Las inundaciones rápidas son un peligro importante y creciente en todo el mundo, pero su intensidad y evolución son actualmente difíciles de seguir. Los sensores sísmicos, que ya existen para detectar terremotos, podrían detectar las inundaciones, controlar sus rápidos cambios y actuar como sistema de alerta temprana para minimizar los daños y salvar vidas, según una nueva investigación publicada en Geophysical Research Letters.
Muchas inundaciones en los valles fluviales se controlan mediante medidores fluviales, que pueden seguir de forma aproximada el nivel de agua de una inundación. Sin embargo, los medidores pueden ser escasos, se actualizan con poca frecuencia y corren el riesgo de ser arrastrados por una crecida.
Las estaciones sísmicas se instalan a una distancia segura de los arroyos y detectan no sólo las sacudidas del suelo debidas a los terremotos, sino también las vibraciones de las explosiones, los corrimientos de tierra, las tormentas y las inundaciones.
Las investigaciones anteriores sobre la vigilancia sísmica de las inundaciones se han limitado a detectar una inundación y seguir indirectamente su evolución, sobre todo en el caso de las inundaciones glaciares.
El nuevo estudio va un paso más allá, ya que utiliza las señales sísmicas para estimar la velocidad de la crecida, el nivel del agua y los escombros, explica Michael Dietze, autor principal del estudio y científico de la Universidad de Gotinga. "Este estudio allana el camino para la anatomía de las inundaciones en tiempo real, con valores que pueden ser utilizados por los socios" para proporcionar actualizaciones de riesgo en tiempo real, dijo Dietze.
Geophysical Research Letters es la revista de la AGU para investigaciones de formato corto y gran impacto con implicaciones inmediatas que abarcan las ciencias de la Tierra y el espacio.
Los investigadores reconstruyeron la fatal propagación de una desastrosa inundación de 2021 en Alemania, que mató a casi 200 personas. El equipo utilizó una estación sísmica existente cerca de la trayectoria de la inundación como herramienta de detección y seguimiento de la misma.
Estos datos sísmicos eran la única fuente sistemática de información cuantitativa sobre la evolución de la inundación, ya que las tres estaciones de nivel de agua existentes a lo largo del río principal fueron destruidas en un primer momento.
El equipo descubrió que el sismómetro ilustró la trayectoria de la crecida durante una hora, mientras las aguas surcaban el empinado y sinuoso valle del Ahr, al sur de Colonia. Combinando modelos matemáticos, los investigadores pudieron estimar la velocidad con la que se movía la riada, extraer información sobre la subida del nivel del agua y calcular la cantidad de escombros -como grava, coches y depósitos de aceite- que eran arrastrados por la riada.
La medición de la "huella sísmica" de una inundación -su magnitud, velocidad y trayectoria- en tiempo real podría utilizarse para la futura protección contra inundaciones, proporcionando la información necesaria para optimizar los modelos de comportamiento de las inundaciones para las iniciativas de alerta y rescate.
"Si el flujo de datos de esa estación hubiera estado disponible y se hubiera analizado como muestra ahora nuestra investigación, se habría dispuesto de información esencial en tiempo real sobre la magnitud y la velocidad de la inundación", dijo Dietze. "Dado que el 10% de la superficie de Europa es propensa a las inundaciones rápidas de los ríos confinados en los valles, quizá debamos empezar a pensar en nuevas formas de alerta temprana de inundaciones". La red actual de estaciones de nivel de agua no es suficiente para estar adecuadamente preparados para futuros acontecimientos".
Dietze y sus colegas trabajan actualmente en un plan para identificar más zonas con riesgo de inundación y equiparlas con pares de sismómetros de "torre de vigilancia" de bajo coste. El uso de dos o más sensores sísmicos, en lugar de un solo sensor como en el estudio, proporcionaría a los científicos una información más sólida, dijo Dietze. La instalación de estas "torres de vigilancia" costaría una fracción del porcentaje de los daños causados por futuras inundaciones, según los investigadores.
"La catastrófica inundación que asoló el Ahrtal en Alemania en julio de 2021 reveló a los residentes, los políticos, los servicios de emergencia y los científicos lo mucho que tenemos que aprender para mejorar los actuales sistemas de alerta de inundaciones", dijo Dietze.