.

“El modelo G2P no solo reproduce de manera más realista las lluvias extremas, sino que permite adaptar mejor diferentes infraestructuras, desde tanques de tormenta hasta sistemas urbanos de drenaje sostenible”, donde el volumen de precipitación puede jugar un papel importante, destaca la autora principal. La tesis también ha desarrollado un mapeo geoestadístico de los parámetros de la tormenta en la Comunitat Valenciana, lo que aporta una base técnica sólida y directamente aplicable para gestores y planificadores urbanos ante fenómenos meteorológicos extremos. Esta cartografía permite un diseño más preciso y adaptado a las condiciones locales, considerando factores como la duración, el volumen total y la estructura temporal de la lluvia.

Una aportación original con aplicación directa

A diferencia de otros estudios centrados en estadísticas de precipitación máxima diaria, esta tesis presenta una herramienta con aplicación directa en el diseño hidráulico. Este enfoque mejora notablemente la utilidad de los resultados en el ámbito de la hidrología urbana. La metodología ha sido validada con datos reales de un sistema de drenaje urbano de la Comunitat Valenciana y ha demostrado un comportamiento más adecuado al régimen pluviométrico mediterráneo frente al empleo de otras tormentas sintéticas disponibles en la literatura. Además, se ha aplicado con éxito a fuentes como la publicación Máximas lluvias diarias en la España Peninsular, actualmente en proceso de actualización, lo que permitirá recalibrar fácilmente los parámetros de la tormenta G2P cuando se publiquen nuevas versiones que incluyan un mayor número de datos. “El valor añadido de esta investigación es su utilidad inmediata: permite mejorar los diseños hidráulicos con información regional existente y optimizar la respuesta de nuestras ciudades frente a lluvias intensas”, concluye Rosario Balbastre.