memoria taller hidrologia ciifen 2010

Organización Meteorológica Mundial – OMM

Centro Internacional para la Investigacióndel Fenómeno de El Niño – CIIFEN

MEMORIAS TÉCNICAS

Taller Regional para la Integración de los Pronósticos Estacionales con la InformaciónHidrológica para los sectores vinculados al agua en el Oeste de Sudamérica

© Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El Niño (2010)

Se permite reproducir y comunicar esta obra siempre y cuando se cite la fuente de manera correcta y no sea utilizada para fines comerciales.

Grupo Editorial:Dr. Claudio CaponiDr. Affonso MascarenhasOce. Rodney MartínezIng. Alexandra Rivadeneira

Concepto e ilustración de portada:Ing. Alexandra Rivadeneira

Diagramación e Infografías:Dis. Fabián Cordero / Gráficas Hernández

Impresión:Gráficas Hernández

Para citar la publicación completa:Memorias Técnicas del Taller: Integración de los Pronósticos Estacionales con la Información Hidrológica para los sectores vinculados al agua en el Oeste de Sudamérica. CIIFEN, 2009.

ISBN: 978-9978-9934-2-2

Estas Memoria Técnicas, han sido elaboradas por el Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El Niño, con las contribuciones de los expertos que participaron en el Taller Regional de Integración de los Pronósticos Estacio-nales con la Información Hidrológica para los sectores vinculados al agua en el Oeste de Sudamérica, realizado en Enero del 2010 y financiado por la Organiza-ción Meteorológica Mundial –OMM.

La Organización Meteorológica Mundial (OMM) es un organismo especializado de las Naciones Unidas y su portavoz autorizado acerca del estado y el compor-tamiento de la atmósfera terrestre, su interacción con los océanos, el clima que produce y la distribución resultante de los recursos hídricos.

Desde sus comienzos, la OMM ha alentado a la comunidad internacional a que mejore su comprensión de todo lo relacionado con el tiempo, el clima y el agua. La OMM dispone de un mecanismo único para el intercambio oportuno de datos, información y productos.

Contribuye significativamente al desarrollo sostenible, a la reducción de la pér-dida de vidas y bienes ocasionada por los desastres naturales relacionados con el tiempo, el clima y el agua, así como a la protección del medio ambiente y del clima mundial para las generaciones presentes y futuras.

A través de sus Miembros, la OMM proporciona pronósticos y alertas tempranas a los países, los sectores económicos y al público en general, que ayudan a prevenir desastres y atenuar sus efectos, salvar vidas y reducir los daños mate-riales y medioambientales mediante una mejor gestión de los riesgos.

El Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El Niño (CIIFEN) contribuye a la reducción de desastres ocasionados por El Fenómeno de El Niño/La Niña la Variabilidad y el Cambio Climático. Coordinador de diversas redes científicas a escala regional y extra regional, contribuye en la generación de pronósticos de Alerta Temprana y herramientas tecnológicas que coadyuven al fortalecimiento de los servicios de información climática y su aplicación en Latinoamérica y el mundo.

Su misión es promover, complementar y emprender, proyectos de investigación científica y aplicada, necesarios para mejorar la comprensión y alerta temprana del ENOS (El Niño Oscilación del Sur), la variabilidad climática y el cambio cli-mático a fin de contribuir en la reducción de sus impactos socio-económicos y generar bases sólidas para la generación de políticas de desarrollo sustentable, ante los nuevos escenarios climáticos existentes.

i

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

9

11

13

17

21

27

29

35

39

47

49

53

55

61

ÍNDICE

DESCRIPCIÓN

Introducción

INICIATIVAS EN GESTION DE RECURSOS HÍDRICOS

La perspectiva de la OMM

El proyecto regional HYBAM en la Cuenca Amazónica y su extensión a la Costa del Pacífico. IRD

Gestión de Riesgo Climático e Hídrico en el IRI

Contribución del Programa Hidrológico Internacional de UNESCO para el sector agua en la Región de Latinoamérica

Contribución del CIIFEN para la Gestión de Riesgo Climático enSudamérica

El Centro de Aguas y Desarrollo Sustentable (CADS) en la ESPOL

El Niño y su impacto en el sector eléctrico de Colombia. Centro Nacional de Despacho

CAPACIDADES INSTITUCIONALES

Pronóstico Estacional Hidrológico – Elaboración y Aplicación: La expe-riencia de Nueva Zelanda

Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología INAMEH-Venezuela

Metodología para la elaboración del pronóstico estacional de Venezuela SEMETAVIA-Venezuela

Capacidades actuales en el pronóstico hidrológico y la predicción hi-drológica a corto y mediano plazo para el territorio Colombiano. IDEAM-Colombia

12

13

14

15

16

17

18

Avances en la implementación de modelos numéricos para la elabora-ción de pronósticos estacionales. INAMHI-Ecuador.

Pronóstico de caudales de ingreso al embalse Amaluza en la central hidroeléctrica Paute. INAMHI-Ecuador

Capacidades del SENAMHI en temas hidrológicos. SENAMHI –Perú

Servicio Nacional del Meteorología e Hidrología. SENAMHI –Bolivia

NECESIDADES DE INFORMACIÓN

Vinculando las necesidades sectoriales con la disponibilidad hídrica en la región. ANA - Brasil

Necesidad de Servicios Hidrológicos para el sector abastecimiento de agua y saneamiento. GTZ –PROAPAC –Bolivia

Necesidades de información para la administración del recurso agua en Chile. Dirección Meteorológica de Chile

PLAN DE ACCIÓN REGIONAL

Plan de Acción Regional para la Integración de los pronósticos estacio-nales con la información hidrológica en los sectores vinculados al agua para el Oeste de Sudamérica

ANEXOS

Anexo A: Lista de Participantes

65

71

75

79

83

85

97

103

107

109

111

113

ÍNDICE

MEMORIAS TÉCNICAS

9

La Tercera Conferencia Mundial del Clima, organizada por la Organiza-ción Meteorológica Mundial (OMM) del 30 de agosto al 04 de Sep-tiembre del 2009, produjo como uno de sus principales resultados, las recomendaciones clave para la aplicación del Marco Global para los Servicios Climáticos (GFCS). Una de las recomendaciones soli-

cita medidas para adaptar productos adecuados para los sectores estratégicos de desarrollo y fomentar las sinergias entre las diferentes comunidades para lograr este objetivo. El enfoque interdisciplinario es un requerimiento inevitable para poder alcanzar a los usuarios finales y proveerles con la información de tiempo, clima y agua, con los cuales se puede llegar a mejores decisiones.

La región del Oeste de América del Sur ha desarrollado a través de los Servicios Meteorológicos de: Bolivia, Chile Colombia, Ecuador, Perú yVenezuela, y en coor-dinación con el Centro Internacional para la Investigación del Fenómeno de El Niño (CIIFEN), una red institucional operacional que proporciona servicios cli-máticos adaptados para los sectores agrícola y gestión de riesgo de la región. Además ellos están vinculados de manera muy cercana con el Sistema Regional de Pronósticos, implementado y consolidado a través del Foro de Perspectivas Climáticas de la Costa Oeste de Sudamérica apoyado por la Organización Meteo-rológica Mundial (OMM) y coordinado por CIIFEN.

Durante la década de 1990, la predicción estacional ha madurado notablemen-te, alcanzando un alto nivel de calidad en particular, en áreas influidas por el es-tado del Pacífico Tropical, basado en predicciones de la Temperatura Superficial del Mar y la variabilidad del ENSO. En cuanto a los pronósticos climáticos basa-dos en modelación estadística se han logrado mejoras significativas. De igual forma se ha progresado en la capacidad de previsión a través de modelación dinámica. Sin embargo, los errores de los modelos y de inicialización, siguen li-mitando la calidad de las previsiones y el límite de la predictibilidad aún no se ha alcanzado. A pesar de estos problemas, el pronóstico estacional se ha aplicado con relativo éxito en escalas de tres meses en la predicción de la temperatura máxima, mínima y precipitación. Estas predicciones se utilizan para elaborar mapas de riesgo agro-climático en áreas específicas del Oeste de Sudamérica. Las predicciones hidrológicas estacionales serán de gran ayuda para la gestión de recursos hídricos, preparación para las inundaciones, la sequía y sus efec-tos, la planificación energética y muchos otros sectores relacionados.

Algunas de nuestras experiencias en la Costa Oeste de Sudamérica, nos han permitido aprender y entender las asimetrías entre las diferentes instituciones sobre los datos disponibles, su calidad, los actuales sistemas de observación, las limitaciones institucionales, la falta de recursos humanos, etc. Por otra parte, las demandas de los gobiernos sobre los Servicios Meteorológicos e Hi-drológicos han aumentado con el tiempo como consecuencia de las presiones

INTRODUCCIÓN

TALLER REGIONAL PARA LA INTEGRACIÓN DE LOS PRONÓSTICOS ESTACIONALES CON LA INFORMACIÓN HIDROLÓGICA PARA LOS SECTORES VINCULADOS AL AGUA EN EL OESTE DE SUDAMÉRICA

10

sociales y económicas como la pobreza extrema, la seguridad alimentaria, la degradación ambiental en las grandes cuencas fluviales, los conflictos del agua, la competitividad en los sectores de desarrollo etc.

La plataforma institucional existente en la Costa Oeste de Sudamérica, ofrece una oportunidad muy especial para iniciar con éxito un proceso hacia la inte-gración de estos sistemas operativos zona nivel regional y nacional con otros componentes estratégicos tales como la predicción hidrológica y la gestión in-tegrada de recursos hídricos.

Las economías de los países de la Costa Oeste de Sudamérica son extremada-mente dependientes de sectores tales como agricultura, energía y recursos hí-dricos. Además, la aparición de eventos extremos severos tiene consecuencias directas en el acceso hídrico, distribución y uso, produciendo pérdidas econó-micas y conflictos sociales que conducen a aumentar la pobreza, los problemas de saneamiento, la malnutrición y la inseguridad alimentaria. Diversos provee-dores de servicios en los sectores hídricos se beneficiaran si, sobre la base de los Foros Climáticos que se desarrollan regularmente en la región, los Servicios Hidrológicos desarrollan perspectivas hidrológicas en sus respectivas jurisdic-ciones y cooperan entre ellos en el desarrollo de las predicciones hidrológicas en los ríos transfronterizos.

Este tipo de esfuerzos demanda un mutuo intercambio de conocimientos entre las comunidades disciplinarias involucradas. Este taller Regional tiene como objetivo iniciar el proceso en la región e identificar los socios claves, las necesi-dades que deben abordarse, las oportunidades y acciones a emprenderse para lograr la implementación de este nuevo sistema integrado del clima y el servicio de agua como una contribución regional al Marco Global para los Servicios Cli-máticos (GFCS).

INICIATIVAS EN GESTIÓNDE RECURSOS HÍDRICOS

MEMORIAS TÉCNICAS

13

Claudio Caponi

Departamento de Hidrología

y Recursos Hídricos

Organización Meteorológica Mundial

[email protected]

1.1. Introducción

La Organización Meteorológica Mun-dial se ocupa de temas de hidrología hace más de 50 años y, a partir de 1972, a través del Articulo 2 f) de su Convenio, entre las finalidades prin-cipales se establece: “fomentar las actividades en materia de hidrología operativa y proseguir una estrecha colaboración entre los Servicios Me-teorológicos y los Hidrológicos”.La Organización concentra sus activi-dades en materia hidrológica a través del Programa de Hidrología y Recur-sos Hídricos, cuya implementación es responsabilidad de la Comisión de Hidrología (CHi). La CHi constituye una de las ocho Comisiones Técnicas de la OMM. Las Comisiones Técnicas son entidades formadas por expertos designados por los Servicios Meteo-rológicos e Hidrológicos Nacionales, con el fin de estudiar, en su área de competencia, los adelantos de la cien-cia y la tecnología; elaborar propues-tas de normas internacionales sobre métodos, procedimientos y técnicas; planificar, ejecutar y evaluar las acti-vidades de los programas científicos y técnicos de la Organización; servir de foro para el examen y la solución de los diferentes problemas científicos y técnicos; y fomentar la formación pro-fesional. En 1999, reconociendo el potencial de la Organización para asumir un papel más amplio en los temas relativos al agua, el Congreso de la OMM revisó los términos de referencia de la CHi para ampliar su alcance, incluyendo la consideración de cuestiones de hidrología y recursos hídricos en las

LA PERSPECTIVADE LA OMM

cuales el desarrollo socioeconómico y la protección ambiental cobraban mayor significado. A raíz de este cam-bio, la CHi, que desde aproximada-mente treinta años cooperaba con la Comisión de Climatología y UNESCO en la ejecución del Programa Mun-dial sobre el Clima-Agua en temas de carácter principalmente técnico-cien-tíficos, en su más reciente sesión en Ginebra en Noviembre de 2008, deci-dió revisar radicalmente sus activida-des relativas al Clima y el Agua.

1.2. Programa de Trabajo de la CHi

En un intento de limitar las áreas de actividades para optimizar los recur-sos disponibles, la CHi decidió con-centrarse para el periodo 2009 -2012 en cuatro esferas temáticas, que competen al mandato de la OMM. Las esferas temáticas son enumeradas a continuación:

1. Marco de gestión de la calidad – Hi-drología (MGC-Hidrología)

2. Evaluación de los recursos hídricos

3. Previsión y predicción hidrológicas

4. Agua, clima y gestión de riesgo

Bajo esta última esfera temática, se identificaron las siguientes activida-des prioritarias:

a) Identificar las estaciones sensibles al clima, analizar los datos (incluida la obtención de los mismos), en co-laboración con del Centro Mundial de

1


14

Datos de Escorrentía (CMDE), y efec-tuar estudios sobre la detección de tendencias;

b) Preparar material de orientación sobre la posible utilización de las capacidades actuales en la mode-lización climática regional para la evaluación y gestión de los recursos hídricos;

c) Fomentar actividades de rescate de datos;

d) Contribuir a la preparación del ma-terial de orientación sobre la predic-ción estacional de caudales, incluida la cuantificación de incertidumbres;

e) Preparar material de orientación sobre las necesidades de información climática de los encargados de la ges-tión de los recursos hídricos en rela-ción con el funcionamiento, diseño y planificación a largo plazo;

f) Preparar material de orientación sobre la predicción y los índices de sequías, incluida la cuantificación de incertidumbres;

g) Preparar material de orientación para incluir los climas transitorios, la naturaleza no estacionaria de los conjuntos de datos y el análisis de la incertidumbre en las estimaciones de modelos de crecida.

Como se puede observar, la actividad d) está directamente relacionada con el tema del taller, mientras que las ac-tividades b), e) y f) guardan una es-trecha relación con el mismo.Adicional al programa de trabajo es-

bozado, los Miembros de la OMM han solicitado en los últimos años, mayor apoyo por parte de la Organización para implementar pronósticos hidro-lógicos estacionales de forma operati-va. Este requerimiento fue expresado de forma clara en la reciente Tercera Conferencia Mundial sobre el Clima.

1.3. Clima y Agua en la CMC-3

Una de las sesiones más concurridas de la CMC-3 fue la dedicada al clima y el agua. Durante la sesión, varios ex-pertos en gestión de recursos hídri-cos expresaron con fuerza la opinión según la cual la atención acordada en los últimos años a las investigaciones relacionadas con el cambio climáti-co, habrían desviado a la comunidad científica de lo que en realidad consti-tuye el área de mayor interés para los gestores de agua, la reducción de las incertidumbres de las predicciones estacionales. La idea expresada no fue bien acogida por los climatólogos presentes; sin embargo la idea quedó plasmada en el reporte final de la se-sión, tras un proceso de discusión y negociación:“Los participantes en la sesión acor-daron las siguientes recomendacio-nes principales:...Alianza y comunicación. Una alian-za completa y una comunicación con-tinua entre la comunidad climática y los usuarios finales del sector agua, tales como los gestores de crecien-tes, operadores de obras hidráulicas, gestores de riego, y especialistas agrícolas y de salud, es una condición sine qua non para el desarrollo de un Marco Mundial para los servicios

MEMORIAS TÉCNICAS

15

Climáticos. Bajo este esquema, una atención particular debe enfocarse a:

• Calidad, accesibilidad e intercambio de la información;

• Información climática con mayor resolución espacial y temporal, por ejemplo a nivel de cuenca y en escalas temporales mensuales y semanales;

• Mejoras substanciales de las habili-dades de predicción de la variabilidad estacional, interanual y decenal para un mejor manejo de embalses y pre-paración ante eventos extremos;

• Reducción y cuantificación de las incertidumbres y sesgos en las pro-yecciones futuras;

• Cuantificación de los impactos cli-máticos (cantidad y calidad del agua), incluyendo flujos de estiaje, aguas subterráneas, temperatura del agua, salinidad, contaminación, transporte de sedimentos, y efectos en los eco-sistemas acuáticos;”

1.4. Un objetivo más ambicioso En consideración de las demandas y como consecuencia de reiteradas solicitudes presentadas en reunio-nes de seguimiento a la CMC-3, tales como las del proceso que condujo a la formación del Equipo especial de alto nivel sobre el Marco Mundial para los Servicios Climáticos y al estableci-miento de su mandato; la CHi decidió ampliar el alcance de su programa de trabajo en esta área y fijarse como objetivo, además de la preparación

de material de orientación, la imple-mentación en forma operativa a nivel mundial de mecanismos para la ela-boración de Perspectivas Hidrológicas Estacionales (Hydrological Outlooks), basadas en los pronósticos estacio-nales del clima. Consecuentemente, cuando el CIIFEN inició conversaciones con el Depar-tamento de Clima y Agua de la Secre-taría de la OMM, para explorar vías de establecimiento de nexos entre los pronósticos estacionales que ellos desarrollan para el Oeste de Sudamé-rica y la información hidrológica de la región, la OMM decidió prestarle todo el apoyo necesario.Para la OMM, y su CHi en particular, el presente taller, además de constituir un primer paso a nivel regional, marca el inicio de un proceso para identificar las prácticas/metodologías recomen-dables que puedan ser adoptadas en otras regiones que quieran desarro-llar Perspectivas Hidrológicas Esta-cionales, identificar las componentes necesarias para emprender este tipo de ejercicio, convertirlas en accesi-bles y desarrollarlas en caso de que no existan. Es por esto que la presen-cia de expertos de otras regiones en el taller, además de permitir el intercam-bio de experiencias, fue alentada por la OMM como una forma de asegurar que la experiencia pueda ser replicada en otros ámbitos geográficos. Es la intención de la CHi hacer todo cuanto sea posible para que en unos años las Perspectivas Hidrológicas Estaciona-les sean utilizadas por los tomadores de decisión de una forma tan rutinaria como sus predecesoras en el campo climático.

MEMORIAS TÉCNICAS

17

Dr. Luc Bourrel

Investigador del IRD

Hidrólogo – Coordinador francés del

proyecto Hybam en Ecuador

LMTG - IRD, UR 154 - UMR 5563 CNRS

- OMP - UPS – IRD

14 Avenue Edouard Belin, 31400

TOULOUSE - France

1. SENAMHI: Servicio Nacional deMeteorología e Hidrología.

2. INAMHI: Instituto Nacional de Meteorologíae Hidrología (Ecuador).

2.1. Introducción

El proyecto HYBAM (Hidrogeodiná-mica actual de la Cuenca Amazónica: http://www.mpl.ird.fr/hybam) es un proyecto de investigación científica sobre la cuenca del río Amazonas, que comenzó en 1984 en Bolivia, se exten-dió a Brasil en 1994, en Ecuador en el año 2000, en Perú a partir de 2003 y en Colombia desde el año 2006. El proyecto es desarrollado a través de convenios entre el IRD (Instituto de Investigación para el Desarrollo - Francia) y diferentes universidades e instituciones nacionales de los paí-ses del área de estudio. Por ejemplo: Agencia Nacional de Aguas- ANA (Bra-sil), SENAMHI 1 (Bolivia), SENAMHI (Perú) e INAMHI 2 (Ecuador).El estudio comienza como PHICAB (Programa Hidrológico y Climatológi-co de la Cuenca Amazónica de Bolivia), entre 1984 y 1995, en relación de co-laboración entre ORSTOM (Agencia de Investigación Científica y técnica para los países del exterior de Francia), el SENAMHI de Bolivia y UMSA (Univer-sidad Mayor de San Andrés – La Paz). A partir del año 2000, continúan las actividades como proyecto HYBAM y ORSTOM pasa a denominarse IRD. La sede de IRD en Francia corresponde a la Universidad de Toulouse, espe-cíficamente el laboratorio LMTG (La-boratorio de Mecanismos de Transfe-rencias en Geología: http://www.lmtg.obs-mip.fr ).El Dr. Guyot Jean-Loup, responsable del ORE-Hybam (Observatorio de In-vestigación del Medio Ambiente), dio inicio al proyecto en 2003 en conjun-to con el Dr. Seyler Patrick (geoquí-

EL PROYECTOREGIONAL HYBAM

EN LA CUENCAAMAZÓNICA Y SUEXTENSIÓN A LA

COSTA DELPACÍFICO

mico), responsable del programa Hybam. El proyecto de investigación incluye distintas áreas como climatología, hidrología, flujos de sedimentos y la geoquímica de las cuencas amazóni-cas en los correspondientes países. Actualmente, cuenta con alrededor de 40 investigadores e ingenieros (50% franceses y 50% de los países involu-crados) y un considerable número de estudiantes (pasantías, graduación de ingeniería, maestrías y doctora-dos).

2.2. Interés Científico y Objetivos

La Cuenca Amazónica, considerada como la mayor cuenca hidrográfi-ca del mundo (6 000 000 Km2, que corresponde al 5% del territorio con-tinental del Planeta) confluye con la parte Andina del territorio que cumple un papel fundamental en los procesos de generación de escurrimiento, ero-sión, flujos de materiales y en el pro-ceso geoquímico del agua.El objetivo general del proyecto HYBAM es entender el funcionamien-to hidro-sedimentológico de la cuen-ca amazónica y cuantificar los flujos líquidos, sólidos y geoquímicos desde los Andes hacia la desembocadura en el Atlántico, incluyendo los problemas de erosión en los Andes y sedimen-tación en los llanos. El conocimiento científico generado, servirá de base para la elaboración de un modelo glo-bal del funcionamiento integral de la cuenca, que asociado a un sistema de información geográfica (SIG), permiti-rá prever las respuestas de la cuenca

2


18

y subcuencas a la influencia de la va-riabilidad climática y acción antropó-gena.

2.3. Aspecto Regional

El programa Hybam se desarrolla en los países que poseen una extensión de la cuenca Amazónica como parte de su territorio nacional. Esta información expresada en porcentajes, se reflejaría de la siguiente manera: Brasil (63%), Perú (16%), Bolivia (12%), Colombia (5,6%) y Ecuador (2,3%). Considerando el Amazonas como el mayor río del Planeta, entre los resul-tados obtenidos, el proyecto Hybam hizo las primeras evaluaciones del caudal promedio anual (210 000 m³/s, correspondiente al 20 % de agua dulce del planeta) y respecto al flujo de ma-teriales (700 x 106 t/año) son trans-portados hacia el Océano Atlántico. El balance de los aportes sedimenta-rios muestra que la mayor cantidad de partículas provienen de las cuencas andinas. Éstas cuencas representan sólo el 12 % de la superficie total de la cuenca amazónica y se encuentran en los territorios de Perú (63%), Bolivia (25%), Ecuador (9%) y Colombia (3%).

2.4. Datos y Equipos

DATOS: Las actividades de investiga-ción se desarrollan con base en tres fuentes de datos:

• Las redes de estaciones hidrome-teorológicas, existentes en los insti-tutos nacionales de los 5 países.

• Las estaciones de referencia del pro-yecto HYBAM: son estaciones mane-jadas por el proyecto y seleccionadas según los objetivos específicos del mismo. En las estaciones de referen-cia, se registran datos hidrológicos diarios (observadores, limnimétros y orphimèdes) y se realiza un muestreo de agua cada diez días, para la elabo-ración de análisis de laboratorio en fisicoquímica, hidro-sedimentología y geoquímica. Se organizan además, comisiones de campo cada 3 meses con el fin de recoger datos y efectuar aforos líquidos (para mejorar las cur-vas de calibración) y sólidos en las estaciones de referencia.

• La red del ORE-HYBAM

El ORE–HYBAM es el observatorio de investigación del medio ambien-te (ORE por sus siglas en francés). HYBAM corresponde a Control Geodi-námico, Hidrológico y Bio-Geoquímico de la erosión/alteración y de las trans-ferencias de materia en la cuenca del Amazonas. El proyecto HYBAM, opera-tivo desde el año 2003, surge en res-puesta a una licitación del Ministerio Francés encargado de la Enseñanza Superior y de la Investigación. El Minis-terio está destinado a proporcionar a los investigadores, datos científicos de calidad, necesarios para comprender y modelar el funcionamiento de los sis-temas y su dinámica a largo plazo. En adición al personal del proyec-to HYBAM, el programa ORE-HYBAM cuenta con socios locales (agencias nacionales y universidades) para garantizar la sostenibilidad de sus observaciones. La información gene-

rada se encuentra disponible para la comunidad científica, a través del por-tal: http://www.ore-hybam.org.Además de las estaciones repartidas en la cuenca amazónica, desde 2007, el ORE-HYBAM ha iniciado la instala-ción de una red sobre la costa del Pa-cífico, con la finalidad de comparar los resultados obtenidos del lado amazó-nico y estudiar los impactos del fenó-meno ENOS. En Ecuador se dio inicio con 1 estación en 2007, en Perú se cuenta con 4 estaciones desde 2008 y se espera extender las actividades a Colombia y Chile.Las investigaciones realizadas, par-ten del análisis de imágenes sateli-tales para crear estaciones hidrológi-cas virtuales (a partir de la altimetría espacial), que permitan estimar la concentración de material en sus-pensión (a partir del color del agua) y finalmente el objetivo es el cálculo de flujos sólidos. De acuerdo con la resolución espacial de los captores, este tipo de estudio es aplicable sólo en grandes ríos (cuenca baja del río Amazonas en Brasil y Perú).

EQUIPOS: El Proyecto HYBAM cuenta con equipos de tecnología de última generación para sus labores en todas las áreas de trabajo.

En la adquisición de datos hidrológi-cos en terreno, se utilizan instrumen-tos como:

• GPS: Sistema de Posición Geográfica

• Ecobatímetro: Descriptor de batime-tría

MEMORIAS TÉCNICAS

19

• Orphimedes: Lector limnimétrico automático• ADCP: Aforador electrónico (Acoustic Doppler Current Profilers)

Las ventajas tecnológicas menciona-das permiten un trabajo más dinámi-co, sencillo, con resultados precisos y confiables. Se realizan mediciones In situ de parámetros físico-químicos (pH, Tº, Conductividad, Turbiedad, Alcalinidad), mientras que en los laboratorios nacionales, se mide la concentración de MES (Material en Suspensión).Los análisis geoquímicos (elementos mayores, COD, trazos, isótopos) se realizan a partir de las muestras de agua en los laboratorios del LMTG y de la UNB (Universidad de Brasilia) con ICP-AES, cromatografía iónica, espec-trometría de emisión de llama, ICP-MS cuadripolar, entre otros.En la elaboración de bases de datos (meteorológica, hidrológica, sedi-mentológica y geoquímica) y el tra-tamiento de la data, son utilizados varios programas que han sido desa-rrollados por ingenieros del proyecto. Entre los programas se cuenta con HYDRACCESS y MESAD.

Resultados de HYBAM en Ecuador

El proyecto HYBAM en Ecuador se eje-cuta, desde el año 2000, mediante un convenio entre IRD y el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI) y ha permitido el estudio del comportamiento hidrogeodinámico de las cuencas hidrográficas. Ecuador re-presenta una parte importante del ám-

bito Andino dentro de la Cuenca Amazó-nica (64.500 km2) y drena lo esencial de las series volcánicas de la vertiente oriental de la Cordillera de Los Andes.En Ecuador específicamente, el pro-yecto trabaja con siete estaciones de referencia, repartidas en cuatro cuencas hidrográficas: tres orientales (Napo, Pastaza y Santiago) y una oc-cidental (Esmeraldas).

Perspectivas: HYBAM Extensión Pacífico

A partir del año 2007, una de las orien-taciones de la problemática de inves-tigación del programa HYBAM, es el estudio de los regímenes, balances hidrológicos y sedimentológicos de las cuencas en la vertiente del Pací-fico (Ecuador, Perú, Chile). La infor-mación obtenida permitirá la compa-ración entre las cuencas estudiadas, por un lado la parte Amazónica de la Cordillera y el lado de la vertiente Pa-cífico, además se prevé estudiar el impacto del fenómeno ENOS (El Niño - La Niña) y su distribución dentro del Continente. Se espera mostrar los primeros resul-tados obtenidos a lo largo de la costa en Chile y en la cuenca del río Esme-raldas (Norte de Ecuador), que permi-tirá realizar un análisis comparativo del comportamiento hidro-sedimen-tológico de las cuencas amazónicas (río Napo) y de las cuencas del lado Pacífico de la Cordillera con una aten-ción particular sobre el impacto del fenómeno climático de El ENSO sobre la hidrología (relación: clima – precipi-taciones - caudales).

MEMORIAS TÉCNICAS

21

Walter E. Baethgen *

Director, Latin America/Caribbean

Regional Program

International Research Institute for

Climate and Society (IRI)

The Earth Institute at Columbia

University

[email protected]

PALISADES, New York

* Basado en documentos producido en el IRI inclu-yendo: “Climate Risk Management for Adaptation to Climate Variability and Change”, W.E.Baethgen

(2010, J. Crop Sci,), “Climate Risk Management and Water” http://portal.iri.columbia.edu/portal/server.

pt/gateway/PTARGS_0_4993_2009_0_0_18/water.pdf

3.1 Introducción

Más de mil millones de personas, principalmente de los países en vías de desarrollo, carecen de acceso a agua potable y al menos el doble de este número viven de en áreas que no cuentan con un saneamiento adecuado. Uno de los objetivos del Desarrollo del Milenio es reducir a la mitad la proporción de personas que viven en estas condiciones, antes de año 2015. El éxito de este esfuerzo extraordinario dependerá de qué tan bien nosotros comprendamos y admi-nistremos los riesgos asociados con el clima. El suministro de agua dulce en los países en desarrollo es muy sensible a los efectos de las fluctua-ciones del clima. El crecimiento de la población, el cambio de los estilos de vida y el cambio de patrones de uso de la tierra han incrementado desde ya las demandas en los sistemas de agua. Añadiendo a esta combinación la incertidumbre del comportamiento del clima, se convierte en algo esen-cial la necesidad de estrategias para la administración del agua, que em-plee la mejor información disponible del clima.La última década ha sido testigo de los avances en la ciencia hidro-climá-tica, de la compilación de conjuntos de datos globales, incluyendo los sen-sores remotos y del incremento de la capacidad para pronosticar el clima en muchas partes del mundo. El IRI reconoce estos avances como nue-vas oportunidades para la administra-ción “climáticamente-inteligente” del agua, para la correcta planificación de la infraestructura y para mejorar

GESTIÓN DE RIESGO CLIMÁTICO Y AGUA

EN EL IRI

la gestión del riesgo y desastres. El Instituto trabaja con socios de inves-tigación, con los administradores de recursos hídricos y con las partes interesadas, como las organizaciones agrícolas, para identificar las vulne-rabilidades del sistema frente al cli-ma y para encontrar las estrategias adecuadas para administrar mejor el riesgo climático. Este enfoque ayuda a los países en vías de desa-rrollo a utilizar los escasos recursos hídricos más eficientemente y a ad-ministrar el riesgo generado por los impactos de la variabilidad y el cam-bio climático. El enfoque ha tenido éxito porque aprovecha la experien-cia combinada de los científicos que estudian el clima, de los ingenieros de recursos hídricos y de los socios locales. El trabajo es realizado con proveedores de agua urbana, con sistemas de embalses compartidos y sus partes interesadas, con plani-ficadores regionales y con agencias de desarrollo.

3.2 Enfoque General del IRI en la Gestión de Riesgo Climático (GRC) para la Adaptación al Cambio y la Va-riabilidad del Clima

El lento y persistente forzamiento de incremento de gases de efecto invernadero (GEI), está produciendo cambios significativos en la media climática, sobre la que se superpone la variabilidad de corto plazo. El in-cremento de la concentración de GEIs también puede cambiar la magnitud de la variabilidad a corto plazo, por ejemplo, mediante el aumento de la

3


22

intensidad del ciclo hidrológico. Cam-bios en las condiciones promedio, así como la variabilidad climática, o la combinación de ambos factores, alteran la distribución estadística de clima y la meteorología, y proba-blemente generarán eventos extre-mos más frecuentes con impactos socioeconómicos y ambientales de-vastadores. En consecuencia, una manera efectiva para ayudar a las sociedades en la preparación y adap-tación ante los posibles escenarios de cambio climático, es contribuir con mecanismos para afrontar de mejor forma la actual variabilidad del clima. Un posible enfoque para introducir el tema de la “adaptación al cambio climático” en las agendas políticas y de desarrollo, es considerar las varia-ciones a largo plazo (“cambio climá-tico”) como parte continuativa de la variabilidad del clima, de estaciones a décadas a siglos y generar infor-mación a la escala temporal que sea pertinente y aplicable para períodos de tiempo particulares o para la pla-nificación de los horizontes de tiem-po de las diversas decisiones. Este enfoque permite considerar al “cam-bio climático” como un problema del presente (en contraposición a un problema del futuro) y tiene como objetivo informar a los tomadores de decisión, a los planificadores y a los generadores de políticas, a fin de reducir las vulnerabilidades actuales y las potenciales vulnerabilidades futuras a la variabilidad y al cambio climático.Una de las premisas claves de este enfoque para participar en la adapta-

ción al cambio climático es que me-jorar año a año la planificación de las actividades y decisiones conduce a que las sociedades se adapten mejor al cambio climático a largo plazo. Sin embargo, existen situaciones donde las decisiones importantes necesitan información y proyecciones climáti-cas en escalas temporales de 10-30 años (por ejemplo, proyectos de in-fraestructura de transporte, diseño de embalse de agua, planes de nego-cio a largo plazo, etc.). Por lo tanto, el enfoque “a corto plazo” también es necesario en el trabajo de gestión de riesgo de clima para la adaptación al cambio climático, es decir, 10-30 años. Esta “variabilidad decadal del clima” todavía está planteando im-portantes retos científicos y el IRI está invirtiendo esfuerzos en explorar maneras de mejorar la capacidad para predecirlo. Mientras tanto, se puede ganar mucho interpretando y caracte-rizando las tendencias decadales en los registros históricos observados y los métodos para producir las pre-visiones estacionales con una base de referencia climática cambiante (en contraposición a la línea de base “es-tática”). Organizaciones de investigación como el IRI e instituciones colabo-radoras están centrándose en este enfoque y lo han llamdo “Gestión de riesgo climático”.

3.3 Cuatro pilares del Enfoque Ges-tión de Riesgo Climático del IRI

El resultado de actividades socioeco-nómicas (agricultura, administración

de recursos hídricos) afectadas por el clima puede ser representado por las curvas probabilísticas “en forma de campana”. Por lo tanto, unos pocos años presentan condiciones climá-ticas muy desfavorables (sequías, inundaciones, huracanes) y los im-pactos socioeconómicos son extre-madamente negativos (“desastres”). El daño generado en estos años re-lativamente poco frecuentes puede ser tan grande, que la planificación a menudo está diseñada con la priori-dad de evitar o reducir al mínimo tales daños. Por ejemplo, los administrado-res de agua con frecuencia prefieren estrategias muy conservadoras para minimizar las posibilidades de pro-blemas en el suministro de agua para todos los usos previstos en los años muy secos. Este tipo de estrategias, fuertemente influenciadas por la versión de riesgo de los tomadores de decisión, pue-den ser eficaces en la reducción de pérdidas en condiciones extremas, pero también involucran la pérdida de oportunidades que pueden ser críticas para el desarrollo. Por lo tanto, condi-ciones cercanas a lo normal o favora-bles, que son mucho más frecuentes que las condiciones desastrosas, ofrecen la posibilidad de optimizar por ejemplo, la renta agraria a través de una mayor productividad. Años cercanos a lo normal o favorables son mucho más frecuentes que años con condiciones de desastres y por lo tan-to, la suma de oportunidades perdidas pueden tener impactos aún mayores sobre las economías y el desarrollo. Sin embargo, considerando que los impactos de un único evento extremo

MEMORIAS TÉCNICAS

23

negativo pueden ser tan devastado-res, los tomadores de decisión, con razón, adoptan estrategias de precau-ción para protegerse contra estos im-pactos. Existe un costo asociado con este enfoque, es decir, la pérdida de oportunidades de los años favorables más frecuentes que podrían ser apro-vechadas en la medida que sea posi-ble proteger las personas y los bienes contra los extremos negativos. El enfoque de “Gestión de Riesgos Climáticos” (GRC) entendido por el IRI busca la administración de toda la gama de los riesgos climáticos, des-de condiciones muy desfavorables hasta el “riesgo de perder oportuni-dades”. El enfoque se basa en cuatro pilares:

i) Identificar vulnerabilidades y po-sibles oportunidades a causa de la variabilidad/cambio del clima para un determinado sistema de agua, la agricultura o la salud. Este proceso comienza con el análisis de las partes interesadas, mediante la identifica-ción de los retos climáticos y luego se procede con el modelamiento del sistema que se analiza para identifi-car otras vulnerabilidades y oportu-nidades que no pueden identificar las partes interesadas.

ii) Cuantificar las incertidumbres en la “información climática” con el fin de reducir las incertidumbres en esa información. Una mejor comprensión de los aspectos climáticos de vulne-rabilidades, desafíos y oportunida-des, como la capacidad de previsión, recurrencia esperada y posibles alte-raciones a largo plazo requieren: (a)

el entendimiento de la variabilidad climática a varias escalas de tiempo y evaluar los impactos socioeconó-micos observados en el pasado, (b) la supervisión de las condiciones actua-les de los factores ambientales perti-nentes (clima, vegetación, agua, en-fermedades, etc.), y (c) suministrar la mejor información posible del clima futuro, desde estaciones a décadas, dependiendo de la relevancia para las diferentes decisiones y actividades.

iii) Identificar las tecnologías y prác-ticas que optimicen los resultados en años normales o favorables, así como las tecnologías y prácticas que reduzcan las vulnerabilidades a la variabilidad y el cambio climáti-co. Algunos ejemplos en la agricultura incluyen la diversificación de los culti-vos, rotaciones de cultivos, sistemas de labranza mejorada, mayor almace-namiento del agua en el suelo, eficien-cia de uso de agua de mejoramiento de cultivos y sembríos resistentes a las sequías.

iv) Identificar las intervenciones, arreglos institucionales y las mejo-res prácticas que reduzcan la vul-nerabilidad a la exposición del clima y permitan la explotación oportuna de condiciones climáticas favora-bles. La reducción de la exposición puede lograrse a través de, por ejem-plo: (a) mejorar la alerta temprana y la respuesta a la crisis (por ejemplo, sistemas de emergencias mejorados) y (b) transferir partes de los riesgos existentes (por ejemplo, diferentes modalidades de programas de cré-dito rural de seguros, supervisado/

diferencial, etc.). Los instrumentos de transferencia de riesgo requie-ren de esfuerzos para caracterizar y cuantificar los diferentes niveles de riesgo (“Desastres”, “Daños”, etc.) que pueden variar para los distintos sistemas de producción y para las diferentes regiones del mundo. Tal caracterización y cuantificación de los niveles de riesgo a su vez es una aportación clave para las institucio-nes que diseñan políticas de segu-ros (y reaseguros). Normalmente, una cartera de enfo-ques sería necesaria, por ejemplo, para seguros ante eventos extrema-damente negativos, diversificación de cobertura ante eventos modera-damente negativos, y uso del esce-nario previsto para aprovechar las oportunidades de un buen año (ma-yor generación de riego o energía hi-droeléctrica), para tomar ventaja de las condiciones climáticas favorables, dado que el riesgo de desventaja es-taría cubierto por otras partes de la cartera.Una de las ventajas de este enfoque es que proporciona asistencia inme-diata a los sectores público y priva-do, mientras que, asiste a las partes interesadas para prepararse ante los posibles escenarios climáticos futuros y se identifican medidas in-mediatas necesarias para adminis-trar la variabilidad del clima actual. Además, los impactos de las accio-nes adoptadas y las intervenciones son evidentes y verificables en el corto plazo, convirtiendo el enfoque en más atractivo para los generado-res de políticas, políticos y los to-madores de decisión.


24

3.4 Ejemplos de proyectos de inves-tigación de GRC en administración de recursos hídricos que se encuen-tran en ejecución en el IRI 1

i) Operaciones de embalse mejora-do, con pronósticos de clima en Cea-rá, BrasilLa sequía es un gran desafío para quienes dependen de agua en Ceará, noreste de Brasil, como por ejem-plo, los agricultores e irrigadores, así como el área metropolitana de Forta-leza. Los científicos del IRI han desa-rrollado una previsión a largo plazo (hasta 18 meses de antelación) de las entradas para el principal sistema de embalse. Las simulaciones han demostrado el potencial de mejorar la confiabilidad de las entregas de agua para los usuarios cuando los pronós-ticos se encuentran integrados con las entradas del embalse. Un nuevo pronóstico climático estacional con una escala mejorada dinámicamente desarrollado por las agencias locales (FUNCEME, universidades locales) y el IRI, ha sido integrado a la labor operacional de organismos locales y regionales. El trabajo continuo se cen-tra en generar las capacidades con los sectores locales interesados, con el fin de convertir en operacional la uti-lización del pronóstico.

ii) Crear estrategias de resistencia para abastecimiento urbano de agua en Metro Manila, FilipinasEl embalse que provee de agua a Me-tro Manila es progresivamente vulne-rable frente a la variabilidad hidrológi-ca, debido a sequías e inundaciones. Una extensa área de riego depende

también del agua del embalse en este sistema compartido del recurso hídrico. En tiempos de escasez de agua, las disputas por cuestiones de dónde debe ser asignada el agua, se vuelven críticas y a menudo polé-micas. El IRI trabaja con el servicio de abastecimiento de agua urbana, irrigadores y las agencias a nivel na-cional, para crear estrategias de pre-visión para la gestión de la crisis de agua. De forma conjunta se exploran mecanismos económicos, como op-ciones de contratos y capacidad de seguros, así como la construcción de capacidades para la utilización de la información climática y los pronósti-cos.

iii) Administración de Riesgos del Clima en la Cuenca del Río Berg, Su-dáfrica En los últimos diez años, la progresi-va competencia entre los usuarios del agua y la sequía en Ciudad del Cabo se ha traducido en escasez de agua fre-cuente y gestión emergente del agua como respuesta. En consecuencia, el Gobierno Sudafricano ha iniciado la construcción de una nueva presa y ha desarrollado los mercados de agua. ¿Cómo será la tarifa de estas inver-siones frente al cambio climático y el desarrollo? IRI y sus socios locales e internacionales se encuentran desa-rrollando instrumentos económicos y enfoques para ayudar a los planifi-cadores a comprender las ventajas y desventajas de estas y otras decisio-nes de inversión en recursos hídricos, considerando la incertidumbre del fu-turo.

1. Full list at: http://iri.columbia.edu/water http://iri.columbia.edu/water/reservoir http://iri.columbia.edu/water/hydropower http://iri.columbia.edu/water/droughtproof http://iri.columbia.edu/water/prediction http://iri.columbia.edu/water/climatechange

MEMORIAS TÉCNICAS

25

iv) Variabilidad Climática y el cambio en las cuencas hidrográficas de alta montaña en el Río Claro, Cordillera Andina Central, ColombiaLos ecosistemas de alta montaña son considerados entre los entornos más vulnerables a los cambios climá-ticos. Poseen un delicado equilibrio que puede ser alterado por cambios ambientales, principalmente aque-llos inducidos por las actividades humanas. La investigación realizada pretende analizar la integridad y el funcionamiento de los ecosistemas de alta montaña Andinos (páramos) ubicados en cuencas estratégicas de montañas del parque natural de Los Nevados, en la Cordillera Central de los Andes Colombianos. Específica-mente, el objetivo de la investigación es analizar las señales de la variabi-lidad climática y el cambio en el su-ministro de agua de la cuenca del río Claro.

3.5 Ejemplos de nuevos proyectos de GRC en la administración de fuen-tes de agua

i) Toma de decisiones en el sector del agua en las etapas de planifica-ción y operación: Etiopía y la cuenca del Nilo (socios: IWMI, NBI, Min de Recursos Hídricos)Etiopía ha iniciado un ambicioso plan de desarrollo de energía, donde la ma-yor parte la producción provendrá de la generación de energía hidroeléctri-ca. El país es a la vez rico en recursos de agua superficial y tiene una con-siderable variabilidad interanual en las precipitaciones. La combinación

de esta condición hidroclimática y la dependencia de la energía hidráulica, puede crear condiciones de vulnera-bilidad en el sistema. IRI se encuen-tra trabajando coordinadamente con las instituciones que participan en la operación y planificación de las represas hidroeléctricas existentes y propuestas, con el fin de explorar oportunidades para la inclusión de información climática en la toma de decisiones. Este enfoque incluye la escala estacional (previsiones de precipitación) para operación y la comprensión de la información po-tencial y habilidades del cambio cli-mático a corto plazo para su aplica-ción en la planificación.

ii) Un sistema de apoyo para la toma de decisiones para las operaciones del embalse en la presa Puclaro, río Elqui, Chile (socios: CAZALAC, Uni-versidad de la Serena, Junta de Vigi-lancia del Elqui) El río Elqui se encuentra en una re-gión semiárida de Chile, alimentado por un glaciar Andino, exhibe una no-table variabilidad interanual en flujos. Un modelo de predicción de flujos ha sido desarrollado en colaboración con socios locales, lo cual evidencia fuertes habilidades en este sentido, pero la aplicación de ésta información producida, aún no ha sido presentada o adoptada. La primera propuesta de trabajo es publicar el modelo y pos-teriormente ponerlo a disponibilidad del público, información de pronósti-cos del modelo. Actualmente, existe demanda dentro de la cuenca para integrar las previsiones de clima con el sistema de apoyo a la toma de de-

cisión existente para el embalse Pu-claro, con el fin de contribuir en las decisiones relativas a la competencia de las demandas de los recursos hí-dricos, es decir, la energía hidroeléc-trica y la viticultura.

MEMORIAS TÉCNICAS

27

Maria Concepción Donoso

UNESCO Programa Hidrológico

Internacional (IHP)

[email protected]

David Matamoros

Centro de Agua y Desarrollo

Sustentable,

Escuela Superior Politécnica

del Litoral (CADS-ESPOL)

[email protected]

Las ciencias del agua y las activida-des relacionadas con los recursos hí-dricos han sido un componente inte-gral de la agenda de la UNESCO desde el primer año de funcionamiento de la organización. Desde el comienzo del Programa Hidrológico Internacional de la UNESCO (IHP), ha progresado mu-cho con respecto a las metodologías para los estudios hidrológicos y la for-mación y la educación en las Ciencias del Agua. Otro objetivo importante del IHP es integrar a los países de la re-gión en empresas con capacidad de investigación y desarrollo de Ciencias del Agua y sus Tecnologías. Aunque los objetivos generales siguen siendo válidos, se concentra mayor énfasis en el papel de la administración de recursos hídricos para el desarrollo sostenible y la adaptación de las Cien-cias Hidrológicas para hacer frente al cambio del clima y de las condiciones medioambientales esperadas.El IHP de la UNESCO es un programa a largo plazo, ejecutado en las fases de duración de seis años. En la actuali-dad, el programa está en su fase VII, cuyo tema general se define como: “Dependencia del Agua: sistemas bajo estrés y respuestas sociales”. Han sido identificados cinco temas princi-pales de la fase VII:

TEMA 1: Adaptación a los impactos de los cambios globales sobre las cuen-cas fluviales y los sistemas acuíferos.

TEMA 2: Fortalecimiento de gestión re-cursos hídricos para la sostenibilidad.

TEMA 3: Ecohidrología para la sosteni-bilidad.

CONTRIBUCIONES DEL PROGRAMAHIDROLÓGICO

INTERNACIONALDE LA UNESCO(International Hydrological

Programme IHP)AL SECTOR HÍDRICO

DE LA REGIÓNLATINOAMERICANA

TEMA 4: Agua y sistemas de soporte de vida.

TEMA 5: Educación de agua para el de-sarrollo sostenible.

En la actualidad, es ampliamente aceptado que el agua en sus diversas manifestaciones, es el principal mo-tivo de preocupación para la mayoría de las secciones de las economías de todos los países y fundamental para la sostenibilidad global. El éxito en los resultados de las seis fases del IHP, mencionadas anteriormen-te, puede ser resumido por el amplio reconocimiento del ciclo hidrológico cuantificado en el interior de la admi-nistración integral de recursos hídri-cos (AIRH). La definición cuantitativa de los diversos componentes del ci-clo hidrológico, el agua congelada, el agua dulce y las aguas subterráneas, proporcionan un potente motor que impulsa todos los procesos en AIRH. Por lo tanto, el programa reconoce el cambio en la forma de pensar sobre el agua, partiendo desde compartimien-tos fragmentados de investigación científica a un enfoque holístico más integral.

Entre las principales formas de ejecu-ción de IHP se encuentran: el trabajo en grupos, simposios, talleres, publi-caciones y proyectos extrapresupues-tarios. En Las Américas, el IHP es coor-dinado a través de la Oficina Regional de la UNESCO para las Ciencias, bajo la supervisión y orientación de la Regional de Hidrología para América Latina y el Caribe.

4


28

Actualmente, el IHP apoya la aplica-ción en los siguientes programas y proyectos en los Estados miembros de América Latina y el Caribe:

Programas Globales:

• FRIEND: Régimen de Flujos de la In-formación Experimental Internacional y Datos en Red (Flow Regimes from International Experimental and Net-work Data).• HELP: Hidrología para el Medio Am-biente, la Vida y la Política (Hydrology for the Environmental, Life and Poli-cy). • ISARM: UNESCO/OEA ISARM América. Programa transfronterizo de Acuífe-ros de las Américas. • ECOHYDROLOGY.• ISI: Iniciativa Internacional de Sedi-mentación (International Sedimenta-tion Initiative). • PccP: Del Conflicto Potencial a la Co-operación Potencial (From Potential Conflict to Co-operation Potential). • IFI: Iniciativa Internacional de Inun-dación (International Flood Initiative). • GRAPHIC: Evaluación de Recursos de Aguas Subterráneas bajo las Pre-siones Antropogénicas y el Cambio Climático (Groundwater Resources Assessment under the Pressures of Humanity and Climate Change). • Aguas urbanas.

Programas regionales :

• Agua y cultura• Proyecto/UNESCO-IHP WET Agua y Educación (Water and Education ) – Programa para las Américas y el Ca-ribe

• Balance del Agua• Mapa de Zonas Áridas y Semiáridas

Además, la UNESCO coordina grupos especializados de trabajo formados por expertos en las siguientes áreas:

Grupos de trabajo :

• Agua y Género• Nieve y Hielo• Técnicas de Aumento del Agua• Agua y Energía

El IHP es desarrollado y aplicado a tra-vés de una asociación de los comités Nacionales IHP. Aunque son de dife-rente composición y grado en cada país, éstos comités se encuentran in-tegrados en su mayoría, por funciona-rios del sector hídrico, profesionales del agua, expertos en hidro-ciencias e investigadores. En el ámbito regio-nal, los comités dirigen y supervisan el avance del programa, intercambian conocimientos, experiencias, y plani-fican las actividades futuras. Para la ejecución de actividades individuales o subprogramas, la asociación se ex-tiende e incluye a instituciones, orga-nizaciones y organismos nacionales y regionales.La UNESCO, a través del Programa Hidrológico Internacional proporcio-na orientación a los Estados miem-bros en el desarrollo de estrategias de adaptación para contrarrestar los efectos del cambio global en las cuen-cas hidrográficas y sistemas acuífe-ros, especialmente en zonas áridas y semiáridas, mediante el apoyo a las autoridades nacionales y a los encar-gados de tomar decisiones, así como

a los equipos conformados por los países de las Naciones Unidas. La Or-ganización también proporciona asis-tencia técnica para mejorar la base de conocimientos para las respuestas culturales, sociales y científicas, que sean políticamente pertinentes para la gobernabilidad del recurso hídrico. En el marco del Decenio de la Educa-ción para el Desarrollo Sostenible, la UNESCO apoya programas de educa-ción de agua dulce en el nivel univer-sitario y escolar. De igual forma, el IHP contribuye a través de los comités nacionales, en la mitigación de los efectos causados por eventos hidro-lógicos extremos y desastres rela-cionados con el agua, promoviendo y mejorando los métodos de gestión integral del agua.

MEMORIAS TÉCNICAS

29

Affonso da Silveira Mascarenhas Jr.

Centro Internacional para la

Investigación del Fenómeno El Niño

CIIFEN

Telf.: (593 4) 2514770

[email protected]

GUAYAQUIL - Ecuador

5.1. Introducción

La misión del CIIFEN se centra en promover e implementar proyectos de investigación científica y aplicada para mejorar la comprensión de El Niño/La Niña y la variabilidad y cam-bio climático, a fin de contribuir con el mejoramiento de la alerta temprana a escala regional y reducir los impac-tos sociales y económicos derivados de la acción del clima. Basado en esa premisa el CIIFEN es el puente que conecta los proveedores de produc-tos climáticos y oceanográficos con los usuarios finales y tomadores de decisión. De esa forma, la institución trabaja para y con las instituciones nacionales relacionadas al clima, al océano y la prevención a desastres. Estamos convencidos que la única manera de enfrentar el fenómeno El Niño y la variabilidad climática es a través de la construcción de capaci-dades nacionales.

CONTRIBUCIÓN DEL CIIFEN PARA

LA GESTIÓN DE RIESGO CLIMÁTICO

EN SUDAMÉRICA

En este documento se presenta una breve síntesis de las contribuciones del CIIFEN a la gestión de riesgos cli-máticos en Sudamérica y cómo se han desarrollado sus actividades en el cumplimiento de su mandato así como los futuros planes en la región.

5.2. Los productos de información del CIIFEN

CIIFEN mantiene en forma operacio-nal un sistema de información que sirve a una vasta cantidad de usua-rios registrados bajo el mecanismo de suscripción (más de 15.000) en las Américas, Europa y Asia. De las visitas a la sección de productos del CIIFEN el 77% proviene de Latinoamérica, 19,4% de Europa, Estados Unidos y Canadá y el 3,6% restante de Asia, África y otras regiones. Algunos de los productos operaciona-les del CIIFEN (Figura 5.1) son:

5

Figura 5.1. Productos de Información de CIIFEN.


30

• Mapas de temperatura superficial del mar para el Pacífico Oriental (se-manal).• Boletín del CIIFEN sobre el Estado del ENSO con énfasis en los impactos en Centro y Sudamérica (mensual).• Pronóstico Estacional para el Oeste de Sudamérica (mensual).• Análisis Oceanográfico del Pacífico Oriental (mensual) donde se muestra la estructura termohalina de la capa superior de 200 m basada en un con-junto de boyas oceanográficas TOGA-TAO. Los usuarios también pueden tener acceso a un Sistema de Información Geográfica (SIG) para obtener mapas de riesgo agro-climáticos con todas las capas de información utilizadas en la elaboración de los mapas.Los productos de modelación numé-rica pueden ser visualizados sobrepo-niendo los resultados del modelo nu-mérico a una interface “Google Earth”.Adicionalmente existe un sistema de información de Clima y Salud, donde el usuario puede encontrar referen-cias relacionadas a la temática para Sudamérica. La información se en-cuentra disponible a través del portal web: http://ac.ciifen-int.org/

5.3. Implementación de un Sistema de Información Climática Regional

El CIIFEN gracias al apoyo financiero del Banco Interamericano de Desarro-llo (BID) bajo la modalidad de Bienes Públicos Regionales, implementó el

Proyecto “Información Climática Apli-cada a la gestión de riesgo agrícola en los países Andinos”, que contó con la participación de los Servicios Meteorológicos Nacionales de Boli-via, Chile, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela.El proyecto antes mencionado inició sus operaciones en Junio del 2007, y por su naturaleza y alcance es uno de los primeros con enfoque regional y centrado en la gestión de riesgo cli-mático. Su objetivo fue contribuir en la reducción de los impactos socio económicos derivados de la acción del clima sobre la actividad agrícola en los países de la región Andina me-diante la creación de un Bien Público Regional, que consiste en la Imple-mentación de un sistema de informa-ción climática, centrado en las necesi-dades de los agricultores, que facilite la toma de decisiones y la gestión de riesgo en el sector agrícola. Las componentes del proyecto fueron:

i) Sistema de procesamiento de datos e información climática

ii) Sistema de diseminación de la in-formación

iii) Fortalecimiento institucional

Dentro de la primera componente, el proyecto emprendió en los Servicios Meteorológicos Nacionales de los 6 países, un complejo proceso de re-cuperación y conversión de datos de estaciones meteorológicas para ser digitalizados y se efectuó un proce-samiento de control de calidad. Para-lelamente, se trabajó en el diseño de

una base regional de datos climáticos que finalmente pudo culminarse con el ingreso de 4´153.000 registros de precipitación, temperatura máxima y mínima provenientes de 171 estacio-nes meteorológicas en la región. Se construyó una interface digital para la visualización de los datos históri-cos que se encuentra disponible en http://vac.ciifen-int.org, con datos diarios desde 1960 a 2009. Este gran paso en el intercambio e integración regional de datos climáticos es inédi-to y escribe una nueva historia en la cooperación de los Servicios Meteoro-lógicos de la región. La base regional de datos climáticos es administrada por el CIIFEN y para su funcionamien-to fue elaborado un Protocolo que ha sido aprobado y firmado por los SMHNs1 de los 6 países y el CIIFEN. (Figura 5.2)

5.4. Modelación estadística y diná-mica

El proyecto realizó un esfuerzo consi-derable para fortalecer las capacida-des de pronóstico climático (1-3 me-ses) en los 6 países. Considerando, que uno de los pilares de un sistema de información climática debe partir de información confiable y cuyos pro-nósticos reduzcan la subjetividad e incrementen su solidez, el sistema fue trabajado con base en herra-mientas estadísticas y modelos nu-méricos cuya concepción se ajuste lo más posible a las condiciones de cada país. Esta particular actividad constituyó todo un desafío para el CIIFEN y el equipo de proyecto prin-

1. SMHNs: Servicios Meteorológicos e Hidrológicos Nacionales.

MEMORIAS TÉCNICAS

31

5.5. De la alerta temprana climática a la Gestión de Riesgo

Uno de los más importantes pilares de las iniciativas del CIIFEN son las herramientas de apoyo a la toma de decisiones. Para el sector agrícola en particular se diseñó un sistema de información geográfica en el cual se representaba espacialmente la vul-nerabilidad de una serie de cultivos seleccionados por cada país en las áreas de ejecución del proyecto y en donde se incluyó múltiples capas de información que permitían definir los niveles de exposición al clima, los niveles de resiliencia basados espe-cialmente en parámetros sociales, económicos, políticos e instituciona-les. La caracterización del territorio en cuanto a su uso, la capacidad de retención de agua, su topografía, tex-tura entre otros factores. En el caso de los cultivos, los ciclos fenológicos y sus diferentes requerimientos cli-máticos, fueron estimados con base

Figura 5.2. Base de Datos Climática Regional.

cipalmente porque las asimetrías entre los países participantes del proyecto en este campo eran muy importantes. Pese a presentarse variadas y consi-derables limitantes en la implemen-tación del sistema, fue posible la pro-visión de estaciones de trabajo para los SMHNs de los países y se trabajó en dos frentes de forma paralela. En cuanto a modelación estadística se trabajó con los países en el uso de una herramienta mundialmente reco-nocida para efectuar “Downscaling” estadístico y que fue desarrollada por el IRI y es el “Climate Predictability Tool (CPT)”. Se combinaron talleres regionales, con un acompañamiento de expertos en cada país, se sistema-tizaron las valiosas experiencias de los equipos de pronóstico en cuanto a la selección y empleo de parámetros predictores tanto atmosféricos como oceánicos, se trabajó en la validación de los pronósticos, y luego de un lar-go proceso, los 6 SMHNs estuvieron en plena capacidad de generar pro-nósticos estacionales y en algunos casos mensuales y bimensuales. Con ciertas diferencias, durante la vida del proyecto estos pronósticos estadís-ticos alcanzaron su fase operacional en todos los países, proveyendo en la mayoría de los casos pronósticos en un horizonte de tiempo inédito. En esta componente de igual forma se trabajó muy de cerca con los SMHNs y se efectuaron dos talleres regionales de entrenamiento en modelación nu-mérica. Los experimentos numéricos continúan y en al menos tres países ya están operacionales.

Base Regional deDatos Climáticos

Primer esfuerzo de integración entre los SMHNs Bolivia, Chile, Colombia, Ecuador, Perú y Vanezuela.

Visualizador de datos.

4´153.000 registros.

171 estaciones 1960 a 2009.

http://vac.ciifen-int.org


32

en información histórica y obtenida en el terreno. De igual manera para los cultivos se consideró, la sensibilidad a plagas y enfermedades más relacio-nadas con el clima. Las capas de in-formación que permitieron estimar la vulnerabilidad fueron ponderadas de acuerdo a la región y el cultivo, poste-riormente la información fue cruzada con capas dinámicas derivadas del pronóstico estacional de lluvias, tem-peraturas máximas y mínimas, para finalmente obtener mapas dinámicos de riesgo agroclimático por cultivo. El sistema fue validado en cada país y trabajado de cerca con los expertos en cada SMHN. Finalmente, el sistema es capaz de generar mapas que se ac-tualizan con cada nuevo pronóstico, proveyendo escenarios de riesgo a tres meses y en la medida que sean disponibles los pronósticos. El usua-

rio puede visualizar la capa de vulne-rabilidad, el pronóstico y además el riesgo asociado para la próxima es-tación en una escala de colores muy sencilla desplegada en el mapa. (Figu-ra 5.3). Los mapas de riesgo agro-cli-mático se transformaron entonces en la herramienta básica de orientación de los agricultores.

5.6. Fortalecimiento de Capacidades

El CIIFEN ha trabajado intensamente, en el fortalecimiento de capacidades y articulación de redes. En los últimos años, hemos desarrollado en el mar-co de nuestros proyectos numerosos cursos de entrenamiento debidamen-te conectados con toda una estrategia de fortalecimiento de capacidades en cuanto a la provisión de servicios cli-máticos (Figura 5.4).Entre los cursos dictados se encuen-tran:

• Curso Regional de Modelación Esta-dística (Maracay-Venezuela, 2007).

• Curso Regional de Modelación Diná-mica I (Lima-Perú, 2007).

• Curso Regional de Mapeo de Riesgo Agroclimático (Guayaquil - Ecuador, 2008)

• Curso Regional de Modelación Diná-mica II (Guayaquil-Ecuador, 2008)

• Curso de análisis y procesamiento de Datos climáticos (Maracay-Vene-zuela, 2008)

Figura 5.3. Mapas de Riesgo Climático Agrícola. Pro-yecto BID. Iniciativa Bienes Públicos Regionales.

MEMORIAS TÉCNICAS

33

• Cursos de entrenamiento de exper-tos en la región en IRI (2007, 2008)

Como resultado más de 150 expertos de la región han sido entrenados, y se han consolidado tres redes o Grupos de Trabajo, que están activas:

• Grupo Regional de Modelación Nu-mérica.

• Grupo Regional para el Pronóstico Estacional

• Grupo regional de Indicadores de Cambio Climático.

Especial mención merece el reciente Taller Iberoamericano de Predicción estacional 1 (TIPE 1) que contó con la presencia de 19 países y 52 partici-pantes y su nueva edición TIPE 2, que se realizó en noviembre del 2009, en Guayaquil, Ecuador.

5.7. Conectando Productos Climáti-cos a los tomadores de decisión.

El proyecto destinó un importante esfuerzo para trabajar en la fase más crítica del proceso de la diseminación de información, llegar a los usuarios finales sin mayores interferencias o intermediarios, para ello una vez que todos los sistemas tecnológicos alcanzaron su etapa operacional, se trabajó intensamente en las áreas seleccionadas de cada país para ma-pear actores, establecer alianzas, contactar y articular a los medios de comunicación. Especial esfuerzo se

desplegó para involucrar al sector pri-vado, objetivo alcanzado con bastan-te éxito por los resultados y sostenibi-lidad. Se logró el apoyo de compañías de telefonía móvil para diseminar sin costo mensajes de alerta climática a una vasta red de usuarios. De igual forma se logró incluir los productos generados por algunos de los SMHNs en Revistas de amplia distribución en el sector agrícola y sin costo para los proveedores de la misma. Se alcanza-ron importantes alianzas con radios comunitarias que inclusive hicieron posible la diseminación de boletines climáticos en lenguaje nativo, entre otros importantes logros que de-muestran, la factibilidad de establecer sistemas efectivos de información cli-mática que atiendan las necesidades de los usuarios más remotos. (Figura 5.5).

Figura 5.4. Talleres de entrenamiento para el fortalecimiento de capacidades institucio-nales.


34

5.8. Planes Futuros

El CIIFEN considera que en la AR III (Sudamérica), podrían desarrollarse algunas iniciativas que con relativa facilidad podrían tener una pronta im-plementación y un gran impacto:

• Aplicaciones climáticas para el re-curso agua (Regional).

• Gestión de Riesgo Climático aplica-do al sector salud y energía (Piloto)

• Atlas de Riesgos e Impactos Climá-ticos (Piloto)

• Sistemas de Alerta Temprana Local (Piloto)

Figura 5.5. Sistema de Información Operacio-nal para el Oeste de Sudamérica.

• Indicadores de Cambio Climático de soporte para las estrategias de adap-tación (Piloto).

• Sistema de difusión de información climática a nivel comunitario (Piloto).

• Sistema Regional para la gestión de emergencias climáticas agrícolas.

• Proyecto demostrativo de los bene-ficios económicos y sociales de la in-formación climática. (Piloto).

• Boletín de Perspectivas Pesqueras para el Pacífico Oriental.

MEMORIAS TÉCNICAS

35

David E. Matamoros C., Ph. D.

María del Pilar Cornejo de Grunauer, Ph. D.

Centro de Agua y Desarrollo

Sustentable, Escuela Superior

Politécnica del Litoral,

Campus Gustavo Galindo

Tel: (593) 4 2269478; (593) 4 2269468

[email protected]

GUAYAQUIL - Ecuador

6.1. Antecedentes Históricos

En 1999, la Escuela Superior Poli-técnica del Litoral (ESPOL) inició un programa de Cooperación Interinsti-tucional con el Consejo de Universi-dades Flamencas de Bélgica (VLIR) por el lapso de 10 años. El Programa VLIR – ESPOL se centró básicamente en el desarrollo de la investigación en diversas áreas del conocimiento: edu-cación superior, ambiente y desarrollo sustentable, biotecnología, acuicultu-ra, materiales, emprendimiento y ro-bótica. Cada uno de estos programas contribuyó tanto en creación de capa-cidad investigativa en Ecuador (más de 15 Ph. D. integrados a la ESPOL) como en el desarrollo de productos al servicio del país.En el caso del Proyecto 4 de dicho Pro-grama, área de Ambiente y Desarrollo Sustentable, se logró estructurar un grupo multidisciplinario que instauró un modo de trabajo transdisciplinario. Este grupo se inició con especialistas en el área ambiental, economía agrí-cola, biología, ingeniería civil, acuicul-tura, oceanografía, sociología e inge-niería química. Uno de los principales ejes de investigación del grupo fue el impacto de la contaminación del Re-curso Hídrico (superficial, subterrá-neo y marino).Antes de concluir los 10 años de co-operación, fue definida la necesidad de establecer una estructura susten-table del grupo para la continuación de la investigación una vez que el Pro-grama VLIR – ESPOL llegara a su fin. Por tal motivo, las autoridades de la ESPOL apoyaron la iniciativa del Pro-yecto 4 en conformarse como Centro

EL CENTRODE AGUAS Y

DESARROLLOSUSTENTABLE

(CADS)EN LA ESPOL

de Investigación desde el 2008, inte-grándose al proyecto Parque del Co-nocimiento que agrupará a todos los Centros de Investigación de la ESPOL.

6.2. Influencia Institucional del CADS

En los primeros años de existencia, el Centro de Agua y Desarrollo Sus-tentable ha trabajado con diversas instituciones públicas del Ecuador en la propuesta y ejecución de proyectos relacionados con la temática del Agua y el Desarrollo Sustentable. Entre los proyecto se anotan:

• Secretaría Nacional de Planificación – SENPLADES: Participación en mesas de trabajo.

• Ministerio del Litoral: Propuestas de investigación para protección de la cuenca aportante del embalse Daule – Peripa.

• Ministerio de Medio Ambiente -MAE: Gestión de humedales y propuestas de proyectos.

• Comisión de Estudios para el Desa-rrollo de la Cuenca del Río Guayas y Península de Santa Elena -CEDEGE: Valoración del recurso agua.

• Secretaría Nacional de Riesgos -SNGR: Proyecto de diagnóstico de riesgos y vulnerabilidades en la línea costera ecuatoriana.

• Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología -INAMHI: Cambio climático y el impacto al recurso agua.

6


36

En el ámbito internacional, el CADS ha logrado posicionarse en diversas redes de investigación con diversas instituciones públicas y privadas:

• Universidades: Universidad de Gante (Bélgica), Universidad Libre de Bruselas (Bélgica), Universidad de Lovaina (Bél-gica), Universidad de Can Tho (Vietnam).

• Organismos Internacionales: UNESCO (Programas HELP, PCCP y otros), Pro-yecto Binacional ITAIPU (monitoreo biótico de ríos, programa Agua Buena), IRD (propuesta de monitoreo hidrológi-co y capacitación), Comunidad Europea (monitoreo de humedales).

6.3. Investigación y Resultados

Acorde con la transdisciplinaridad del Centro de Agua y Desarrollo Sustenta-ble, se ha realizado investigaciones en diversas áreas del conocimiento rela-cionadas con el Recurso Agua.

• Modelación de la contaminación hídrica

• Monitoreo biótico de la contamina-ción en cuerpos de agua superficial

• Desarrollo de herramientas para la toma de decisiones en la Gestión de Recursos Hídricos

• Capacitación y extensión de resulta-dos de la investigación

Es importante señalar que desde No-viembre de 2008, el CADS está oficial-mente trabajando en un proyecto FP7 financiado por la Comunidad Europea

(EU). El proyecto se llama “MEJORA DEL ROL DE LOS HUMEDALES EN EL MANEJO INTEGRADO DE LOS RECURSOS HÍDRICOS PARA CUENCAS HERMANAS UBICADAS EN LA COMUNIDAD EURO-PEA, ÁFRICA Y SURAMÉRICA EN APOYO DE LAS INICIATIVAS DEL AGUA DE LA EU.” La duración del proyecto es de 3 años con un presupuesto aproximado de 230000. El sitio seleccionado para el estudio en Ecuador es el Humedal Abras de Mantequilla, ubicado en la Provincia de Los Ríos. El proyecto se enfoca en los siguientes aspectos:

• Análisis de Involucrados/Afectados (Stakeholders)

• Diagnóstico de línea base ambiental del humedal

• Análisis Institucional que involucra los aspectos legales existentes en el Ecuador y el traslape institucional que pudiera afectar la gestión del humedal

• Análisis de la potencial afectación por cambio climático

• Análisis de las brechas de informa-ción para poder mejorar la gestión

• Desarrollo y aplicación de modelos hidrológicos y de contaminación

• Talleres de capacitación

6.4. Impacto en la Educación y el Co-nocimiento

El CADS, tiene entre sus objetivos la transferencia del conocimiento rela-

MEMORIAS TÉCNICAS

37

han registrado de manera gratuita delegados de las cuencas HELP de Latinoamérica y el Caribe (Ecuador, Perú, Brasil, Uruguay, Panamá, Puerto Rico). Dependiendo de los resulta-dos a ser obtenidos al final del curso, UNESCO usaría este curso dentro de sus programas de capacitación virtual en el futuro.

6.5. El Futuro

Las perspectivas futuras del CADS son prometedoras a medida que se obtiene más apoyo de parte de las autoridades de la ESPOL, así como de organismos internacionales. Se espe-ra que a corto plazo, las instalaciones definitivas del CADS en el Parque del Conocimiento – PARCON de la ESPOL se encuentren terminadas. La infra-estructura tendrá capacidad para dar cabida a más de 30 investigadores con instalaciones amigables con el Medio Ambiente. Adicionalmente, se contará con un auditorio para ser usado en capacitación y transferencia de conocimiento / tecnología (figura 6.1).

cionado a la temática del agua hacia la sociedad ecuatoriana. Para contribuir con este objetivo, los investigadores del CADS junto con investigadores de otras áreas de ESPOL (CICYT, Pro-grama VLIR – ESPOL y FIMCM) están involucrados en un proyecto para de-sarrollar programas de Maestría Con-juntas con otras Universidades.Este proyecto está siendo apoyado por el Programa de Cooperación Nor-te – Sur – Sur del VLIR (Bélgica). En una primera aproximación se plantea iniciar un Programa de Maestría en Ciencias del Agua en conjunto con la Universidad de Cuenca (Ecuador) y la Universidad de Can Tho (Vietnam). El Programa ha sido aprobado por las universidades participantes, y al momento se espera la aprobación del Consejo Nacional de Educación Su-perior (CONESUP). Se prevé el inicio del primer ciclo académico antes de fines de año. El proyecto global se ha sido denominado: “DESARROLLO DE PROYECTOS INTEGRADOS Y PASANTÍAS COMO PIEDRAS ANGULARES EN EL DE-SARROLLO CURRICULAR APUNTANDO A TÍTULOS CONJUNTOS DE MAESTRÍA EN CIENCIAS”Un segundo proyecto del CADS, rela-cionado con la educación en el área del Recurso Agua, comprende el de-sarrollo de Cursos Virtuales. El pro-yecto cuenta con el financiamiento de UNESCO dentro del Programa HELP – LAC (http://portal.unesco.org). El curso desarrollado versa sobre COSE-CHA DE AGUA y ha sido implementado sobre la plataforma virtual SIDWEB de la ESPOL (http://www.sidweb.espol.edu.ec). A la fecha se ha iniciado una versión piloto del curso en la que se

Figura 6.1. Diseño planificado de las instala-ciones del CADS-ESPOL

39MEMORIAS TÉCNICAS

Álvaro Ismael Murcia CabraGerente Centro Nacional de Despacho

XM Compañía de Expertos

en Mercados S.A. E.S.P

(574) 317 29 29

[email protected]

MEDELLÍN - Colombia

7.1. Generalidades

El Niño se ha definido como una per-turbación del sistema océano-atmós-fera en el Pacífico tropical, con conse-cuencias importantes para el estado del tiempo y el clima en grandes par-tes del globo terráqueo (NOAA). Esta perturbación, que junto con la osci-lación del sur, hace parte de un com-plejo fenómeno que abarca todo el Pacífico tropical, conocido como El Ni-ño-Oscilación del Sur (ENOS), consta de dos fases bien definidas: El Niño y La Niña. El primero se caracteriza por la presencia de aguas superficiales en el Pacífico tropical más calientes de lo normal, en tanto que durante La Niña se observa un enfriamiento generali-zado de las aguas en dicha región.Entre los impactos más relevantes de El Niño sobre Colombia, se han iden-tificado entre otros, una notoria re-ducción de las precipitaciones sobre la mayor parte del territorio nacional, decaimiento del rendimiento hídrico estacional en las cuencas hidrográfi-cas, aumento de la temperatura me-dia ambiental y del número de incen-dios forestales. Por otro lado, estos impactos varían en extensión y forta-leza durante cada uno de los eventos analizados, sin llegar a observarse una función de causalidad lineal entre El Niño y la respuesta del clima.

Impactos de El Niño en el Sector Eléctrico Colombiano

Colombia en calidad de país rico en recursos hídricos, es natural que el desarrollo de su infraestructura de generación de energía eléctrica se ba-

EL NIÑO Y SUIMPACTO EN EL

SECTOR ELÉCTRICO EN COLOMBIA

7sara desde un principio en el aprove-chamiento del recurso. Sin embargo, esta situación colocaría al país en una situación particularmente vulnerable ante la ocurrencia del fenómeno de El Niño por el déficit en lluvias. La apa-rición de esquemas de remuneración en el Mercado Eléctrico Colombiano tales como el Cargo por Capacidad y el Cargo por Confiabilidad, han fomenta-do el desarrollo de centrales de gene-ración eléctrica, cuyo funcionamiento se basa en combustibles fósiles de diferente naturaleza.En función de la necesidad de atender la demanda de energía para el año 2009 (54,679.1 GWh) y de potencia (9,290 MW) en Colombia, el Sistema Interconectado Nacional de Colom-bia (SIN) dispuso de una capacidad efectiva neta instalada de 13,490.8 MW de los cuales el 96% de ellos son recursos de generación despachados centralmente y distribuidos de la si-guiente manera:

• Hidráulicos (8,525 MW), • Térmico a gas (2,757 MW), • Térmico a carbón (979 MW),• Térmico a combustóleo (187 MW), • Térmico a fuel oil (434 MW).

Los recursos no despachados central-mente suman 608.8 MW de los cuales 573.8 MW corresponde a generadores hidráulicos y el resto corresponde a pequeñas plantas térmicas (83.4 MW), cogeneradores (35.0 MW) y una planta eólica (18.4 MW). Los embal-ses del SIN asociados a las plantas hidráulicas poseen una capacidad máxima útil de 15,428.4 GWh. En la Figura 7.1 se presenta el mapa con la


40

ubicación de las principales centrales de generación de energía en Colom-bia.Existen una gran cantidad de estudios técnicos y artículos científicos bien documentados, que presentan el im-pacto de El Niño en el clima colombia-no, y en particular en el Sector Eléctri-co Colombiano. Por ejemplo, el IDEAM ha publicado recientemente mapas de impacto de un El Niño “promedio” en las precipitaciones sobre Colom-bia. La Figura 7.2 permite apreciar las alteraciones probables de las precipi-taciones sobre el territorio nacional durante el último trimestre del primer año de ocurrencia de El Niño (para el evento que actualmente se presenta sería el período oct-dic/2009). La Fi-gura 6.3, muestra dicha afectación para el siguiente trimestre, en este caso ene-mar/2010.Las figuras 7.2 y 7.3 permiten obser-var que las áreas en las cuales se en-cuentran localizados los principales embalses del SIN, corresponden a las

áreas de mayor impacto de El Niño, ocasionando déficit de lluvias. Para apreciar la influencia del evento actual de El Niño sobre el comportamiento de los aportes energéticos al SIN du-rante 2009, se recurre a la curva acu-mulada de energía (de manera similar a como se hace con la precipitación y su curva de acumulada de masas). La Figura 7.4 muestra el comportamiento de los aportes energéticos agrega-dos para todo el SIN durante 2009. La curva de 2009 (en verde) estuvo a comienzos de año arriba de la curva de aportes promedio (en azul), mos-trando aportes sobre los promedios históricos, que reflejaron la fase final de La Niña 2008-09. A partir de mayo el gradiente de la curva de 2009 se fue reduciendo y las curvas se aproxi-maron paulatinamente. El resultado es el reflejo de la reducción de aportes energéticos y el inicio del impacto de El Niño 2009-10 en gestación.En septiembre de 2009, por primera vez se observó un déficit acumulado anual, con incremento en función del tiempo. El déficit de aportes energé-ticos de 2009 fue alrededor del 11%. Podría no parecer alto el nivel de im-pacto; sin embargo, hay que recordar que los aportes energéticos “en exce-so” durante la primera parte del año permitieron atenuar el impacto de los últimos nueve meses consecutivos con déficit de aportes energéticos (ver Figura 7.5).La figura 7.5 muestra un rango de aportes deficitarios con nueves me-ses de duración (mayo/09-enero/10), que iguala al registro de El Niño 2002-03. Sin embargo, dadas las proyec-ciones climáticas de las agencias

Figura 7.1. Mapa con localización decentrales de generación

Figura 7.3. Impacto de El Niño sobre la precipitación en Colombia durante primer trimestre del segundo año de ocurrencia.

Fuente: IDEAM.

Figura 7.2. Impacto de El Niño sobre la precipitación en Colombia durante último

trimestre del primer año de ocurrencia. Fuente: IDEAM.

MEMORIAS TÉCNICAS

41

Figura 7.4. Curva de Energía Acumulada Sistema Colombiano, 2009.

Figura 7.5. Aportes energéticos agregados al SIN, expresados en porcentaje de la media.

Figura 7.6. Evolución precio de Bolsa y Aportes energéticos agregados al SIN

nacionales (IDEAM) e internacionales (NOAA, BOM, etc.) es posible que la ac-tual situación llegue a superar a la de dicho evento.El impacto del comportamiento de los aportes al SIN sobre el precio de la energía eléctrica en el Mercado Eléc-trico Colombiano puede apreciarse en la Figura 7.6, donde se muestra que, ante disminución de los aportes, el precio de la energía aumenta. Por ejemplo, se observa la variación al in-cremento en los años 97 – 98 y 2009, que coinciden con años Niño.

7.2. Información Climática al servi-cio de la toma de decisiones

Dado el gran impacto que ha tenido El Niño sobre el Sector Eléctrico Colom-biano (SEC) que en 1992 ocasionara un racionamiento generalizado en Colombia, la creciente preocupación de la comunidad internacional por el evidente cambio climático por el que viene atravesando el planeta, el ca-lentamiento global y el aumento de la incertidumbre en el comportamiento futuro del clima, es fundamental que sectores como el de acueducto y sa-neamiento urbano, riego, navegación y en particular el eléctrico, asuman con responsabilidad el reto planear el comportamiento de esta variable y su impacto en cada sector, para en el cor-to, mediano y largo plazo. Esto es de fundamental importancia en países como Colombia, donde los embalses para aprovechamiento hidroener-gético son principalmente de baja regulación (estacional o mensual y algunos que operan a borde de agua),


42

dificultando la posibilidad de almace-nar agua durante largos períodos de tiempo. Considerando lo expuesto, en Colom-bia el Sector Eléctrico ha incorporado en su planeamiento y operación la información climática (registros his-tóricos y predicción) generada por los servicios hidrometeorológicos mun-diales. Entre las variables climáticas más consultadas en el Sector Eléctri-co se encuentra el contenido de calor superficial en el Pacífico tropical por su alta correlación con el clima co-lombiano, la cual es coherente con las altas temperaturas ambiente, cielos

la intensificación de las anomalías a finales del año 2009, que coincidió con una ola de calor registrada sobre la mayor parte de Colombia hacia el mes de diciembre de 2009 y lo que va de enero de 2010.Los servicios hidrometeorológicos más consultados por el Sector Eléctri-co incluyen el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) en Colombia e institutos de investigación climática mundiales, tales como el International Research Institute for Climate and Society (IRI, http://portal.iri.columbia.edu/portal/server.pt), el Bureau of Meteorology (BOM, http://www.bom.gov.au/clima-te/ahead/ENSO-summary.shtml), Climate Prediction Center adscrito al National Weather Service de la NOAA ( CPC, http://www.nws.noaa.gov/ ), el European Centre European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF, http://www.ecmwf.int/), el Experimental Climate Prediction Center del Scripps Institution of Oceanography (http://meteora.ucsd.edu/~pierce/el-nino/elnino.html ), entre otros.Adicionalmente, y en el marco de conexión institucional entre las em-presas asociadas al Sector Eléctrico Colombiano, existe el Consejo Nacio-nal de Operación (CNO), conformado por representantes de empresas de generación, distribución, comerciali-zación de energía y el operador del SIN (XM). El CNO consta de Comités, ente los cuales está el Comité de Operación, que incluye a su vez el Subcomité Hi-drológico y de Plantas Hidráulicas (SHyPH), integrado por expertos de las áreas técnicas de todas las empresas con asiento en el CNO (Figura 7.9).

Figura 7.7. Anomalías del contenido de calor superficial en el Pacífico Ecuatorial (0-300

m). Fuente CPC-NWS.

Figura 7.8. Resultados de modelos diná-micos y estadísticos de predicción de las

ATSM. Fuente: IRI.

despejados, bajas precipitaciones, etc. La Figura 7.7 muestra la evolu-ción de las anomalías de contenido de calor superficial durante 2009, en donde claramente se observa la ges-tación en el Pacífico occidental y el desarrollo posterior del actual even-to El Niño, cuyo impacto en el Sector Eléctrico empezó a ser notorio a partir de mayo de 2009 (véase Figura 7.5). También se puede ver en la Figura 7.7

MEMORIAS TÉCNICAS

43

El Subcomité mantiene reuniones mensuales y analiza temas dentro de su área temática de acción, que pueden ser de interés para las em-presas. Una de las tareas asignadas a este Subcomité corresponde al se-guimiento de la situación climática general (océanos Pacífico y Atlántico, mar Caribe), y el estado actual del cli-ma nacional, para lo cual se asesora del IDEAM. Así mismo, prepara esce-narios hidrológicos determinísticos para todas las series hidrológicas uti-lizadas en el planeamiento indicativo. Estos escenarios se componen del pronóstico hidrológico del próximo año y dos escenarios de sensibilidad adicionales (deficitario y de superá-vit), o bandas de confianza.El valor agregado de la información proveniente de las agencias interna-cionales, del IDEAM y del CNO, res-pecto al fenómeno de El Niño radica en el mejoramiento de los procesos de planeación operativa y de toma de decisiones en el Sector Eléctrico Co-lombiano, enfocando las actividades en la mitigación del riesgo de desa-bastecimiento de la demanda. En el caso particular del actual Fenómeno del Pacifico, para la primera mitad del 2009, los modelos analizados suge-rían una alta probabilidad de ocurren-cia del fenómeno durante el segundo semestre del año, por lo cual, desde las diferentes áreas organizativas de XM y en especial del equipo de Planeación Operativa, se acometió el desarrollo de los análisis energéticos considerando diferentes escenarios con bajos aportes hídricos, apoyados en la información histórica de even-tos anteriores (1991 – 1992 y 1997

– 1998) y proyecciones de diferentes modelos matemáticos y heurísticos. Con los resultados de las simulacio-nes, se identificaron los riesgos más relevantes y las acciones que los sec-tores eléctrico y de abastecimiento de combustibles deberían adoptar para mitigarlos. Una vez confirmada la presencia del fenómeno El Niño en septiembre de 2009, las señales hidrológicas de las agencias y los re-sultados obtenidos por la planeación operativa sirvieron a los diferentes actores del Sector para establecer señales regulatorias y operativas que han permitido controlar el impacto de la temporada seca en la atención de la demanda.En función de lo anterior, XM involu-cra los horizontes de Largo, Mediano y Corto Plazo en los análisis energé-ticos ante situaciones críticas. En el Largo Plazo, se realizan simulaciones estocásticas de los modelos energéti-cos a 5 años considerando 100 series hidrológicas y proyecciones de creci-miento alto de la demanda, con reso-

Figura 7.9. Conexión institucional entre el SEC y el insumo climático.

Consejo Nacional de Operación, CNOGeneradores Comercializadores

Comité de Operación, CO

IDEAM

Centros de Predicción Climática

NOAABOM

ECWMFIRI

Subcomité Hidrológico y dePlantas Hidráulicas, SH y PH

Transportadores XM


44

lución mensual. Con los resultados, se analiza la evolución de las diferentes variables energéticas observando el comportamiento de la confiabilidad en el horizonte de estudio. Los análisis energéticos de Mediano Plazo utilizan la función de costo fu-turo de la simulación de Largo Plazo con el fin de garantizar la consistencia con dichos resultados. Estos análisis consideran hidrologías determinísti-cas de 2 años, construidas utilizando la información de fenómenos El Niño anteriores, tal como se expuso en el párrafo anterior. En esta simulación

se utiliza una resolución semanal y se observa en detalle la evolución del embalse y las diferentes variables energéticas con el fin de identificar las medidas necesarias para que el nivel mínimo de embalse al final del verano sea consistente con la señal de Largo Plazo.En el corto plazo se realizan simula-ciones con horizontes de una sema-na con características similares al mediano plazo, con resolución hora-ria. Estas simulaciones tienen como objetivo lograr una evolución de em-balse que permita obtener los mis-mos niveles que la señal de mediano plazo al final del horizonte de una semana. En este caso se obtienen valores de referencia de generación térmica e hidráulica en el SEC para la programación de la operación.En la Figura 7.10 se evidencia el efecto de las acciones tomadas en respuesta a las señales climáticas, es así como a partir de septiembre de 2009 se ob-serva un incremento en la generación térmica y una disminución en la gene-ración hidráulica. El comportamiento de la generación térmica desde septiembre ha posibi-litado que las reservas hídricas en los embalses disminuyan a una tasa ade-cuada para asegurar el cubrimiento de la demanda haciendo uso racional del recurso agua. Adicionalmente, el sector eléctrico está adelantando las siguientes acciones para la optimiza-ción del recurso hídrico:• Monitoreo permanente • Coordinación efectiva Gas-Electricidad• Tener instrumentos legales y regulatorios que permitan flexibilidad

Figura 7.10. Evolución de la generación por tipo de combustible

Figura 7.11. Conexión institucional entre el SEC y el insumo climático

MEMORIAS TÉCNICAS

45

y agilidad en la toma de decisiones operativas• Maximizar la disponibilidad térmica • Asegurar el abastecimiento de com-bustibles necesarios para el sector termoeléctrico • Racionalizar las exportaciones de energía • Adelantar campañas para uso racio-nal de energía

Con el fin de realizar un monitoreo de la evolución de las reservas hídricas almacenadas en los embalses del SIN frente a un fenómeno de El Niño, el operador del SIN (XM) creó El Índi-ce General Energético (IGE) el cual plantea la diferencia, en porcentaje, entre el valor del nivel del embalse útil esperado en un escenario de refe-rencia critico modelado (que pretende representar la presencia de un Niño severo), respecto al valor del embal-se real. Siempre que el indicador sea positivo significa que el valor real está por encima del valor del escenario de referencia o nivel de alerta, lo que representa una ganancia en el nivel del embalse, o lo que es lo mismo, un ahorro en el gasto del agua con rela-ción a lo esperado en el escenario de referencia crítico. En la Figura 7.11 se muestra la evolución de las reservas hídricas desde agosto 1 de 2009 y el valor del IGE al 19 de enero de 2010, el cual fue de 14.84%, que corresponde a la diferencia entre el nivel real de los embalses a la fecha (61.04%) y el ni-vel de referencia (46.2%). Finalmente, en la Tabla 7.1 se presenta el comportamiento de las principales variables operativas del SIN Colombia-no durante 2009, en la que puede ob-

servarse que la generación en 2009 fue principalmente hidráulica, con una participación del 71%, cuya ma-yor participación se presentó duran-te los primeros siete meses del año, donde existió abundancia del recurso hídrico.

Tabla 7.1. Estado de SIN al 31 de diciembre de 2009

Variable

Demanda de energía del SIN (GWh)Generación hidráulica despachada centralmente (GWh)Generación térmica despachada centralmente(GWh)Generación menores y cogeneradores (GWh)Demanda máxima de potencia (MW)Volumen útil diario (GWh)Volumen respecto a capacidad útil (%)Capacidad máxima útil de embalsamiento del SIN (GWh)Aportes hídricos (GWh)Aportes respecto a la media histórica (%)Vertimientos (GWh)Importaciones (GWh) Exportaciones (GWh) Capacidad neta SIN (MW)

2009

54,679.138,713.814,487.72,759.39,290.010,000

64.8%15,428.443,158.5

88.8%440.6

20.81,358.3

13,490.8

7.3. Conclusiones

• El comportamiento del clima en el Pacífico ecuatorial, en particular la fase positiva del ENOS ejerce un impacto decisivo sobre el clima en Colombia y en particular en el Sector Eléctrico. Las precipitaciones se redu-cen dramáticamente y en consecuen-cia el escurrimiento de las cuencas hidrográficas, utilizadas en la genera-ción de energía eléctrica.

• Variables climáticas como las ano-malías de la temperatura superficial del mar en el Pacífico tropical, el con-tenido de calor superficial, entre otras permiten evaluar la fortaleza de un evento El Niño.

• Los pronósticos climáticos de las anomalías de la temperatura superfi-cial del mar, provenientes de los cen-tros climáticos, así como la estrecha colaboración institucional en el sector eléctrico, han permitido disponer de información de gran valor para el uso de los recursos energéticos.

CAPACIDADESINSTITUCIONALES

MEMORIAS TÉCNICAS

49

Roddy HendersonNIWA, PO Box 8602, Christchurch

8440, New Zealand

[email protected]

NEW ZEALAND

8.1 Introducción

Por más de diez años (desde julio de 1999), el Centro Nacional de Clima de NIWA ha realizado predicciones para los próximos tres meses de lluvias esperadas, temperatura del aire, nive-les de humedad del suelo y de cauces de agua para seis regiones amplias de Nueva Zelanda. Las predicciones se publicaron originalmente a través de un boletín mensual “The Climate Update” y actualmente, se encuen-tran a disposición del público a través de Internet y versiones de medios de comunicación. Los usuarios de las predicciones de humedad de suelo incluyen a los sectores agrícolas y hortícolas. Los usuarios de las predic-ciones de flujo de los cauces de agua incluyen empresas hidro-eléctricas y responsables regionales y distritales de la administración de recursos hí-dricos y de suministro de agua. El método utilizado para proyectar las predicciones de clima en los pronós-ticos de la humedad del suelo y del caudal de los ríos se basa en la comu-nicación entre el centro climatológico (ubicado en Wellington y Auckland) y los hidrólogos (basados en Christ-church). En diez años de operacio-nes rutinarias mensuales, una mayor comprensión entre las dos áreas de la ciencia ha sido desarrollada con mayor conciencia de las disciplinas científicas y la terminología de las respectivas contrapartes. Un aspecto central del enfoque es una teleconfe-rencia mensual que llevan a cabo los climatólogos, durante horas de la ma-ñana, para llegar a un consenso sobre las perspectivas del clima. La telecon-

PERSPECTIVASHIDROLÓGICASESTACIONALESPRODUCCIÓN

Y USO:LA EXPERIENCIA DE

NUEVA ZELANDA

8ferencia cuenta con la participación de un hidrólogo, para transferir por la tarde la información a los hidrólogos, con el fin de realizar el pronóstico hi-drológico.En agosto de 2001, las prediccio-nes de humedad y flujos de los cau-ces de agua pasaron de ser simples predicciones “sobre el promedio”, “promedio” o “bajo el promedio” para una determinada época del año, a pronósticos probabilísticos cuantita-tivos. Estos se presentan como una posibilidad de que cada variable se encuentre en la parte inferior, media o superior del tercil de la distribución experimentada durante un período histórico normal. Debido a que las predicciones son cuantitativas, la precisión puede evaluarse en compa-ración con los resultados de flujos. La evaluación de exactitud de predicción de humedad de suelo aún debe de ser desarrollada. Los usuarios han sido relativamente lentos en adoptar las predicciones, debido en parte a la gran incertidumbre existente y a una falta de sofisticación de los usuarios.

8.2 Predicción del Clima y Resultados

La información climática se produce a partir de registros de datos climáti-cos de buena calidad y de la oportuna conversión de los datos en informa-ción sobre el estado de las actuales condiciones. Muchas de las estacio-nes climáticas de Nueva Zelanda son automatizadas, con transferencia dia-ria de datos a la base de datos centra-lizada de clima (CLIDB). Los modelos ejecutados con estos datos proporcio-


50

nan cobertura nacional de variables que son claves, como la lluvia, la tem-peratura y la humedad del suelo. Téc-nicas de interpolación espacial y mo-delado de la serie de tiempo permiten la evaluación de los resultados de los últimos tres meses dentro de un día o dos al final de cada mes. Información tabular y cartográfica puede ser pro-ducida para ser utilizada en el proce-so de predicción estacional y para la difusión a varios clientes. Además de las variables utilizadas en el proceso de predicción estacional, también se incluyen heliofanía, radiación solar, temperatura de la superficie del mar y presión barométrica.La predicción del estado del clima de los próximos tres meses se basa en las señales globales como el estado de la El Niño Oscilación del Sur, (ENOS interanual), la Oscilación Interdecadal del Pacífico, entre otras, y las conse-cuencias que tienen estos eventos a escala local y nacional (obtenida de registros anteriores y estudios cien-tíficos). El conocimiento científico local sobre la circulación, las estacio-nes y las herramientas de predicción estadística desarrolladas en base a situaciones similares ocurridas en el pasado y regímenes de regresión, son utilizados para predecir las variables climáticas con uno a tres meses de an-telación. Más de diez modelos de clima mundial ofrecen predicciones sobre el estado de la Temperatura Superficial del Pacífico y del comportamiento del ENOS en los próximos nueve meses.Normalmente, los climatólogos de NIWA consideran toda la información disponible para formar un consenso para predecir las perspectivas esta-

cionales de variables como la tempe-ratura del aire y la lluvia.

8.3 Predicción Hidrológica y Resul-tados

Similar al proceso con la información climática, es posible generar informa-ción hidrológica de buena calidad con datos oportunos provenientes de las redes de vigilancia hidrológica. Una base importante para la elaboración de las perspectivas hidrológicas de cualquier tipo, consiste en una red de monitoreo hidrológico adecuada. Es necesario conocer el estado inicial de los flujos de los cauces de agua y de los recursos hídricos represados antes de realizar las predicciones. En Nueva Zelanda, los datos utiliza-dos para la evaluación de resultados hidrológicos son derivadas más o menos de la misma manera que la red nacional y registros de flujo de la compañía hidro-eléctrica adminis-trada por NIWA y de otros registros de flujo administrados por los 14 go-biernos provinciales. La diversidad de fuentes de datos permite cierto grado de comprobación por escrutinio de gráficos hidrológicos y los por los re-sultados de las anomalías de la asig-nación de calidad. Debido a que las regiones hidro-climáticas no siguen los límites administrativos, es muy importante que, en la medida de lo posible, se presente la cobertura total como una sola imagen completa. Sin un modelo hidrológico nacional regu-larmente aplicado, los datos de flujo de la cuenca son actualmente la única forma para evaluar el resultado hidro-

lógico y realizar comparaciones con las predicciones anteriores.Un debate entre los climatólogos y los hidrólogos que existió en la década de 1990 reveló una diferencia fundamen-tal. En Nueva Zelanda la distribución de las precipitaciones a intervalos mensuales y a intervalos trimestrales es aproximadamente normal, por lo que la lluvia ‘media’ y ‘normal’ son si-milares. Sin embargo, los flujos de co-rrientes de agua en las regiones más secas de Nueva Zelanda (parte cen-tral de la isla South y la costa oriental de ambas islas) no están distribuidos de manera normal, incluso a interva-los de tres meses (por ejemplo el flujo promedio puede ser superado sólo del 10% al 20% del tiempo). De esta forma, en agosto de 2001 la humedad de los suelos estacionales del centro y las predicciones de flujos pasaron de ser simples predicciones “sobre el promedio” , “promedio” y “bajo el pro-medio” para una determinada época del año, a predicciones probabilísti-cas cuantitativas de los valores de los próximos tres meses de los niveles de humedad del suelo y del flujo de los ríos, ubicándolos en la parte superior, central o inferior de los terciles de las distribuciones (detalles adicionales se proporcionan en Pearson, 2008). Al mismo tiempo, las predicciones de la temperatura de aire y las precipita-ciones, fueron también publicadas en la forma de probabilidades de terciles.Normas particulares han sido desa-rrolladas para la predicción hidrológi-ca estacional. Un ejemplo, es compro-bar que la lluvia, la humedad del suelo y las predicciones de flujo de cauces de agua de una región son compati-

MEMORIAS TÉCNICAS

51

bles, con la regla de que las predic-ciones son más secas conforme se pasa a través del ciclo hidrológico en la secuencia que va de la lluvia, al flu-jo hídrico y la humedad del suelo. Por ejemplo, una predicción de un 80% de posibilidad de temporada normal o por debajo del nivel de humedad del suelo normal es compatible con una predicción del 90% de normal o por debajo de lo normal de los de flujos de agua, pero no viceversa.El periodo “normal” con el que se eva-lúan las anomalías de precipitación y temperatura es actualmente des-de 1971 a 2000. Los hidrólogos se encuentran cambiando los procesos para utilizar el mismo período para evaluación de anomalías de flujo hí-drico. Esto es particularmente impor-tante considerando la influencia de fenómenos tales como la Oscilación Interdecadal del Pacífico en diferentes partes de Nueva Zelandia.La exactitud de las predicciones pro-babilística de los flujos de corrientes de agua ha sido evaluada. El nivel de habilidad en las predicciones de flujo es mejor que el de la “climatología” (la predicción nula de prorratear el 33% de las probabilidades a cada tercer/tercil). Los sesgos en las prediccio-nes de flujo han sido examinados. Predicciones de flujos “normales” o “por debajo de lo normal” predomi-naron sobre las predicciones de por “encima de lo normal”. Los sesgos se asociaron con la dificultad de hacer predicciones climáticas de tormentas extremas con una estación de antela-ción, las mismas que generan los des-bordes de los ríos. Sin embargo, las predicciones han tenido éxito entre el

35% y el 60% de las ocasiones en dife-rentes regiones y estaciones. Este nivel de precisión corresponde al mismo or-den que la tasa de éxito de las prediccio-nes de lluvias, lo cual no causa sorpresa, debido a que la lluvia que fluye luego por el suelo es el mecanismo dominante en las cuencas de captación de Nueva Ze-landa (sólo existen una o dos partes del país donde el almacenamiento de agua en el suelo y posteriores retrasos en su movimiento a través de la zona de cap-tación, es un componente significativo del ciclo del agua).Los resultados de las estimaciones de humedad del suelo, aún no han sido bien desarrollados. En primer lugar la red de sensores de humedad del sue-lo (unos 50 o más a través de Nueva Zelanda) se han encontrado emplaza-dos por menos de 10 años y, en se-gundo lugar, existe un sesgo de la red de seguimiento hacia las zonas agrí-colas. Esta segunda limitación implica que al momento de realizar una eva-luación nacional de la humedad del suelo sea más complicado realizarlo para la lluvia o la temperatura; varia-bles para las cuales existe mayor nú-mero de sensores y el modelamiento espacial está más desarrollado.

8.4 Aplicaciones de Predicciones Hi-drológicas

Un sistema principal de abasteci-miento urbano de agua utiliza las pre-dicciones hidrológicas y la tempera-tura estacional para anticiparse a los problemas de suministro (poca lluvia y flujo escaso) y el aumento de la de-manda (alta temperatura). Aspectos

de este proceso se describen en Ib-bitt y Williams (2009) e Ibbitt y Woo-lley (2006a y b). Las predicciones hidroclimáticas son utilizadas para ponderar las entradas a un modelo de análisis en red del sistema de abaste-cimiento de agua, de tal forma que los riesgos del déficit (el resultado más serio desde el punto de vista económi-co y social) son modificados por la cli-matología estándar. Las predicciones modificadas son incluidas en el pro-ceso de decisión para la aplicación de las restricciones del uso del agua. Las fases de la Oscilación Interdecadal del Pacífico, El Niño y el cambio climático pueden ser tratados de forma similar.Una de las principales empresas de electricidad de Nueva Zelanda recibe una evaluación mensual de las impli-caciones de la predicción hidrológi-ca para los principales embalses de agua. Esto es importante para evaluar la vulnerabilidad ante las fluctua-ciones del precio futuro en el volátil componente del mercado eléctrico. Otras empresas no parecen emplear técnicas particularmente sofistica-das para hacer las predicciones. Un ejemplo es el reciente evento La Niña (2007/08). Un análisis de las secuen-cias de los flujos hídricos de entrada en anteriores eventos La Niña demos-tró que los flujos presentados fueron precisamente los que se esperaban (por debajo de lo normal en los lagos de almacenamiento hidroeléctrico del sur). Sin embargo, anuncios emitidos a través de medios de comunicación por las compañías de energía y por diversos órganos del Gobierno no lo reconocen, incluso cuando NIWA había advertido públicamente acerca de esto en “The


52

Climate Update” (www.niwa.co.nz/our-science/climate/publications/all/cu).NIWA se encuentra trabajando actual-mente en la ampliación de las técnicas desarrolladas para el abastecimiento de agua y los flujos de electricidad para la industria de riego, a través de acuerdos de asociación con una em-presa privada de riego. Los irrigadores están más interesados en la posibili-dad de interrupción del suministro de-bido a una mayor probabilidad de flujo de los caudales de los ríos.En los ejemplos, la variación de la cli-matología estándar prevista puede ser bastante pequeña. Esta situación, se debe en primer lugar porque la con-fianza en la capacidad de predicción de un resultado particular en terciles no es aún excelente (probabilidades de más del 60% para un tercil particu-lar son poco comunes) y en segundo lugar debido a que la división en terci-les es relativamente cruda. Las aplicaciones actuales de las pre-dicciones hidrológicas estacionales son limitadas. Sin embargo, pueden existir otras que no hayan sido identi-ficadas, especialmente en áreas como el mercado de la electricidad, donde la competencia es intensa, y las pre-siones comerciales, propician que no toda la información sea compartida entre los participantes de la industria.

8.5 Investigación a Futuro

Una gama de herramientas de mode-lamiento hidrológico se encuentra en desarrollo (por ejemplo, Sorooshian et al. 2005) para modelar de mejor manera los procesos hidrológicos en

un rango apropiado de escalas tempo-rales y espaciales, paralelamente al desarrollo de los modelos climáticos globales/regionales/mesoescala. Vín-culos entre el clima y los modelos hi-drológicos pueden facilitar la informa-ción, predicciones climatológicas e hidrológicas a corto y mediano plazo, basadas en aspectos físicos y cientí-ficos, que posean una aplicación más práctica para los administradores de los recursos hídricos. Actualmente, son utilizados modelos climáticos idénticos basados en aspectos físicos que van de escalas temporales a corto plazo para la predicción del clima has-ta la modelización del cambio climático para un siglo. De la misma forma, mode-los hidrológicos basados en aspectos físicos (por ejemplo, Bandaragoda et al. 2004), vinculados con los modelos de clima, están siendo probados para la previsión y predicción en un rango de tiempo futuro. Este tipo de ensamblaje de varios modelos y las técnicas de me-joramiento de escala podrían mejorar las habilidades de predicción y reducir las incertidumbres actuales dentro de los próximos 25 años.Para la industria de la hidroelectrici-dad, otro componente del ciclo hidro-lógico que es de interés, corresponde a la medición y predicción del almace-namiento de nieve y su derretimiento para los grandes lagos de almacena-miento de hidroeléctricos de la Isla Sur. Ésta es un área de desarrollo en investigación y aplicación. Para validar los modelos climáticos e hidrológicos, debe ser mantenidos, al menos en los niveles actuales: una vigilancia cons-tante, almacenamiento de datos, ase-guramiento de la calidad y análisis.

8.6 Referencias

• Bandaragoda C., Tarboton D.G., Wo-ods R.A. (2004). Application of TOP-NET in the Distributed Model Intercom-parison Project. Journal of Hydrology 298(1-4): 178–201.

• Ibbitt, R.P. and Williams, G. (2009). “Climate change adaptation op-tions for Greater Wellington Regional Council’s wholesale water supply”. Submitted to Weather and Climate, May 2009.

• Ibbitt, R.P. and Woolley, K. (2006a). “Karaka model, a seasonal water availability model”, proceedings of the IPENZ Annual Conference, Welling-ton, New Zealand. 23 March 2006.

• Ibbitt, R.P. and Woolley, K. (2006b). “Seasonal predictions of supply and demand for a dynamic water supply system”. Proceedings of the 3rd APHW conference, “Wise water resources management towards sustainable growth and poverty reduction”, Ban-gkok, Thailand. 16.18 October 2006.

• Pearson C.P. (2008). Short and medium-term climate information for water management. World Meteoro-logical Organization Bulletin 57 (3), 173-177.

• Sorooshian S., Lawford R., Try P., Ros-sow W., Roads J, Polcher J., Somme-ria G., Schiffer R. (2005). Water and energy cycles: Investigating the links. World Meteorological Organization Bu-lletin 5

MEMORIAS TÉCNICAS

53

Ing. Rafael NavasInstituto Nacional de Meteorología

e Hidrología –INAMEH

Telf.: +58(212) 5353001

[email protected]

CARACAS-Venezuela

9.1. Introducción

En Venezuela se tienen experien-cias lamentables relacionadas con el agua, dado que en los últimos años ocurrieron dos grandes eventos me-teorológicos que trajeron mucho dolor al pueblo venezolano (Vargas 1999 y Mocotíes 2005). Un factor muy peli-groso al enfrentar estos fenómenos, es la falta de herramientas operativas de pronóstico hidrológico. En conse-cuencia, al momento se realizan in-vestigaciones que buscan desarrollar e implementar herramientas para la elaboración de un pronóstico hidro-meteorológico fiable y oportuno. Por iniciativa de las universidades y de los principales centros de inves-tigación, se encuentra en desarrollo una revisión de los modelos existen-tes, con el fin de seleccionar los más prometedores en cuanto al uso y adaptación a las condiciones físicas de las cuencas y la disponibilidad de datos. Los primeros modelos eva-luados fueron: WinHSPF, HEC-HMS, EVENTO, TETIS, HBV, SUSHI, KINEROS, TOPNEW, MM5, BRAMS.

9.2. Modelos meteorológicos

En la producción de un pronóstico oportuno para cuencas, los modelos meteorológicos surgen como una ne-cesidad para la alimentación de los modelos hidrológicos. Para el efecto, se han investigado los modelos MM5 y BRAMS, a fin de lograr el funciona-miento de un grupo de modelos para tiempo y clima. El MM5 es el primer modelo meteorológico mesoescalar,

INSTITUTONACIONAL DE

METEOROLOGÍAE HIDROLOGÍA

(INAMEH)

9estableciendo dos (2) dominios ani-dados, un domino madre a 90 Km y otro domino interno a 30 Km con ingesta de datos del modelo global GFS a 1º de resolución. El modelo fue ajustado en un equipo de memoria compartida, que permite trabajar el dominio madre a 30 Km y el dominio interno a 10 Km.La corrida del modelo sólo hasta el segundo nivel de anidamiento, tiene una duración de tres horas y media. Considerando el factor operativo, se ha convenido la corrida del modelo a partir de las 4:30 A.M. HLV, coinciden-te con el ingreso automático de los datos de entrada del modelo global GFS, que son descargados vía Inter-net. De esta forma es posible dispo-ner del pronóstico para los próximos tres días, con paso temporal de 3 ho-ras, aproximadamente a las 8:00 A.M HLV. Posteriormente, una hora más tarde es posible disponer de las sali-das gráficas generadas con el GRADS, y de esta forma los pronosticadores pueden utilizar los resultados como apoyo para el pronóstico elaborado en el Instituto.De forma parcial se puede mencionar que los índices de estabilidad atmos-férica se ajustan. Para el presente año, se prevé la instalación del mo-delo WRF para tiempo, ETA (CPTEC), PRECIS para clima y CALMET-CALPUFF para dispersión de contaminantes.

9.3. Modelos Hidrológicos

En la República Bolivariana de Vene-zuela, la capacidad de modelación se encuentra limitada principalmente


54

por la escasa información de las cuen-cas. La recopilación de datos hidro-meteorológicos para la modelación de eventos, se encuentra limitada debido a la falta de instrumentación en las cuencas hidrográficas o ausencia de registros de datos históricos. Actual-mente, se encuentra en desarrollo el Proyecto “Subsistemas de Observa-ción en Superficie y Comunicación GOES/DCS”, con el objetivo de buscar, recuperar y ampliar la red de estacio-nes hidrometeorológicas del país. De forma paralela se desarrolla el “Pro-yecto de Recuperación Escaneo y Vectorización de Bandas” con el fin de revisar, recuperar y vectorizar la data histórica contenida en bandas. Los proyectos “Evaluación, Selección e Implantación de Modelos Numéricos para el Pronóstico Hidrometeorológi-co”, e “Implementación de Modelos Hidrológicos con Fines de Preven-ción de Desastres”, se desarrollan en conjunto entre varias instituciones: Departamento de Ingeniería Hidrome-teorológica (DIH), el Instituto de Me-cánica de los Fluidos (IMF) de la Uni-versidad Central de Venezuela (UCV), Centro Interamericano de Desarrollo Ambiental y Territorial (CIDIAT), el Ministerio del Poder Popular Para El Ambiente (MINAMB), Electrificación del Caroní (CVG EDELCA), Fuerza Aé-rea Venezolana (FAV) y el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMEH).El modelo hidrológico KINEROS ha sido revisado y agregado. El modelo posee orientación hacia la descrip-

ción de procesos de intercepción, infiltración, escorrentía superficial y erosión (www.tucson.ars.ag.gov/ki-neros/). La calibración del modelo se ha realizado para la cuenca del río Ca-briales y del río Cancamure, llegando a producir resultados aceptables. El modelo WinHSPF tiene la capacidad de simular la cantidad y la calidad de agua de una cuenca, incluyendo transporte de sedimentos y movi-miento de contaminantes. De igual forma, el modelo trabaja en simu-lación de eventos de forma global o semi-distribuida. WinHSPF ofrece una interfaz gráfica de usuario para Windows, que es distribuido de for-ma gratuita como parte del BASINS (Better Assessment Science Inte-grating Point and Nonpoint Sources) de la EPA. El programa que enlaza el Sistema de Información Geográfica MapWindow con diferentes modelos hidrológicos e hidráulicos. (www.epa.gov/waterscience/basins), ha sido calibrado en la microcuenca la Valen-cia y en la cuenca del río Boconó.El programa de simulación hidrológi-ca HEC-HMS1 (Hydrologic Engineering Center’s Hydrologic Modeling Syste), permite realizar estimaciones de hi-drogramas de salida en una cuenca a partir de condiciones de lluvias cono-cidas. El programa posee una interfaz gráfica visualmente atractiva y ami-gable con el usuario y ha sido probado en las cuencas de los ríos Manzana-res, Cabriales, Boconó, La Valencia, Acarigua y San José de Galipán.Las investigaciones en Venezuela han sido orientadas al estudio del riesgo por inundación; sin embargo, en la ac-tualidad el país enfrenta un problema

por déficit de precipitaciones que ha originado un episodio de sequía que afecta a los sectores de desarrollo, especialmente la generación de ener-gía hidroeléctrica. En consecuencia, la implementación de modelos hidro-lógicos que permitan elaborar pro-nósticos de corto y mediano plazo, se convierte en una necesidad imperiosa para la gestión hídrica y la operación de embalses.

Programa disponible en: www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/

MEMORIAS TÉCNICAS

55

Carlos Enrique Ojeda EspinozaMeteorólogo

Ministerio de la Defensa Aviación

Servicio de Meteorología de

la Aviación Militar Bolivariana

SEMETAVIA

Teléfono: (58) 243 237 8297

[email protected]

Venezuela

10.1. Introducción

En el proceso de elaboración del Pro-nóstico Estacional Trimestral de Vene-zuela, para las variables precipitación y temperatura, se utiliza la herramien-ta Climate Predictability Tool (CPT). El software fue desarrollado por el Instituto Internacional de Investiga-ción para la Predicción Climática y la Sociedad (IRI) Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia (Estados Unidos). La herramienta CPT permite la construcción de un modelo de pro-nóstico climático estacional, valida-ción del modelo y la elaboración del pronóstico con datos actualizados, mediante el uso de aplicaciones esta-dísticas de Análisis de la Correlación Canónica (CCA), Regresión de los Com-ponentes Principales (PCR) y Regresio-nes Lineales Múltiples (MLR); aplicados sobre conjuntos de datos y con diversi-dad de aplicaciones. (Ver Figura 10.1)

METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓNDEL PRONÓSTICO ESTACIONAL DE

VENEZUELA

10En SEMETAVIA, la metodología de Regresiones de Componentes Prin-cipales ha sido utilizada para la ela-boración del pronóstico del clima estacional. La metodología aplicada ha permitido la construcción del mo-delo de pronóstico, que incorpora los archivos de datos en calidad de Pre-dictor o variable (X) y el Predictante o Variable (Y). El procedimiento en la elaboración del Pronóstico Estacio-nal Trimestral de Venezuela se define en:

• Preparar los datos que alimentan al modelo, tanto el predictor o predicto-res como el predictante.

• Seleccionar la Metodología a utilizar según las opciones que nos ofrece el modelo y correr el modelo.

• Verificar los resultados una vez co-rrido el modelo.

Figura 10.1 Ventana de inicio del programa.


56

• Generar la tabla de los Terciles y el mapa de Pronóstico Nacional.

10.2. Preparación de los datos que alimentan al CPT:

El modelo se alimenta con dos archi-vos que reciben el nombre de: Predic-tor y Predictante.

• El Predictor o Variable (X): en la ela-boración del pronóstico trimestral de Venezuela, la variable utilizada es la Temperatura de la Superficie del Mar (TSM) del mes anterior al trimestre que se va a pronosticar. Los datos son obtenidos de la librería del IRI a través de su portal web: http://iridl.ldeo.co-lumbia.edu. La librería virtual permite acceder, manipular y seleccionar da-tos con variedad de formatos. Entre la información disponible, se encuen-tra la data en formato que modelo CPT procesa.

• El Predictante o Variable (Y): co-rresponde a la variable que se prevé pronosticar. Los parámetros conside-rados son precipitación, temperatura mínima y temperatura máxima. Las variables como predictor o predictan-te deben organizarse en formato reco-nocible por el modelo (Tabla 10.1). En la elaboración del pronóstico de pre-cipitación se utilizan 30 estaciones. (Ver Tabla 2). Se considera una serie de datos continua y con registros ma-yores o igual a 25 años. Para el pro-nóstico de temperatura, el registro de datos utilizado es igual o mayor a 30 años correspondientes a 11 estacio-nes. (Ver Tabla 10.2).

Tabla 10.1. Formato de datos para la variable utilizada.

Tabla 10.2 Formato y estaciones disponibles para las variables Precipitación y Temperatura.

MEMORIAS TÉCNICAS

57

Tabla 10.3 Clasificación de datos de estacio-

nes por regiones para el uso del programa.

De forma previa al procesamiento de datos y con la finalidad de minimizar errores de transcripción, los datos son sometidos a un proceso de con-trol de calidad. Un aspecto de relevan-cia en la elaboración del pronóstico, se enfoca en la división del país en ocho regiones (Ver tabla 10.3), con-siderando factores como la ubicación de estaciones meteorológicas, compa-ración de las series climatológicas y el relieve. Mediante la utilización del mé-todo estadístico de conglomerados se realiza la agrupación de series, com-paración y determinación de mínima variación, con la finalidad de reflejar comportamientos semejantes entre series. Finalmente, son generados archivos por regiones, que de forma ordenada son cargados para la corrida del modelo CPT.

10.3. Metodología utilizada

La metodología estadística utiliza-da para la generación del pronóstico estacional, corresponde a la Regre-sión de los Componentes Principales (PCR). Figura10.1. La metodología fue seleccionada en función de la utilidad para tomar un conjunto completo de predictantes como un todo, que per-mite realizar regresiones múltiples y sobre todo considerando su aplicabi-lidad para áreas pequeñas con pocas estaciones. La regionalización de los datos permite alcanzar mayor exacti-tud en los pronósticos. La utilización de Multipredictores, es útil en la medida que permite el uso de varios predictores a la vez, y correlacionar éstos con un solo pre-

dictante. La confluencia de varios fenómenos simultáneos en Venezue-la, ha motivado la utilización de ésta metodología, considerando que en este caso, las precipitaciones poseen buena correlación simultánea con las Temperaturas de la Superficie del Mar en el Caribe, Región del Niño 3, Atlán-tico Norte y Sur.

10.4. Verificación de los resultados del modelo

El ingreso de los datos del predictor (Archivo TSM) y el predictante (Ar-chivo de precipitación por región), se

realizan de forma previa a la corrida del modelo. En cuanto al predictor se colocan las coordenadas del predictor y se corre varias veces cambiando las coordenadas hasta conseguir el área acorde más adecuada. Las áreas predictoras utilizadas para elaborar el pronóstico Estacional trimestral son: Caribe, Región del Niño 3, Atlántico Norte y Sur (Ver figura 10.2).

¿Cómo se seleccionan estas áreas?

La calidad del pronóstico responde en buena parte a la selección del área. La


58

Figura 10.2. Selección del área predictora.

Figura 10.3. Índice de bondad del área predictora

elección de las zonas predictoras, en Venezuela, son el resultado de inves-tigaciones realizadas con el modelo durante los últimos cuatro (4) años. Entre los resultados se destacan los siguientes aspectos:

• Al correr el modelo, el Índice de Bon-dad del área predictora con respecto al Predictante o Región de Venezue-la, es positivo y el más alto entre las áreas predictoras exploradas (Ver Fi-gura 10.3).

• Los Índices de correlación por esta-ción, son los más altos acorde con las pruebas realizadas (Ver Figura 10.4).

• En la Validación que presenta el mo-delo por estaciones, los resultados muestran el mayor porcentaje de ROC. Los valores equivalen al porcentaje de pronósticos acertados por el mo-delo (Ver Figura 10.5).

10.5. Generación de la tabla de ter-ciles y mapa de pronóstico nacional

Una vez seleccionada las áreas pre-dicatoras, y posterior a la corrida del modelo, se obtienen los resultados que permiten la generación de tablas de terciles. Tabla 10.4.

Los resultados (terciles) son utiliza-dos para generar el mapa o Pronóstico Estacional Nacional, como se muestra la Figura 10.6.

MEMORIAS TÉCNICAS

59

Figura 10.4. Áreas Predictoras Seleccionadas

Figura 10.5. Validación del modelo CPT.


60

Tabla 10.4. Resultados y tablas de terciles obtenidas con el modelo.

Figura 10.6. Resultado de la elaboración de mapas de pronóstico, basados en los

terciles obtenidos con el modelo.

MEMORIAS TÉCNICAS

61

Oscar MartínezChristian Euscategui

Instituto de Hidrología, Meteorología

y Estudios Ambientales –IDEAM

Carrera 10 No. 20-30 Piso 6º Bogotá

D. C. PBX. 3527160 Ext. 2019.1907

Fax: 3500111

[email protected]

[email protected]

[email protected]

Colombia

El Instituto de Hidrología, Meteoro-logía y Estudios Ambientales de Co-lombia –IDEAM, es una institución de orden nacional adscrita al Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Te-rritorial. -MAVDT, cuya misión, visión, objetivos y actividades se enmarcan en cuatro áreas técnicas principales: Subdirecciones de Hidrología, Meteo-rología, Ecosistemas y Estudios Am-bientales. El complemento operativo del Institu-to se concentra en otras divisiones de área como:

i) Laboratorio de Aguas: encargado de la toma de muestras y análisis de cali-dad de agua en los principales cursos de agua del país;

ii) Oficina de Operación de Redes, encargada de la instalación y mante-nimiento de las estaciones hidrome-teorológicas a nivel nacional, con 11 oficinas regionales en diferentes par-tes del país;

iii) Oficina de Meteorología Aeronáuti-ca, la cual presta un servicio especial de pronóstico del tiempo al servicio de la Aeronáutica Civil y la cuál opera en los principales aeropuertos del te-rritorio nacional;

iv) Oficina de Pronósticos y Alertas, donde confluyen todas la áreas temá-ticas, para la elaboración de pronósti-cos diarios del tiempo y monitoreo de las condiciones de amenaza por even-tos extremos de origen hidrometeoro-lógico, como heladas, sequías, oleaje, inundaciones y deslizamientos.

CAPACIDADESACTUALES EN EL

PRONÓSTICOHIDROLÓGICO YLA PREDICCIÓN HIDROLÓGICA A

CORTO Y MEDIANO PLAZO PARA EL

TERRITORIOCOLOMBIANO

11En la Oficina de Pronósticos y Alertas se elaboran los productos de especial interés para la comunidad. Los pro-ductos de información involucran el pronóstico del tiempo y el monitoreo de fenómenos con potencial de afec-tación para la infraestructura socio-económica del país. Los productos de información generados en la oficina de Pronósticos y Alertas incluyen el pronóstico diario de tiempo a nivel nacional y regional para 24, 48 y 72 horas. Se elabora además un segui-miento de altura de oleaje, vientos, y comportamiento del tiempo para el Mar Caribe y el océano Pacífico Colombiano. Entre los servicios se incluye el monitoreo de temperatura para el seguimiento y pronóstico de heladas, así como los servicios de pro-nóstico de amenaza por incendios de la cobertura vegetal y deslizamientos de tierra.El área de hidrología, presta servicios de monitoreo diario de los niveles del cauce de los principales ríos y afluen-tes; informando de forma oportuna a la población sobre la amenaza por inundaciones o en su defecto, ame-naza por niveles de estiaje que repre-senten restricción para la navegación fluvial. La Oficina de Pronósticos y Alertas realiza de forma diaria una reunión para la exposición del pronóstico de tiempo y el estado de las amenazas de origen hidrometeorológico presen-tes sobre el territorio. La información es consolidada en un informe llamado “Informe Técnico Diario”, que es pu-blicado en la página web de la insti-tución, con la finalidad de comunicar


62

a la comunidad sobre el estado de las amenazas, en los 3 niveles estableci-dos: Boletín, Aviso y Alerta. De forma simultánea el informe es remitido vía Fax y Correo Electrónico a las princi-pales instituciones que forman parte del Sistema Nacional de Prevención y Atención de Desastres: Presidencia de la República, Ministerios de Interior, Hacienda, Salud, Ambiente, Comuni-caciones y Transporte, Defensa Civil Colombiana). La Dirección General de este grupo de entidades la encargada de activar los comités de prevención y atención de desastres, así como de la toma de decisiones necesarias para prevención o mitigación del riesgo. Adicionalmente, al “Informe Técnico Diario” y bajo condiciones especiales de amenaza, la Oficina de Pronósticos y Alertas realiza un seguimiento es-pecial al fenómeno amenazante y ela-bora informes especiales de acuerdo con la evolución del evento.

El IDEAM, acorde con sus funciones de producción, suministro de datos e información ambiental, tiene entre sus responsabilidades la instalación y operación de la red de estaciones hidrometeorológicas a nivel nacional. La red cuenta con más de 1400 esta-ciones pluviométricas, 520 estacio-nes climatológicas y más de 800 es-taciones hidrológicas. En promedio, el Instituto cuenta con series históricas de datos cercanas a los 50 años de re-gistro. La información se encuentra a disposición del público a través de la oficina de Archivo Técnico.Los pronósticos hidrológicos realiza-dos en IDEAM son de carácter cuali-tativo. Al momento, no se dispone de un modelo hidrológico operando que genere resultados cuantitativos. La modelación Hidrológica no es nueva en el Instituto, las limitantes en el pasado correspondieron a la cantidad de información requerida y el nivel de detalle en la información geográ-fica. Sin embargo, en la actualidad se cuenta con data no menor de 30

años. La Subdirección de Hidrología, en los 2 últimos años, ha logrado la consecución de recursos financieros y técnicos, que permitirán el levanta-miento de información para la imple-mentación de un modelo hidrológico, aplicado para la parte media y baja de la principal cuenca hidrográfica de Co-lombia (cuenca de los ríos Magdalena y Cauca), cuya extensión es cercana a los 1500 kms de longitud, con una área de 280.000 kms2 y con aportes promedios de caudal al Mar Caribe en la ciudad de Barranquilla del orden de 7000 m3/s.Entre las funciones de la Subdirección de Hidrología se encuentra la elabo-ración de pronósticos hidrológicos. Para el efecto, el Instituto dispone de 80 de estaciones en tiempo real y 90 estaciones de tipo convencional, dis-tribuidas en las principales cuencas hidrográficas del país. Los datos son transmitidos de forma diaria a las oficinas centrales del IDEAM por vía telefónica, fax e internet, durante las primeras horas de la mañana (Figu-ra 11.1). Adicionalmente, el Instituto dispone de herramientas de ayuda y referencia, como las cotas de desbor-damiento y los tiempos de viaje de ondas entre estaciones, que permite estimar los tiempos de llegada de una onda de creciente en los ríos principa-les, y su posible afectación a la infra-estructura socioeconómica aledaña. El Comité Técnico revisa el estado de los niveles de cada estación hidrológi-ca de transmisión diaria. Los gráficos desplegados muestran el nivel de la cota de inundación y los niveles me-dios, máximos y mínimos mensuales multianuales; que permiten monito-

Figura 11.1. Salida gráfica del sistema de monitoreo de niveles en algunos sitios de

los principales ríos del país.

MEMORIAS TÉCNICAS

63

rear y evaluar la situación del nivel del río con respecto a su climatología. Es indispensable anotar que, diariamen-te se realiza el seguimiento al nivel de los ríos, sin embargo no se realiza un seguimiento diario de caudal, pese a que en la mayoría de las estaciones se cuenta con las curvas de calibra-ción o curvas de nivel-caudal, que permite conocer en cualquier momen-to la magnitud del caudal de una cre-ciente registrada.La Institución cuenta con un inventa-rio de los lugares y poblaciones que históricamente se han sido afectadas por eventos de crecientes: súbitas (“Flash Flood”) o lentas. La informa-ción es utilizada como soporte al mo-mento de realizar el pronóstico hidro-lógico. La Subdirección de Hidrología desde el año 2008 monitorea dos zonas pi-loto con áreas menores a 30 km2 (mi-cro-cuencas), localizadas en zonas de alta montaña. Las zonas de estudio se ubican entre 3.000 y 4.800 metros sobre el nivel del mar; la finalidad se enfoca en determinar una posible incidencia de la variabilidad climática en los aportes de glaciares y ecosiste-mas frágiles como los páramos.Continuando con el trabajo de mode-lación, durante el año 2009, se ins-taló y calibró el modelo Danés hidro-dinámico Mike 11, para un trayecto de 250 kilómetros de longitud en la parte media de la cuenca del río Mag-dalena (principal río de país) (Figura 11.2). Para efectos del trabajo se rea-lizó el levantamiento de la batimetría de 200 secciones transversales en el cauce del río; cada transepto fue georeferenciado. Para el año 2010, se

ha programado ejecutar la fase II del proyecto de Modelación Hidrológica, con la finalidad de la elaboración de pronóstico para inundaciones. El IDEAM dispone de una base de da-tos en Oracle que almacena datos en diferentes niveles de agregación (ho-rarios, diarios, mensuales, anuales, multianauales). Los datos provienen de las estaciones hidrológicas ope-radas por la institución; incluyen di-ferentes variables miden (niveles) y calculan (caudales). En el cumpli-miento de una política gubernamental e internacional de reducción de gasto en el estado, EL IDEAM ha sido afec-tado con la reducción del personal de planta. Una de las consecuencias de esta medida se refleja en la desactua-lización de bases de datos disponible para usuarios externos o público en general. La información en las bases se encuentra disponible hasta el año

2007; sin embargo se espera para finales del año 2010, actualización, calibración y procesamiento de los datos a 2009. Respecto al trabajo que IDEAM realiza en forma conjunta con los sectores socioeconómicos del país, el método utilizado para las relaciones interins-titucionales del Instituto se basa en Convenios y Acuerdos de mutua co-operación.La generación de energía en Colombia proviene en 75 % del sector Hidroeléc-trico. El país cuenta con un sistema interconectado y las empresas ge-neradoras de energía pertenecen en casi en totalidad al sector privado. La empresa generadora de energía más grande del país, cuenta con su propia red hidrometeorológica de monitoreo. El IDEAM aporta al sector energético

Figura 11.2. Modelación Mike 11. Trayecto entre Punto Salgar-Barrancabermeja.


64

con la información referente al estado de los niveles de las cuencas aportan-tes al sistema hidroeléctrico. La Sub-dirección de Meteorología realiza de forma mensual una presentación de las proyecciones climáticas a corto y mediano plazo, con la finalidad de in-cluir la información en los modelos de oferta y demanda del sector.El país cuenta con una serie de dis-tritos de riego que son operados por usuarios y propietarios de los predios. Los usuarios cuentan una red básica de monitoreo de sus canales de riego y adicionalmente buscan apoyo en la información general que provee el IDEAM. El Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia, al cual está adscrito el IDEAM, cuenta con un inventario de fuentes de agua que abastecen a los acueductos mu-nicipales, que en su mayoría corres-ponden a cursos menores de agua. La mayor parte de acueductos no cuentan con un sistema de monitoreo y medición de sus cursos de agua, lo que puede derivar en problemas de abastecimiento en condiciones de

niveles de estiaje. El IDEAM, por su carácter de entidad de orden nacional no puede atender el problema a ese nivel y consecuentemente, la tarea re-cae en las corporaciones autónomas regionales. En cuanto a la predicción hidrológica, el IDEAM no dispone de un modelo estacional que permita estimar el pro-bable comportamiento de los ríos en el corto y mediano plazo. Sin embar-go; con base en el seguimiento diario que se lleva de los principales cauces del país, y sumado a la predicción climática que realiza la Subdirección de Meteorología, se estiman los pro-bables escenarios. La información es plasmada en un documento mensual (Boletín de Predicción Climática y Alertas), que es enviado a diferentes Organismos gubernamentales con la finalidad de convertirse en una herra-mienta para la toma de decisiones. El documento en mención, es además publicado en la página web institucio-nal. El informe proyecta las condicio-nes climáticas previstas a corto, me-diano y largo plazo a nivel regional y el probable comportamiento de los ríos.

MEMORIAS TÉCNICAS

65

Oscar ChimborazoInstituto Nacional de Meteorología

e Hidrología -INAMHI

Iñaquito N36-14 y Corea

Telf.: (593-2) 3971100

[email protected]

QUITO - Ecuador

12.1. Generalidades

En el Instituto Nacional de Meteorolo-gía e Hidrología del Ecuador INAMHI y el Grupo de Trabajo de Modelación, se encuentran en proceso de implemen-tación efectiva de los modelos numéri-cos de mesoescala WRF y MM5 en los modos tiempo y clima. Los modelos se encuentran en fase de validación.

AVANCES EN LAIMPLEMENTACIÓN

DE MODELOSNUMÉRICOS PARA LA ELABORACIÓN DE PRONÓSTICOS

ESTACIONALESINAMHI ECUADOR

1212.2. Modelos

El modelo MM5 de mesoescala, utiliza coordenadas sigma para predecir la circulación atmosférica. El software es distribuido de forma gratuita y ha sido sostenido por NCAR (The National Center for Atmospheric Research). El modelo WRF es el nuevo modelo ma-nejado por NCAR y corresponde a una

Figura 12.1 Resultados del modelos co-rrespondiente a Enero- Marzo 2010 para la variable precipitación.


66

llamado análogos construidos CA_SST, logrando de esta forma dos métodos de obtención de datos que servirán para la inicialización de los modelos. Además para cada método se ejecu-tan dos miembros, entendiéndose por miembro a una realidad físicamente po-sible, por la tanto con esta metodología se cuenta con 4 miembros o cuatro rea-lizaciones distintas de los datos, que son procesados a fin de ser posible la lectura por parte de los modelos MM5 y WRF.Para efectos de corridas de los mode-los, fue seleccionado una región gran-de o dominio 1, que comprende gran parte de los países vecinos a Ecuador, el Océano Pacífico y el territorio insu-lar (Islas Galápagos). La resolución de la grilla es de 36 km, el dominio hijo o dominio 2 comprende al Ecuador con-tinental con una resolución de 12 km. Los dominios son iguales para los mo-dos tiempo y clima. Adicionalmente, en el modo tiempo se tienen dos dominios más pequeños que están incluidos en el dominio 2, con una resolución de 4 km. Cabe indicar que en la etapa inicial del proceso se realizaban corridas en modo clima con un tercer dominio de 4 km; sin embargo algunos resultados indican que no existe mayor diferencia entre los resultados obtenidos con un dominio de 12 km y uno de 4 km, aun-que el costo computacional es mayor.

12.3. Capacidad de cómputo

Los modelos se ejecutan en un clús-ter compuesto por dos servidores, que poseen dos procesadores de cuatro núcleos cada uno; es decir se tiene ocho procesadores por servidor

Figura 12.2. Resultados de pronóstico de precipitación para la cuenca hidrográfica

del Paute.

versión mejorada del modelo MM5. Ambos modelos han sido implemen-tados y puestos en marcha de forma reciente en Ecuador, razón por la que se encuentran en etapa de evaluación y ajuste a la realidad del país.En el modo clima, los modelos son inicializados con datos que son pro-cesados a partir del modelo global CAM, junto con información adicional de condiciones de borde para los pe-ríodos a ser pronosticados, principal-mente la temperatura de la superficie del mar, obtenida a partir de las sali-das de un modelo global que es el CFS. Paralelamente se utiliza el método

MEMORIAS TÉCNICAS

67

Figura 12.3 Pronóstico de precipitación con análisis de Cressman.

o nodo. El sistema operativo instala-do se denomina Rocks version 5.1 y se basa en la distribución de Linux llamada Centos. El primer nodo es uti-lizado diariamente para las corridas en modo tiempo; mientras que el segundo nodo es utilizado para las corridas en modo clima y los diferentes análisis dedicados a los modelos, utilizando programas de post-procesamiento.

12.4. Periodos de pronóstico

En modo clima los períodos de tiem-po de pronóstico para las diferentes variables corresponden a 3 meses, con generación de salidas cada 24 ho-ras. En el modo tiempo el periodo de pronóstico es de 72 horas con salidas cada 3 horas.

12.5. Trabajos

Las corridas en modo tiempo son realizadas de forma diaria, mientras que las corridas en modo clima se las realiza en forma mensual. Con las sa-lidas del modelo GRADS, se trabaja en el post-procesamiento de datos, con el fin de obtener imágenes de pro-nóstico de precipitación para el país y de forma local para la cuenca del río Paute. La data de climatología de Ecuador es utilizada en el cálculo de anomalías de precipitaciones. La data cuenta con datos de registro de estaciones del períodos 1971- 2000. El método de Cressman permite realizar un aná-lisis objetivo a través de la función

Oacres del programa GRADS. Final-mente, se realiza una comparación con los resultados obtenidos en los pronósticos en modo clima.

12.6. Resultados obtenidos para Enero 2010

En la figura 12.1 se presentan las imágenes resultantes de las corridas


68

Figura 12.5. Análisis utilizando la climatolo-gía CRU para Ecuador.

Figura 12.4. Análisis para la cuenca hiidrográfica del Paute.

para los cuatro miembros definidos en el período Enero, Febrero y Marzo del 2010. Se puede apreciar que los dos miembros correspondientes a los análogos construidos CA muestran una acumulación mayor de precipita-ción en la parte sur del Ecuador, que los miembros obtenidos con las sali-das del CFS para la temperatura de la superficie del mar.En la figura 12.2 se presentan cuatro imágenes con la región que compren-de la cuenca del río Paute, de igual forma mostrando cuatro miembros, dos correspondientes a los análogos construidos o CA y dos correspon-dientes a CFS.En la figura 12.3 (superior derecha) se muestran los resultados del análi-sis objetivo de Cressman correspon-dientes a los valores climatológicos de estaciones. Las imágenes permi-ten evidenciar la existencia de zonas donde la información para realizar los estudios es insuficiente. En la ima-gen superior derecha, se presenta el ensamble de los cuatro miembros co-rridos con el modelo, el ensamble se lo hace realizando una media aritmé-

MEMORIAS TÉCNICAS

69

tica normal entre los 4 miembros. En la parte inferior izquierda se muestra la diferencia entre las dos represen-taciones que están en la parte supe-rior, mientras que en la parte inferior derecha se indica en porcentaje la variación de la anomalía. Este mismo esquema es presentado en la figura 12.4 pero para la región de la cuenca del Paute.La figura 12.5 muestra la compara-ción similar a los casos anteriores usando la climatología CRU en lugar de datos históricos de las estaciones. El trabajo fue realizado para el área de Ecuador conforme la resolución de CRU de 0.5 grados.

12.7. Referencias

• Doty Brian, “The Grid Analysis and Display System”, 1995.

• NCAR, “ARW Version 3 Modeling Sys-tem User’s Guide”, 2009.

• NCAR, “PSU/NCAR Mesoscale Mode-ling System Tutorial Class Notes and User’s Guide:MM5 Modeling System Version 3”, 2005.

MEMORIAS TÉCNICAS

71

Fernando García C.Instituto Nacional de

Meteorología e Hidrología

INAMHI

Iñaquito N36-14 y Corea

[email protected]

QUITO-Ecuador

13.1. Resumen

La elaboración de pronósticos de cau-dales de ingreso al Embalse Amaluza se realiza con ventanas de predicción a corto y mediano plazo. El pronós-tico a corto plazo se lo realiza con base en la información de precipita-ción cuantitativa generada del pro-nóstico meteorológico para la zona, y de los datos hidrológicos en tiempo real, obtenidos de las estaciones de observación e ingresados a los mo-delos hidrológicos seleccionados, entre ellos el del ajuste en Redes Neuronales, técnica de última gene-ración, cuyos coeficientes de corre-lación entre los valores calculados y observados están en el orden de 0.95. El desempeño del modelo es examinado mediante medidas del error de pronóstico en el horizonte de validación (independiente del ho-rizonte de calibración).El pronóstico a mediano plazo es efectuado con base en el análisis de tendencias. La información estadís-tica es utilizada para el análisis de frecuencias de los eventos históri-cos y son definidos los parámetros que determinan el patrón general de comportamiento de la variable. Con los parámetros establecidos y la aplicación de la teoría de la probabi-lidad, se realiza el pronóstico de los probables escenarios futuros, dentro de cierto nivel de incertidumbre. La bondad de los pronósticos es cuan-tificada a partir del Error Cuadrático Medio, dependiendo del mes de ini-cio en la predicción y la ventana de predicción.

PRONÓSTICO DE CAUDALES DEINGRESO AL

EMBALSE AMALUZA DE LA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA DE PAUTE

1313.2. Introducción

En Ecuador, la demanda de energía eléctrica supera los 15.000 GWh por año; de éste valor, el 43% depende de la generación termoeléctrica. Acorde con la condición geográfica, debido a la presencia de la Cordillera de los An-des, los recursos hídricos de Ecuador han sido categorizados como estra-tégicamente importantes a pequeña, mediana y grande escala, en el marco de los programas de energía renova-ble existentes. La capacidad del embalse Amaluza de la central Paute, requiere de conside-raciones de regulación a nivel sema-nal. Esta limitación provoca dificulta-des en el abastecimiento eléctrico en época de estiaje. La central Agoyán y San Francisco prácticamente no po-seen regulación y la central Pucará (79,7 GWh) no cuenta con un embal-se de importancia, dada la limitada capacidad instalada.Conforme los análisis de datos regis-trados en el período 1964-2009, la tendencia histórica de los caudales del Río Paute, en el sitio de la Presa Daniel Palacios, es decreciente. Se evidencia la aparición de ciclos repe-titivos con caudales bajos, tal como se reflejó en mayo de 2009 y es man-tenido hasta la presente fecha.

13.3. Necesidad de la modelación hi-drológica

La previsión de las posibles condicio-nes futuras de una variable a través del pronóstico, es una actividad im-


72

portante en el ámbito socio-económi-co y toma auge en el área ambiental, siendo fundamental los pronósticos hidrológicos dentro del Sector hidro-energético, con la finalidad de orientar la programación del aprovechamiento del agua a corto y mediano plazo. La necesidad de información radica en prever la dinámica de caudales para un determinado sitio y de esta forma generar la mejor estrategia de aprove-chamiento en situaciones de crisis de agua para el sector hidro-energético

a través de las empresas de servicios públicos. La operación de una central hidro-eléctrica depende de dos variables principales: el volumen de agua al-macenado en el embalse y el caudal afluente a dicho embalse. Debido a la incertidumbre asociada a los cauda-les afluentes, es necesaria la adop-ción de modelos de previsión que simulen de una manera eficiente el comportamiento de la hidrología del sistema.

13.4. Breve resumen metodológico

Una estimación de los caudales a mediano plazo, solamente, puede ser efectuada estadísticamente a través de modelos probabilísticos. Una pre-visión de caudales a corto plazo o tiempo actual, también denominada tiempo real, es realizada a lo largo de la ocurrencia de los procesos, con base en el conocimiento de algunas variables y a la previsión de la preci-pitación o niveles de la parte superior del río afluente del Embalse.

i) Pronóstico a mediano plazo

La proyección del comportamiento futuro de las variables, se basa en la combinación de estadística y la teoría de la probabilidad. Con la estadística se realiza el análisis de frecuencias de los eventos históricos y se definen los parámetros que determinan el pa-trón general de comportamiento. Con estos parámetros y con la aplicación de la teoría de la probabilidad se hace el pronóstico de lo que puede espe-rarse en el futuro, dentro de cierto nivel de incertidumbre.

ii) Pronóstico a corto plazo

La elaboración del pronóstico de cau-dales que ingresan al embalse Ama-luza, operativamente, considera dos componentes: una meteorológica y otra hidrológica. El proceso inicia con la cuantificación de la precipitación (pronóstico meteorológico), como elemento esencial de la producción del agua de escurrimiento. Los fenómenos hidrológicos son ex-

Figura 13.1. Relación caudal simulado versus caudal real.

Figura 13.2. Tendencia de Caudales Medios Diarios Febrero 2009.

MEMORIAS TÉCNICAS

73

tremadamente complejos, de alta no linealidad y exhiben un alto grado de variabilidad espacial y temporal. Consecuentemente, la modelación hi-drológica se convierte en una impor-tante herramienta para planificación, operación y control en proyectos de gestión del recurso hídrico.Partiendo de la información de pro-nóstico meteorológico y los datos hi-drológicos en tiempo real, se obtienen los valores de caudal diarios de ingre-so al embalse. Ver figura 13.1. Los da-tos son obtenidos de las estaciones de observación y posteriormente in-gresados a los modelos hidrológicos seleccionados, entre ellos el del ajuste en redes neuronales, técnica de última generación cuyos coeficientes de co-rrelación entre los valores calculados y observados están en el orden de 0.95.

13.5. Pronósticos realizados para la compañía de generación eléctrica Hidropaute

i) Pronóstico a mediano plazo: Tendencia de los caudales medios diarios

El producto de los análisis de cauda-les es enviado de forma mensual y muestran el caudal real observado, los caudales extremos (máximo y mí-nimo) y el caudal de tendencia diaria, para los 30 días del siguiente mes. Ver Figura 13.2.

Tendencia de los caudales mensuales.

El pronóstico es enviado durante los primeros 10 días de cada mes y con-

Tabla 13.1. Tendencia de caudales medios mensuales año 2009

Tabla 13.2: Porcentajes de error en el pronós-tico diario marzo 2008 – febrero 2009

tiene información técnica relativa a la tendencia (estacional) de los cauda-les medios para los siguientes 3 me-ses. Tabla 13.1. ii) Pronóstico a corto plazo

Los boletines de pronóstico de cauda-les de ingreso al embalse son envia-

MES

ENEROFEBREROMAEZOABRILMAYOJUNIOJULIOAGOSTOSEPTIEMBREOCTUBRENOVIEMBREDICIEMBRE

ValorPronos.

62946382

16217319011777724041

Unidad

m3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/Sm3/S

Q. MedioMultianual

6486

105145159185187140112948069

(%) probabilidadde ocurrencia

564186894857486982759088

Intervalos de confianza

53 7182 10649 77

62 102146 178152 194175 205103 13164 9061 8328 5232 50

Valorreal

11310083

18614815616211971644146

MES

MARZOABRILMAYOJUNIOJULIOAGOSTOSEPTIEMBREOCTUBRENOVIEMBREDICIEMBREENEROFEBRERO

PROMEDIO

Fallas

25.8125.8129.0329.0316.1329.0319.3532.2622.5812.9012.9012.90

22.31

Aciertos

74.1974.1970.9770.9783.8770.9780.6567.7477.4287.1087.1087.10

77.69

%Valores fuerade rango

8899596

107444

7


74

dos de forma semanal los días lunes, miércoles y viernes. El boletín contie-ne valores de los caudales pronostica-dos y valores reales observados, con el respectivo cálculo de error en por-centaje. Se adjunta además, el “rango de validez”, que corresponde al 20%, conforme el compromiso de acuerdo entre las partes. En la Tabla 13.2, se incluye un resumen del número de días cuyos valores de pronóstico es-

Tabla 13.3. Evaluación de los caudales pronosticados.

MES

ENEROFEBREROMARZOABRILMAYOJUNIOJULIOAGOSTOSEPTIEMBREOCTUBRENOVIEMBREDICIEMBRE

PROMEDIO

Error deTendencias %

45.194.02

25.9655.849.83

11.1116.541.547.78

13.221.36

10.39

16.9

Error dePronóstico %

1.592.402.45

13.363.21

13.116.671.650.54

10.906.860.38

5.59

tán “fuera de rango”, para el periodo marzo 2008 a febrero 2009.

13.6. Evaluación de los caudales pronosticados

De la estadística realizada hasta la presente fecha se determina un 78% de pronósticos de caudales acerta-dos, de acuerdo con a la franja de con-fianza del 80%. Ver tabla 13.3. El pro-medio de error, entre errores relativos mensuales del caudal total observa-do y del caudal total pronosticado fue del 5% y con relación a la tendencia total pronosticada para treinta días es del 17%.

MEMORIAS TÉCNICAS

75

Waldo Sven Lavado Casimiro, Juan Julio Ordoñez,

Wilmer PulacheServicio Nacional de Meteorología

e Hidrología – SENAMHI

Jr. Cauhide 785, Jesús Maria.

Casilla 11 1308, Lima 11, Perú.

[email protected]

[email protected]

LIMA-Perú

14.1. Introducción

La Dirección General de Hidrología y Recursos Hídricos (DGH) del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología de Perú, ha determinado sus activi-dades en hidrología de acuerdo a la siguiente clasificación:

• Vigilancia hidrológica de los princi-pales ríos del Perú;

• Monitoreo de la calidad de agua;

• Alerta hidrológica nacional;

• Monitoreo de la sequía hidrológica;

• Investigación en hidrología y recursos hídricos (glaciares y cuenca amazónica);

• Asesoramiento técnico científico en hidrología;

• Participación en comisiones técni-cas y científicas en hidrología.

Conforme las actividades detalladas anteriormente, es posible derivar los siguientes productos de información:

• Boletín hidrológico de los principa-les ríos del Perú;

• Guía de hidrometría de aguas super-ficiales;

• Alerta hidrológica nacional;

• Monitoreo de la sequía hidrológica;

• Impacto hidrológico de los eventos el Niño la Niña;

CAPACIDADES DEL SENAMHI-PERÚ

EN TEMASHIDROLÓGICOS

14• Balance hídrico de las cuencas del Pacífico;

• Atlas hidrológico del Perú – cuencas;

• Monitoreo de calidad de aguas.

14.2. Vigilancia y Monitoreo Hidroló-gico (VMH)

La figura 13.1 describe el proceso de VMH, que inicia con la actividad del Servicio Hidrológico, y considera los procesos de:

a) Recolección de datos en las es-taciones operacionales de la red del SENAMHI (redes convencionales y automáticas),

b) Elaboración de la predicción hi-drológica, evaluación y difusión a los usuarios de información. Los produc-tos generados en el proceso son los siguientes:

• Boletín de Vigilancia Hidrológica Na-cional

• Boletín de Vigilancia de Sequías Hi-drológicas

• Alerta Hidrológica Nacional

• Boletín Hidrológico Estacional

• Situación Hidrológica Nacional

• Partes hidrológicos diarios


76

14.3. Balance Hídrico (BH)

La importancia del balance hídrico ra-dica en la determinación de la disponi-bilidad de agua en cualquier punto de la cuenca, así como la distribución en el tiempo y espacio. Esta información es básica para el diseño, conducción, operación, mantenimiento y adminis-tración de los recursos hídricos, con la finalidad de suministrar agua para diferentes usos como el poblacional, agrícola, hidroeléctrico, y para contri-buir en el mejoramiento de su gestión enfocada en la consecución del desa-rrollo sostenido.

La DGH está a cargo de la elaboración de los balances hídricos de las cuen-cas hidrográficas de la vertiente del Pacífico. Al momento han sido cubier-tos los estudios en 46 cuencas hidro-gráficas en Perú.

14.4. Atlas Hidrológico (AH)

Entre 1974 y 1979, la DGH elaboró el atlas hidrológico con las herramien-tas disponibles en aquella época. En la actualidad, mediante la aplicación de Sistemas de Información Geográ-fica (SIG) y la capacidad de cómputo

de la institución, se realizó una ac-tualización con la finalidad de brindar al usuario información para la pla-nificación socioeconómica, protec-ción y prevención frente a eventos adversos, diseño hidráulico, abas-tecimiento de agua y saneamiento, navegación, turismo, investigaciones científicas y educación. La Fig. 14.2 describe el proceso seguido para la elaboración de los AH.

14.5. Impacto hidrológico de los eventos El Niño y La Niña.

El Niño, considerado como el conjunto de procesos que se dan en el océano, en su fase cálida, genera impactos sobre la parte continental logrando cambiar los patrones de lluvias y cau-dales de los ríos. En la fase opuesta, la Niña, la temperatura de la Superficie del Pacífico Tropical central y oriental es más baja que la media climatoló-gica. En consideración de los eventos mencionados, se planteó la realiza-ción de estudios para la evaluación de los impactos del ENOS en el régimen de caudales y precipitaciones a nivel de Perú. Los estudios correspondien-tes a las vertientes del lago Titicaca, Atlántico y parte de la vertiente del Pacífico han sido concluidos.

14.6. Vigilancia de la sequía hidroló-gica.

La vigilancia de la sequía hidrológica se enfoca en la caracterización del comportamiento espacial y temporal del estado hídrico de las cuencas me-

INICIOSERVICIO

HIDROLÓGICO

Recolecciónde datos

Evaluacióny Supervisiónde productos

Transmisión de datos

Automatización yprocesamiento de datos

Almacenamiento primario(Control cronológico)

Análisis dedatos

Predicciónhidrológica

Evaluación

Difusión

Usuarios

¿Calidadde Análisis?

Sistema deInformaciónHidrológico

AlertaHidrológica

Parte Diario

SituaciónNacional

BoletínVigilancia

Sequía

BoletínEstacional

SIH

mala

buena

Figura 14.1. Esquema del proceso de Vigilan-cia y Monitoreo Hidrológico.

MEMORIAS TÉCNICAS

77

Figura 14.2. Esquema del proceso de elabora-ción de los Atlas hidrológicos.

diante la metodología del SPI (Índice de Precipitación Estandarizado), para la implementación de un sistema de vigilancia y previsión hidroclimática de sequías en Perú.

14.7. HYBAM SENAMHI.

El proyecto HYBAM realiza la vigilan-cia y monitoreo, control geodinámico, hidrológico y bio-geoquímico de la erosión/alteración y de la transferen-cias de materia en la cuenca del río Amazonas, destinado a proporcionar a los investigadores, datos científicos de calidad, necesarios para compren-der y modelar el funcionamiento de los sistemas y su dinámica a largo plazo, utilizando correntógrafos ADCP (Acustic Doppler Current Profiler).

14.8. GREAT ICE – SENAMHI.

SENAMHI realiza estudios sobre la di-námica de los glaciares y recursos hí-dricos tropicales, para intentar cono-cer su evolución futura dentro de un contexto de cambio climático, natural y antrópico, aparentemente acelera-dos, y de esta manera lograr prever el futuro del recurso agua y los sectores vinculados.

14.9. Segunda Comunicación Nacio-nal Cambio Climático –SCNCC.

La institución trabaja en la Segunda Comunicación Nacional del Perú con-forme la CMNUCC, a través del proyec-to “Determinación de la relación entre

el cambio climático, retroceso glaciar y los impactos en la disponibilidad del agua en el Perú”. El proyecto abarca el estudio del impacto del cambio cli-mático global en el comportamiento hidrológico de las cuencas con áreas de glaciar en base a datos medidos por aforo de vadeo y suspensión.

Recolección dedatos históricos e

información deaspectos generales

de la cuenca

Tratamiento dedatos: HR, EVA,

HSOL y Q

Estimaqción dedatos incorporando

DEM 90 m ygrillado de 10 Km.

Análisis especial:Mapas temáticos

HR, EVA, HSOL y Kc

Edición del Estudio USUARIOS

Determinación deparámetrosfisiográficos

Análisistemporal

de Q

Información decampo para

determinar Kc

Evaluación ySupervisión delos productos

MEMORIAS TÉCNICAS

79

Gualberto Carrasco Miranda Luís Noriega Flores

Servicio Nacional de Meteorología

e Hidrología – SENAMHI

Calle Reyes Ortiz No. 41 2do piso.

Telf.: 591-2-2355824

[email protected]

[email protected]

LA PAZ – Bolivia

15.1. Introducción

El presente trabajo tiene por objetivo dar a conocer de forma sintética las actividades que realiza la Dirección de Hidrología del SENAMHI – Bolivia. Para alcanzar el desarrollo socioeco-nómico de un país y conservar la ca-lidad del medio ambiente, se requiere de información exacta sobre la con-dición y la evolución de los recursos hídricos. El uso de información so-bre los recursos hídricos es diverso y aplicable a casi todos los sectores de la economía de un país, contribu-yendo en la planificación, desarrollo y aplicación de objetivos prácticos. El agua es un recurso de valor inestima-ble para las naciones, y en función del incremento de la competencia por el recurso, la utilidad de la información hidrológica se hace evidente.

15.2. Uso de la información hidrológica

La misión principal del SENAMHI a tra-vés de la Dirección de Hidrología, es suministrar información a los toma-dores de decisión sobre el estado y evolución de los recursos hídricos del país. La información puede ser aplica-ble para:

• La evaluación de los recursos hí-dricos de un país (cantidad, calidad, distribución temporal y espacial), el potencial para el desarrollo de este recurso y la capacidad de gestionar la oferta actual y futura demanda.

• La planificación, diseño y ejecución de proyectos hídricos en las diferen-

SERVICIO NACIONAL DEL METEOROLOGÍA

E HIDROLOGÍA DE BOLIVIA – SENAMHI

15tes cuencas: Amazónica, Del Plata y Cerrada.

• La evaluación de los efectos am-bientales, económicos y sociales de las prácticas de gestión, actuales o previstas, de los recursos hídricos, así como la adopción de políticas y estrategias adecuadas.

• La evaluación de las repercusiones en los recursos hídricos de las acti-vidades de otros sectores, como la urbanización o la explotación forestal entre otros.

• La seguridad de personas y bienes frente a los riesgos relacionados con el agua, en particular las inundacio-nes y las sequías.

De acuerdo con la creciente preocu-pación por los efectos del cambio climático y el impacto del desarrollo urbano sobre el medio ambiente, se evidencia mayor demanda de infor-mación hidrológica fiable que permita planificar un desarrollo sostenible de los recursos hídricos. A partir de la década de los 60’s en Bolivia, se empieza a contar con es-taciones hidrométricas instaladas en Tolomosita, sobre el río San Jacinto en el departamento de Tarija. El número de estaciones incrementó de forma paulatina y a partir de 1970, la red hidrométrica alcanza 109 estaciones instaladas en gran parte de los ríos principales del país. El incremento de estaciones tuvo su mejor momento en la década de años 1980, con alre-dedor de 165 estaciones instaladas. A partir de ese año empieza la reduc-


80

ción progresiva de estaciones en la red hidrológica, por razones de índole económica; llegando a 65 estaciones en el año 2000. El número de estacio-nes ha tenido una fluctuación entre 65 y 99 hasta el año 2008, alcanzan-do a un total de 90 a nivel nacional distribuidas de la siguiente manera:

• Administradas por el SENAMHI: 38,

• Otras instituciones 44,

• Proyectos internacionales 8 estacio-nes hidrométricas

A pesar de las limitaciones descritas, al momento se cuenta con informa-ción de 319 estaciones, en formato analógico (papel). En el marco de un acuerdo firmado el año 1982 con el Instituto Francés de Investigación Científica para el Desarrollo en Coope-ración (ORSTOM actualmente IRD), fue establecido el Programa Hidrológi-co de la Cuenca Amazónica Boliviana (PHICAB), posteriormente se integra-ron el Instituto de Hidráulica e Hidro-logía de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA) y el CONAPHI.En el año 1983 empieza la utilización del programa HYDROM, con fines de tratamiento y almacenamiento de in-formación hidrométrica. Un segundo programa desarrollado por ORSTOM, actual IRD, es el PLUVION, que es utili-zado para el manejo de la información pluviométrica.El programa HYDRACCES, desarrolla-do por F. Vauchel – IRD, es utilizado por SENAMHI a partir del año 2002, para el cálculo de aforos, generación de curvas de calibración, caudales

medios diarios entre otros. En la ac-tualidad el software es utilizado por el SENAMHI – Bolivia, para el manejo de la base de datos hidrológicos del país. El programa cuenta con 3 menús im-portantes que son:

HIDROMETRÍA

• Digitalización de bandas limnigrá-ficas. Los resultados se encuentran disponibles en forma gráfica y plani-llas de EXCEL, todo generado de forma automática.

• Procesamiento y cálculo de cauda-les sólidos.

• Módulo calibra, para la generación de curvas de calibración H – Q.

PLUVIOMETEO

• Módulo para el procesamiento de in-tensidad de lluvias.

• Módulo para el análisis de eventos: lluvia – caudal.

UTILITARIOS

• Módulo de funciones avanzadas, que cuenta con los submódulos: Análisis frecuencial, Vector Regional y Cálculo de valores espaciales en cuencas.

• Módulo CORMUL.

15.3. Metodología de obtención, transmisión y recepción de informa-ción hidrológica

El SENAMHI - Bolivia cuenta con 8 Di-recciones Regionales que recopilan información generada en las estacio-nes hidrométricas. Es importante des-tacar que en las Direcciones de Tarija y Chuquisaca se realiza el tratamiento de información, que posteriormente es enviada a la Oficina Nacional para su validación. Las demás Regionales se encargan de la recopilación, verifi-cación primaria y envío de datos a la Oficina Nacional, ubicada en la ciudad de La Paz. La información recopilada es introducida en la Base Nacional de Datos Hidrológicos, con la utilización del programa HYDRACCESS.La base de datos hidrológica ha sido actualizada con información digitali-zada de bandas pluviográficas, datos a nivel diario, validación de la infor-mación, revisión y en algunos casos recálculo de antiguos aforos y/o de-tección de errores groseros (introduc-ción por teclado, unidades no corres-pondientes).

15.4. Otras actividades

Conforme la componente hidrológica institucional, se realiza la validación de datos por comparación de estaciones, correspondientes a la cuenca analiza-da (correlaciones, vector regional, do-bles acumuladas), relleno de series, operaciones de mantenimiento y am-pliación de la red.La base de datos en la dirección de hi-drología del SENAMNHI cuenta con re-gistros digitales de niveles y caudales a partir del año 1963.El SENAMHI mantiene convenios inter-institucionales con:

MEMORIAS TÉCNICAS

81

• IHH Convenio y adenda.

• ALT y adenda.

• Convenio y adenda.

• SHN Alto Paraguay.

• SNC (hoy ABC) información, cuidado de estaciones.

• Plan Maestro de la cuenca del río Pil-comayo, convenio y adenda.

• Prefecturas.

• ONG’s.

El estudio Balance Hídrico Nacional a nivel anual, publicado en 1992, co-rresponde al trabajo realizado en el marco del proyecto PHICAB, con la participación de la Universidad Mayor de San Andrés (UMSA), el Instituto de Hidráulica e Hidrología (IHH), el Insti-tuto de Investigación para el Desarro-llo (IRD) y el SENAMHI.A partir de septiembre de 2008 fun-ciona el Sistema de Alerta Temprana - Riberalta, ubicado al noreste del te-rritorio nacional en el departamento del Beni; fue instalado e implementa-do por el SENAMHI y FUNDEPCO (Fun-dación para el Desarrollo Participativo Comunitario). El SENAMHI monitorea los caudales de ríos, arroyos y al-gunos parámetros meteorológicos. El sistema de monitoreo es comple-mentado con el sistema de comunica-ción (radios banda corrida).Dentro de las actividades de moder-nización de la institución, fueron ins-

taladas estaciones automáticas sate-litales. Las estaciones forman parte de este Sistema de Alerta Temprana (SAT) de SENAMHI.La Dirección de Hidrología ha trabaja-do los últimos meses con la Dirección de Meteorología para la integración de pronósticos de tiempo y de clima. La finalidad del trabajo conjunto, es la elaboración de boletines con avisos y alertas, con enfoque de prevención, en el área de Gestión de Riesgos.La Dirección de Hidrología trabaja en el monitoreo permanente de los ríos más importantes del país. El SENAMHI publica a través del portal web institucional, boletines informativos semanales y boletines diarios en el caso de eventos puntuales de tipo local. La información publicada está dirigida para instituciones y autoridades relacionadas con la actividad hidrológica, además de los tomadores de decisión, como el caso del CONARADE (Consejo Nacional de Reducción y Atención de Desastres), a través del Vice Ministerio de Defensa Civil. Los pronósticos de tipo estacional son realizados de forma mensual y muestran el escenario más probable del comportamiento de las precipi-taciones y temperaturas. Los resul-tados son de tipo cualitativo; sin embargo, se busca convertirlos en cuantitativos, a través de la utiliza-ción de la misma metodología con el software Climate Predictability Tool (CPT), considerando predictores de tipo Oceánico, en virtud del mayor periodo de relajación que tiene respe-to a los predictores atmosféricos. La institución ha realizado pruebas con

resultados no validados dentro de la predicción. En los pronósticos de tipo dinámico, han sido empleados los modelos MM5 y el WRF en modo clima, con ligeros problemas en la instalación del Soft-ware y el Hardware. Actualmente, la actividad se encuentra paralizada; sin embargo, se planea en un futuro cercano hacer uso de ambas herra-mientas tanto en modo clima como en modo tiempo y elaborar Scripts que permitan automatizar los procesos y disponer de resultados de forma dia-ria y mensual, según corresponda.

NECESIDADES DE INFORMACIÓN

MEMORIAS TÉCNICAS

85

Marcos Airton de Souza FreitasAgencia Nacional de Aguas – ANA

[email protected]

BRASILIA-Brasil

16.1. Introducción

El artículo presenta la utilidad de las predicciones estacionales de preci-pitaciones para los sectores energía, agricultura y abastecimiento de agua, relacionando esas necesidades sec-toriales con la disponibilidad hídrica de la región. En ese sentido, es nece-sario la incorporación de información en los diferentes subsistemas de análisis hidrológico a nivel de cuen-cas hidrográficas, que permita traba-jar en modelos lluvia-caudal, modelos de generación sintética de caudales, modelos para el monitoreo de se-quías, modelos de alocación múltiple de agua, modelos de optimización de la operación de sistemas de reservo-rios, etc. Actualmente, existe la pre-disposición para la incorporación de algunos de estos modelos al Sistema Nacional de Información sobre Recur-sos Hídricos – SNIRH. En adelante, se mostrarán ejemplos de aplicación de estas metodologías en algunas cuencas brasileñas, espe-cialmente, en regiones semiáridas del Nordeste de Brasil, así como en la re-gión Amazónica. Por ejemplo: para el análisis regional integrado del fenó-meno de las sequías en el Nordeste de Brasil, fueron desarrollados y aplica-dos diversos métodos y modelos, que posteriormente fueron incorporados a un Sistema de Soporte para Toma de Decisiones. Para la previsión de sequías fueron empleados modelos estadísticos y sistemas neuronales a partir de los patrones de las condi-ciones atmosféricas y oceánicas en las áreas tropicales del Atlántico y del Pacífico.

VINCULANDO LAS NECESIDADES

SECTORIALES CON LA DISPONIBILIDAD

HÍDRICA ENLA REGIÓN

16En cuanto a la gestión de los recur-sos hídricos, durante los periodos de sequía fueron utilizados modelos lluvia-caudal, modelos estocásticos para generación de caudal y mode-los de optimización de la operación de los sistemas de almacenamiento. Mientras que para la región amazó-nica fueron desarrollados modelos estadísticos y modelos de previsión de crecidas usando redes neuronales.

16.2. Sistema de Gestión de Sequías (SIGES)

16.2.1. Escenarios de sequías en tiempos de cambios climáticos

En diversas áreas del territorio brasi-leño, como la Amazonia, el Nordeste, Pantanal y la cuenca del Río de la Pla-ta, han sido desarrollados estudios de los impactos del cambio global del clima, que han permitido evidenciar las anomalías de la precipitación y temperatura, así como en el balance hídrico para el siglo XXI. El semiárido Nordestino que presenta en la actuali-dad una estación lluviosa corta, y por consiguiente, de crucial importancia para el clima, podría en el futuro, cam-biar sus condiciones por un clima más caluroso, en una región árida (Maren-go, 2006; Salati et al., 2007). La sequía es un fenómeno natural que se diferencia del resto de eventos adversos (inundaciones, huracanes y terremotos), básicamente por el tiem-po de aparición y el área de impacto. Bryant (1991), analizó 31 desastres (climáticos y geológicos), huracanes, inundaciones, terremotos, tsunamis,


86

volcanes etc., a partir de parámetros característicos y efectos causados, tales como duración de la catástrofe, área de actuación, número de vícti-mas fatales, pérdidas económicas, duración de los efectos, consecuen-cias sociales, etc. y concluyó que de todos los eventos adversos, las se-quías son las más graves. La sequía es un fenómeno conocido desde tiempos remotos; sin embar-go, en los últimos años, las influen-cias antrópicas han intensificado su impacto. Ejemplos evidentes son el sobrepastoreo, técnicas agrícolas inadecuadas, incendios, deforesta-ciones y una excesiva explotación de las aguas subterráneas. Con la pretensión de minimizar los impac-tos derivados, en general, se adoptan medidas de emergencia para comba-tir el hambre y la escasez de agua (Li & Makarau, 1994). Directamente re-lacionado con los perjuicios, también

se cita la degradación de los suelos. El proceso de desertificación en las regiones semiáridas se ha acelerado nítidamente durante los periodos de sequía. Las pérdidas económicas debidas a la sequía de 1988, en los Estados Uni-dos de América, fueron estimadas por Wilhite (1993), en 40 mil millones de dólares. Para llegar a esa cifra, fueron contabilizados los costos directos e indirectos, tales como las ayudas financieras y la reducción del creci-miento económico. En Australia, la sequía de 1982 a 1983 ocasionó una reducción del 18% en la producción agrícola, la cual representa un 3% del total de las exportaciones del país. Esto equivale en términos financieros a una pérdida de divisas del orden de 7.500 millones de dólares (White et al., 1993). La sequía es un fenómeno llamado recurrente en regiones semiáridas.

Los efectos de un prolongado periodo de sequía en una determinada región dependen, sin embargo, no solamen-te de la duración e intensidad de la sequía, sino también de las condicio-nes socioeconómicas y culturales de la población afectada. Las sequías, especialmente en regiones donde la demanda de agua es mayor que su disponibilidad o donde hay grandes cambios en la oferta de agua, casi siempre conllevan consecuencias en gran escala. Grandes proyectos de irrigación y concentraciones urbanas densamente pobladas están expues-tos a una enorme vulnerabilidad en lo que se refiere al abastecimiento de agua. El Nordeste de Brasil es considerado una región problemática debido a los constantes períodos de largo estia-je y a la estructura socioeconómica reinante. Además de las tradicionales medidas de emergencia (distribución de comida y agua por medio de camio-nes cisterna y creación de cuadrillas de trabajo temporales subvenciona-das), durante los periodos de sequía, fueron construidos a lo largo del últi-mo siglo innumerables reservorios tanto subterráneos como en superfi-cie. Sería, sin embargo, de suma im-portancia la adopción de medidas de racionalización del uso del agua para la agricultura, por medio de acciones de optimización. De forma adicional, es imperioso el desarrollo de modelos de previsión a largo plazo de sequías, que serviría para señalar la planta-ción de cultivos compatibles con la disponibilidad de agua existente (o prevista). De acuerdo con Yevjevich et al. (1978),

Figura 16.1. Sistema de Gestión de Sequías (SIGES) para el Análisis Regional

Integral de Sequías.

Definición yclasificación de

sequías

Previsiónde

sequías

Monitoreode

sequías

Análisisde los

efectos

Plan demitigación de

los efectos

MEMORIAS TÉCNICAS

87

existen tres estrategias frecuentes en el ámbito de la gestión de sequías: i) medidas para el aumento de la oferta de agua; ii) reducción de la demanda de agua e iii) mitigación de los efec-tos de las sequías. La mayoría de las instituciones estaduales y federales, que directa o indirectamente tienen relación con las acciones estratégicas y tácticas de planificación, aplica una o más de estas acciones.Como medidas típicas de aumento de la oferta de agua, por ejemplo, se pueden citar la búsqueda de nuevas fuentes (aguas fósiles e instalaciones de desalinización), el uso conjunto de aguas subterráneas y en superficie, así como trasvases de aguas de otras cuencas. Para la reducción de la demanda de agua normalmente se adoptan res-tricciones legales (medidas de racio-namiento) y campañas de informa-ción, instalación de dispositivos de ahorro para la reducción del consumo de agua, además del uso de sistemas de reciclaje o reutilización del agua. Como ejemplos frecuentes de accio-nes de mitigación de los efectos de la sequía, son implementados siste-mas de alertas de sequías, el uso de plantas que demandan poca agua, o el empleo de sistemas de protección y contratación de seguros, así como programas de emergencia. Freitas (1996), presentó un Sistema de Soporte a Decisiones, de aquí en adelante Sistema de Gestión de Se-quías (SIGES), para el análisis regio-nal integrado de sequías, que se com-pone de los siguientes apartados: i) definición y clasificación de sequías; ii) previsión de sequías; iii) monitoreo

de sequías; iv) análisis de los efectos y v) plan de mitigación de los efectos de sequías (Figura 16.1).

16.2.2. La complejidad del fenóme-no de la Sequía y las condicionantes climáticas del Nordeste de Brasil

El análisis de sequías abarca diver-sas áreas de conocimiento como la meteorología, hidrología, agronomía, climatología, recursos hídricos, entre otras. La región Nordeste de Brasil, se caracteriza por poseer un clima típico semiárido, en el área denominada “Polígono de las Sequías”. La región semiárida se prolonga, en términos de latitud, desde la costa norte del Nordeste de Brasil hasta el norte de Minas Gerais, pasando, en términos de longitud, desde la Costa Oeste has-ta Piauí (Figura 16.2).

El Polígono de las Sequías sufre pe-riódicamente de sequías extremas, que ocasionan en la región efectos catastróficos a la frágil estructura agraria e industrial. A pesar de los avances registrados en los últimos años en las actividades industriales y turísticas, en términos de empleo de mano de obra, la economía de esta región todavía depende mucho del sector agrario, con el agravante de que menos del 3% del total del área cultivable de la región es de regadío, y, por lo tanto, muy susceptible a un posible déficit en las precipitaciones. En consecuencia, durante la época de sequías moderadas a extremas, existe un alto flujo de emigrantes, en dirección al sur del país (décadas de los 70 y 80 del siglo pasado) y en di-rección a los centros económicos de la región Nordeste (Salvador, Recife y Fortaleza).

Figura. 16.2. Nordeste de Brasil y la Región Semiárida.


88

La migración interna por efectos de la sequía, conlleva a un enorme aumen-to de la población en las metrópolis (cada una con cerca de 2 millones de habitantes), lo que acarrea una cre-ciente necesidad de suministro de agua de buena calidad, tratamiento de aguas residuales, generación de empleo y renta, combate a la crimina-lidad, entre otros problemas. El Nordeste brasileño es un ejemplo típico de región, donde la mayoría de la población es muy sensible a los cambios del clima. Esta zona posee una agricultura dependiente de la estacionalidad de las precipitaciones. Por lo tanto, la determinación lo más precisa posible del inicio del periodo lluvioso en la región, es de vital impor-tancia. Considerando que el inicio del periodo lluvioso tiene una variación de un año, y para otro de incluso más de un mes, esta variación estacional de las precipitaciones, así como una errónea determinación de este inicio puede significar grandes pérdidas en agricultura para la región.

En el Nordeste de Brasil la precipita-ción media anual varía entre 400 y 1200 mm. Con frecuencia, ocurren en la región sequías con una duración entre 4 y 9 años. Frente a los 400 y 1200 mm de media anual de precipi-taciones, existe frecuentemente un índice de evapotranspiración poten-cial anual de más de 2000 mm. Con-secuentemente, existe un déficit de agua durante la mayoría de los meses del año (junio a diciembre). En este sentido, los reservorios son necesa-rios para el suministro de agua a los sistemas de abastecimiento de las ciudades, así como para los proyec-tos de irrigación existentes. Incluso con estas medidas de mitigación, en los periodos de sequías extremas de larga duración, es posible un agota-miento total de los reservorios. La Figura 16.3 presenta una alternan-cia en periodos húmedos y secos, entre 1911 y 1988, para el Estado de Ceará (NE-Brasil) y los años ENSO (El Niño Southern Oscillation), según Rasmusson & Carpenter (1983). El ín-dice de precipitaciones utilizado fue el LRDI (Lamb Rainfall Departure Index), que expresa en términos regionales, la desviación de las precipitaciones respecto a la media, como desviación estándar (Lamb et al., 1986). Es fácil evidenciar que regularmente se presentan años de sequía, poste-rior a la aparición del fenómeno de El Niño, como en los años 1914, 1918, 1930, 1941, 1951, 1953, 1957, 1965, 1969, 1971, 1982 y 1986. Sin embar-go, el año siguiente a un año Niño, no siempre es un año seco, como por ejemplo 1912, 1924, 1926, 1940 y 1977. En contaraparte, se han pre-

Figura 16.3. Alternancia entre periodos húmedos y secos, entre 1911 y 1988, en el

Estado de Ceará (NE-Brasil) y los años ENSO, según Rasmusson & Carpenter (1983).

MEMORIAS TÉCNICAS

89

sentado años secos que no fueron precedidos por años Niño, como por ejemplo, 1936 y 1979. En la Figura16.4 se presenta, en forma de flujo, un esquema del Sistema de Gestión de Sequías (SIGES), que entre otras acciones sirve para realizar un análisis regional de sequías. El es-quema se apoya básicamente en una base de datos hidroclimatológicos, compuesta de variables, tales como temperatura de la superficie del mar, presión, dirección e intensidad de los vientos, precipitaciones, caudal, entre otros. Los datos junto con imágenes satelitales y herramientas de análisis gráfico y estadístico, tienen relación y comunicación en el sistema principal.El Sistema de Gestión de Sequías (SI-GES) puede ser construido en módu-los, para facilitar su implementación y expansión. El uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) e imá-genes satelitales proporcionan mayor detalle en el análisis regional, particu-larmente en lo referente al monitoreo agrícola o al monitoreo del área de la superficie de pequeños y medianos estanques de almacenamiento. Los tres tipos de sequías (meteorológi-ca, hidrológica y agrícola) pueden ser caracterizados por medio de índices y analizados en cada componente (o subsistema) específica del modelo general. La Figura 16.5 presenta una concep-ción esquemática del subcomponen-te del Sistema de Gestión de Sequías (SIGES) responsable del análisis de sequías meteorológicas. Este sub-componente o subsistema incluye el uso de métodos estadísticos (aná-lisis de correlación y tablas de con-

tingencias), así como del empleo de redes neuronales, en especial, para la previsión de sequías. El subcomponente del Sistema de Gestión de Sequías (SIGES), respon-sable del análisis de sequías hidroló-gicas (Figura 15.6) se compone bási-camente del uso asociado de modelos lluvia-caudal y de modelos de genera-ción sintética de caudales, empleados en la simulación de la operación de re-servorios. Para un amplio análisis de las sequías hidrológicas, se debe aplicar una con-figuración del agua subterránea (acuí-feros) en los periodos de sequías y de crecidas. En el Nordeste de Brasil, éste tipo de análisis es complicado, por un lado, debido a la pequeña dis-

ponibilidad de datos relativos al agua subterránea, y, por otro lado, debido a la dificultad de estimar los principales parámetros usados en el cálculo de la disponibilidad de agua subterránea. En el subcomponente del Sistema de Gestión de Sequías (SIGES), respon-sable del análisis de sequías agrí-colas, deben ser evaluados el inicio y el fin efectivos de los periodos de sequías, para los diversos cultivos agrícolas de la región. De ésta forma es posible determinar con mayor pre-cisión la necesidad de una irrigación complementaria. Debido al alto índice de evapotranspiración y a la reducida capacidad de campo de los suelos, el

Figura 16.4. Flujo del Sistema de Gestión de Sequías (SIGES).

Imágenessatelitales

Análisis desequía regional

Sequíashidrológicas

Base de datoshidroclimatológico

Sequíasmeteorológicas

Análisis gráficoy estadístico

Sequíasagrícolas

Análisis de losefectos (diferentes

escenarios)

Aplicaciónde medidas de

mitigación

Análisis“ex-post”


90

inicio y la duración de la precipitación efectiva son factores de suma impor-tancia para la productividad agrícola. Una siembra muy anticipada o muy tardía puede provocar unas pérdidas económicas enormes o, incluso, la pérdida total de los cultivos.

16.2.3. Previsión de Sequías.

De aquí en adelante serán presenta-dos los resultados de estudios reali-zados por Freitas (1996; 1999; 2008; 2009), en el desarrollo de modelos de previsión de sequías en el Nordeste de Brasil. Para el efecto, fueron em-pleados métodos estadísticos y redes neuronales. En una primera aplica-ción, para treinta puestos pluviomé-tricos en el estado de Ceará, fueron elaborados diagramas de contingen-cia y tablas de probabilidad condicio-nal para un modelo de previsión de sequías, utilizando únicamente datos del Océano Pacífico. Se realizo una ve-rificación en forma de previsión para otros 6 puestos pluviométricos. En el proceso, fueron implementadas tablas de probabilidad con los valores medios de todas las tablas (puestos) para pe-riodos de 9, 6 y 3 meses, antes del pe-riodo a ser previsto (DEF – Diciembre/Enero/Febrero). La Figura 16.7 repre-senta el resultado de esta aplicación para el Puesto de Mombaça. Posteriormente, fueron probados di-ferentes procedimientos de previsión de sequía para el Nordeste Brasile-ño, aplicando modelado de series de tiempo de precipitaciones por redes neuronales en estaciones de refe-rencia seleccionadas y, por medio

Figura 16.5. Concepción esquemática del subcom-ponente de Sistema de Gestión de Sequías (SIGES)

responsable del análisis de sequías meteorológicas.

Figura 16.6. Concepción esquemática del subcom-ponente de Sistema de Gestión de Sequías (SIGES)

responsable del análisis sequías hidrológicas.

Imágenessatelitales

Análisis desequía regional

Sequíashidrológicas

Base de datoshidroclimatológico

Análisis gráficoy estadístico

Sequíasagrícolas

Análisis de losefectos (diferentes

escenarios)

Aplicaciónde medidas de

mitigación

Datos: caudal,precipitación, etc.

Modelolluvia - caudal

Modelo degeneración sintética

Modelo aguasubterránea

Monitoreo de lasuperficie de reservorios

Análisis desequías

Restricciones legalesy ambientales

Operación dereservorios

Escenarios demediano y largo

plazo

Medidasde

Mitigación

MEMORIAS TÉCNICAS

91

de sistemas de análisis neuronales, para la identificación de patrones de la temperatura de la superficie del mar (SST – sea surface temperature), tanto para el océano Pacífico, como para el Atlántico tropical. De las 30 es-taciones de monitoreo seleccionadas del Estado do Ceará, fue calculado un índice de precipitación regional, de acuerdo a Lamb et al. (1986), para la estación lluviosa y relacionado con el SST del Atlántico. En el modelo neuro-nal, fueron utilizados sólo los datos de la temperatura de la superficie del mar (SST) de la región, donde la corre-lación encontrada era mayor que 0,3. Entre diversos métodos de apren-dizaje, el más conocido es el deno-minado Standard_Back propagation (Zell, 1996). Una versión modificada de este método con un coeficiente de aprendizaje η, con un coeficiente de “momentum” y “flat spot elimi-nation” fue probado. Los algoritmos QUICKPROP y BPTT (Back Propagation Through Time) también fueron aplica-dos. Todos los datos fueron norma-lizados (intervalo de 0,0 – 0,9) y la función logística fue utilizada como función de activación. En las estaciones pluviométricas, las redes neuronales fueron aplicadas para prever el nivel de precipitaciones mensual basado en los patrones de temperatura de la superficie del mar (SST) en el Océano Pacífico. La Figura 15.8 muestra el resultado del análisis en la estación Ipaguassu, utilizando los algoritmos BPTT. Redes de cuatro capas fueron aplicadas en este caso. Los datos empleados para el entrena-miento se ubican entre los años 1911 y 1940, mientras que para la verifi-

Figura16.7. Diagramas de Contingencia y de las Tablas de Probabilidad (Puesto de Mombaça).

Figura 16.8. Precipitación mensual norma-lizada en la estación Ipaguassu usando el algoritmo BPTT (sin proceso adaptativo).

cación se utilizó el período de 1941 a 1988. La aplicación de esta metodolo-gía generó una distribución regional de la previsión de lluvia, clasificando los años como húmedos, normales y secos. Como resultado, un aviso pre-vio puede ser lanzado a los agriculto-


92

res con hasta 6 meses de anteceden-cia al inicio del periodo de lluvias en la región. En esta aplicación fueron probados dos procedimientos: el modelado de las propias series de precipitación de cada puesto pluviométrico y el uso de los SST´s de los océanos Pacífico y Atlánti-co, por medio de redes neuronales. En el Estado de Ceará, fue calculado un índice de sequía: el Lamb Rainfall Departure Index (LRDI), de acuerdo Lamb et al. (1986), para el semestre lluvioso (enero a junio) y correlacio-nado con el SST del Atlántico. Con la aplicación de esta metodología en los puestos pluviométricos de un es-tado, de una región o de una cuenca hidrográfica, es posible presentar una distribución regional de las precipita-ciones, así como una clasificación en rangos: húmeda, normal y seca. Como consecuencia, se podría implantar un Sis-tema de Alertas de posibles sequías, con cerca de seis meses de antecedencia.

16.2.4. Optimización de la operación de reservorios en situaciones de es-casez

Para la operación de reservorios es necesario contar con diversidad de información, entre otras: i) caudales afluentes a los reservorios; ii) índices de evaporación; iii) usos consuntivos y no consuntivos en la cuenca; iv) criterios de alocación (atendimiento) a los diversos usos (generación de energía, navegación, regulación de crecidas, abastecimiento humano, in-dustrial y agropecuario, caudal ecoló-gico, irrigación, etc.).

En innumerables cuencas hidrográfi-cas, debido a la falta de datos fluvio-métricos, en ocasiones, es necesaria la obtención de una serie de caudal afluente al reservorio por medio del empleo del modelado lluvia-caudal o de modelos de generación sintética de caudal. Para regiones semiáridas Taborga & Freitas (1987) presentaron el modelo CN-3S. Para la generación sintética de cau-dales en ríos intermitentes típicos de regiones semiáridas, Freitas (1995) presentó el sistema SAGE – Stochas-tische AbflussGEnerierungsmodelle, compuesto de los siguientes modelos:

i) PAR-Model (Thomas/Fiering) con modificación de CLARKE(1973);

ii) PAR-Model (Thomas/Fiering) con transformación de MATALAS(1967);

iii) Two-tier model (PAR(1)/AR(1) con distribución log-gama);

iv) Two-tier model (PAR(1)/AR(1) con distribución log-normal);

v) Two-tier model (PAR(1)/GAR(1) de FERNANDEZ & SALAS; 1990); Frag-ment method-AR(1) con distribución log-gama;

vi) Fragment method-AR(1) con distri-bución log-normal; vii) Fragment-GAR(1);

vii) Disaggregation model/AR(1) by VALENCIA & SCHAAKE(1973).

Posteriormente, Freitas (1996), pre-sentó aplicaciones del modelo ARRF (Alternating Reneward Renewal –

Fragment) en diversas cuencas del Nordeste de Brasil.

16.2.5. Planificación y acciones mi-tigadoras

En lo que se refiere a los llamados “cri-terios de otorgamiento”, Lopes & Frei-tas (2007) analizaron diversas ex-periencias de Alocación de Aguas, en cuencas brasileñas. Los criterios de otorgamiento indican el nivel máximo de comprometimiento de los cuerpos de agua y los caudales remanentes mínimos que deben ser mantenidos en los cuerpos de agua. Aunque los mecanismos de alocación de agua adoptados históricamente en Brasil estén caracterizados por la fuerte intervención del poder público; las políticas estaduales y nacionales de recursos hídricos han posibilitado la implementación de modelos alter-nativos, de carácter participativo. Basados en conceptos y clasifica-ciones de estudios sobre alocación de recursos con escasez, Lopes & Freitas (2007) analizaron diversas experiencias brasileñas de aplicacio-nes de mecanismos de alocación de agua y sistematizaron los principa-les elementos conceptuales y me-todológicos. Este análisis mostró la importancia de la adaptación de los mecanismos de alocación de agua a cada realidad regional, en sus aspec-tos conceptuales y metodológicos y en la definición de múltiples objetivos estratégicos. Se considera como ejemplo, la pro-puesta de alocación de aguas en el plan de la cuenca hidrográfica del río

MEMORIAS TÉCNICAS

93

San Francisco, donde son definidos los valores máximos de consumos medios anuales en cada área de contribución de la cuenca y en cada trecho del río San Francisco, para un horizonte de diez años, como muestra la Figura 16.9. La propuesta posee poca previsibili-dad en relación a la alocación de agua entre sectores usuarios, debido a que en cada área de contribución o trecho del río, la alocación de agua entre los diferentes sectores, depende de las tendencias definidas por las políticas sectoriales y por los procesos econó-micos existentes.

16.2.6. Monitoreo de Sequías por medio de índices

La Gestión de Recursos Hídricos en regiones semiáridas, como el Nordes-te de Brasil, es de capital importancia disponer de instrumentos prácticos de ayuda a la toma de decisiones, especialmente en los periodos de sequías. Freitas (1999), propuso la implementación de un Sistema de Soporte para la toma de decisiones, considerando los índices meteoroló-gicos. Diversos índices fueron adap-tados e incorporados a un sistema de seguimiento de las características bá-sicas de los períodos de sequía, que consideraban la duración, severidad e intensidad, de modo que diferentes ac-ciones mitigadoras pudiesen ser imple-mentadas, de acuerdo con los valores alcanzados por los parámetros. En el monitoreo de las precipitaciones, los índices meteorológicos emplea-dos fueron: el RAI (Rainfall Anomaly Index), el BMDI (Bhalme & Mooley

Drought Index), el HSI (Herbst Seve-rity Index), así como el LRDI (Lamb Rainfall Departure Index). Una ventaja práctica en el uso de estos índices es el seguimiento casi simultáneo (dia-rio, semanal o mensual, dependiendo de la disponibilidad de los datos) del grado de severidad y duración de los periodos secos, que permite tomar medidas efectivas y en tiempo há-bil, en procura de mitigar los impac-tos ocasionados por una sequía. La Figura 16.10 presenta la aplicación del BMDI (Bhalme & Mooley Drought Index) para el Estado de Ceará, en el Nordeste de Brasil.

16.2.7. Análisis de los impactos de sequías en la agricultura

Las consecuencias de un periodo de sequía resultan de una comple-ja interrelación de efectos entre los sistemas físicos y sociales, de difícil cuantificación (Wilhite, 1993). Los efectos de una sequía pueden ser clasificados, según Kates (1985), en

Figura 16.9. Propuesta de alocación de agua en la cuenca del río São Francisco.

Figura 16.10. Valores de BMDI en el Estado de Ceará.


94

efectos directos o indirectos, o inclu-so, en efectos de 1º, 2º o 3º orden. La pérdida de una cosecha debido a una sequía puede ser clasificada como efecto directo o de primer orden; sin embargo, la emigración, la reducción de ingresos, el establecimiento de cua-drillas de servicios temporales sub-vencionados y los seguros contra las sequías pueden ser considerados im-pactos de segundo o de tercer orden. El uso de métodos de evaluación de los impactos de las sequías tuvo ori-gen en los métodos de evaluación de los efectos del cambio climático, a mi-tad de la década de los 70. De acuer-do a Kates (1985), los métodos de evaluación de impactos pueden ser agrupados en dos clases: los méto-dos directos (impact approach) y los métodos de interrelación (interaction approach). Los métodos directos se basan en la suposición de la existen-cia de una relación directa entre una causa-efecto. Por ejemplo, cuando ocurre un evento climático (sequía), provoca una acción resultante de esta

causa (reducción de la producción agrícola). Como ejemplo de método de evalua-ción directa, Freitas & Barros (1999) demostraron la influencia de la re-ducción de las precipitaciones, por medio del índice LRDI - Lamb Rainfall Departure Index, en la producción de los 17 principales cultivos permanen-tes y los 17 principales cultivos de temporada, en el Estado de Ceará, en el período de 1975 a 1984. La Figura 16.11 presenta, a título de ejemplo, la relación entre el índice LRDI y la pro-ducción de arroz de secano, expresa-da como la desviación en relación a la media total, en el Estado de Ceará.

16.3. Sistema de Gestión y Alerta de Crecidas (Cuenca Amazónica)

Considerando el problema del mode-lado de crecidas en la cuenca ama-zónica, en especial, la previsión de crecidas en la ciudad de Manaos. Se intentó en este artículo hacer una verificación de las crecidas históri-

cas ocurridas y presentar modelos de previsión de crecidas en Manaos. Se emplearon modelos basados en regresiones lineales y no lineales, así como modelos fundamentados en redes neuronales artificiales. Los modelos pueden hacer un pronóstico con un mes de antecedencia de una posible crecida en Manaos (Freitas & Gondim Filho, 2005). Los modelos aplicados se mostraron efectivos para la previsión de creci-das en la ciudad de Manaos con una antecedencia de hasta 75 días. En el caso de los modelos de redes neuro-nales fue utilizado el periodo entre 1903 y 1977 para la calibración del modelo, mientras que el periodo des-de 1978 a 2003 fue manejado para la validación. Diversos modelos fueron aplicados para realizar previsiones en el año 2005.

16.4. Conclusiones y Recomenda-ciones

Sequías extremas ocurren con fre-cuencia en el Nordeste de Brasil, ante la presencia del evento ENOS. Las teleconexiones, entre los índices del ENOS (Pacífico) y la precipitación interanual en el Nordeste de Brasil pueden, como se ha demostrado, ser utilizadas, a pesar de los pocos valo-res de correlaciones encontradas, en modelos de previsión de sequías, con base en las tablas de probabilidades condicionadas. Las sequías en el Nordeste brasileño pueden ser previstas, con la aplica-ción de tablas de probabilidades con-dicionales de precipitación, asociadas al índice-SST del océano Pacífico. Las

Figura 16.11. Precipitaciones versus Producción de Arroz – Estado de Ceará (NE-Brasil).

MEMORIAS TÉCNICAS

95

probabilidades de “por debajo de”, “normal” y “encima” de la precipita-ción media (o mediana) en cada esta-ción pueden ser calculadas. La utiliza-ción de los datos del océano Atlántico mejora la previsión de lluvias gracias a la aplicación de sistemas de redes neuronales. Los modelos propuestos presentan, por lo tanto, una perspec-tiva práctica de previsión de las preci-pitaciones con casi 6 meses de ante-cedencia al inicio del periodo de lluvias. El uso de los métodos descritos arriba para la previsión de sequías, así como de los diversos índices de sequía, junto con modelos de generación de caudales para ríos intermitentes (Freitas, 1995), abren una nueva perspectiva para la gestión y optimización de los sistemas de recursos hídricos en regiones semiá-ridas, como el Nordeste de Brasil. Los efectos de periodos de sequías y crecidas pueden ser mitigados con una operación apropiada de los reser-vorios (Lecher et al., 1994; Freitas, 1996), de modo que un pronóstico es de gran valor para la optimización de la operación de sistemas de reservo-rios, así como para la determinación del tipo de cultivos, época de siembra, alerta de inundaciones, entre otros aspectos. Para la evaluación de los riesgos im-plicados, modelos lluvia-caudal (Ta-borga & Freitas, 1987; Freitas & Porto, 1990; Freitas, 1991; Freitas, 1994) y modelos estocásticos de caudal (Frei-tas, 1995; Freitas, 1996) pueden, en este caso, ser utilizados, los modelos que simulen las condiciones de inter-mitencia de los ríos típicos de esta región, de modo que se estimen los efectos de eventos extremos (Frei-

tas, 1995; Freitas & Billib, 1997). Es aplicable la generación sintética de caudal y análisis de Monte-Carlo (si-mulación estocástica), para la deter-minación de los criterios de vulnerabi-lidad, confiabilidad y elasticidad de los sistemas de recursos hídricos.

16.5. Referencias Bibliográficas.

• BARNETT, T. P. et al., 1994: Forecasting global ENSO-related climate anomalies, Tellus, 46A, 361-366.

• BILLIB, M. H. A. ; FREITAS, M. A. S. Drought Forecasting and Management for Northeast-Brazil by Statistics, Neuro-fuzzy Systems Analysis and Stochastic Simulation. In: Conference on Water Resources & Environment Research: towards the 21st Century, 1996, Kyoto. Symposium Sustainability of Water Re-sources Under Increasing Uncertainty. Kyoto : IAHS Publication, 1996.

• BRYANT, E. Natural Hazards, Cambrid-ge University Press, 1991, 294p.

• FREITAS, M. A. S. Modelos Diários Chuva-Vazão en Bacias do Semi-Árido Brasileiro. Revista Tecnologia (UNIFOR), Fortaleza, v. 1, n. 15, p. 31-38, 1991. • FREITAS, M. A. S. Stochastische Abfluss-generieung in intermittierenden semia-riden Gebieten - Nordost-Brasilien. Han-nover: Universitat Hannover, 1995.

• FREITAS, M. A. S. Aspectos a Serem Considerados Quando de una Análise Regional Integrada de Sequías. Revista Tecnologia (UNIFOR), Fortaleza, v. 18, n. 18, p. 9-17, 1996.

• FREITAS, M. A. S. Um Sistema de Supor-te à Decisão para o Monitoramento de Sequías Meteorológicas en Regiões Se-mi-Áridas. Revista Tecnologia (UNIFOR), Fortaleza, v. 19, n. 19, p. 19-30, 1999.

• FREITAS, M. A. S. O Fenômeno das Se-quías no Nordeste do Brasil: Uma Abor-dagem Conceitual. In: IX Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste, 2008, Salvador. Anais do IX Simpósio de Re-cursos Hídricos do Nordeste. Porto Ale-gre: ABRH, 2008. v. 1.

• FREITAS, M. A. S. Que Venha a Seca: Mo-delos para Gestión de Recursos Hídri-cos en Regiões Semiáridas. 1. ed. Rio de Janeiro: CBJE Editora, 2009. v. 1. 398 p.

• FREITAS, M. A. S. A Regulação dos Re-cursos Hídricos. 1. ed. Rio de Janeiro: CBJE, 2009. v. 1. 174 p.

• FREITAS, M.A.S. & M.H.A. BILLIB, 1997: Drought Prediction and Characteristic Analysis in Semi-Arid Ceará / Northeast Brazil, Symposium “Sustainability of Water Resources Under Increasing Un-certainty”, IAHS Publ. No. 240, 105-112, Rabat, Marrocos.

• FREITAS, M. A. S. ; BARROS, F. R. M. Os Impactos das Chuvas na Produção Agrí-cola no Estado do Ceará. In: V Encontro de Iniciação à Pesquisa, 1999, Fortale-za. Anais do V Encontro de Iniciação à Pesquisa. Fortaleza : Editora de la UNI-FOR, 1999. v. 1.

• FREITAS, M. A. S.; PORTO, A. S. Conside-rações Sobre un Modelo Determinístico Chuva-Vazão Aplicado a las Bacias do Semi-Árido Nordestino. Revista Tecno-


96

logia (UNIFOR), Fortaleza, v. 1, n. 11, p. 45-49, 1990.

• FREITAS, M. A. S. ; GONDIM FILHO, J. G. C. Modelos de Previsão de Cheias na Bacia Amazônica. In: XVI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2005, João Pes-soa. Anais do XVI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Editora de la ABRH, 2005. v. 1. p. 23-23.

• FREITAS, M. A. S. ; GONDIM FILHO, J. G. C. Curvas de Aversão ao Risco para os Re-servatóiros Armando Ribeiro Gonçalves e Curemas-Mãe D´agua. In: XVII Sim-pósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2007, São Paulo. Anais do XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Porto Alegre : ABRH, 2007. v. 1.

• KATES, R. W. Climate Impact As-sessment, Studies of the Interaction of Climate and Society. Edited by Robert W. Kates, Jesse H. Ausubel, and Mimi Ber-berian, on behalf of the Scientific Com-mittee on Problems of the Environment (SCOPE) of the International Council of Scientific Unions (ICSU). Chichester: John Wiley and Sons, 1985, p.3.

• LAMB, P.J., R.A. PEPPLER & S. HASTEN-RATH, 1986: Interannual Variability in the Atlantic, Nature, 322, 238-240. • LECHER, K.; BILLIB, M. H. A.; RUSTEBERG, B.; FREITAS, M. A. S. et al.. Optimal ma-nagement of surface and underground reservoirs (conjuctive use) for irrigation - final report - EC programm. 1994.

• LI, K.; MAKARAU, A. Drought and Deser-tification, Reports to the Eleventh Ses-sion of the Comission for Climatology, WCASP-28, WMO, 1994.

• LOPES, A. V.; FREITAS, M. A. S. A Alocação de Água como Instrumento de Gestión de Recursos Hídricos: Experiências Brasilei-ras. REGA. Revista de Gestión de Águas de la América Latina, v.4, p.5-28, 2007.

• MARENGO, J.A. Mudanças climáticas globais e seus efeitos sobre a biodiver-sidade: caracterização do clima atual e definição das alterações climáticas para o território brasileiro ao longo do século XXI. Brasília: MMA, 163 p., 2006.

• ROSSI, G.; BENEDINI M.; TSAKIRIS G.; GIAKOUMAKIS C. On Regional Drought Estimation and Analysis, Water Resour-ces Management, 6, 249-277, 1992.

• RASMUSSON, E. M.; CARPENTER, T. H. 1983. The relationship between eastern equatorial Pacific sea temperature and rainfall over Índia and Sri Lanka. Mon. Wea. Rev. 111, 517-528.

• SALATI, E. et al. Tendências das Va-riações Climáticas para o Brasil no Sé-culo XX e Balanços Hídricos para Cená-rios Climáticos para o Século XXI. Brasília: MMA, 186 p., 2007. Disponível en http://www6.cptec.inpe.br/mudancas_climati-cas/prod_probio/Relatorio_4.pdf

• SILVA, L. M. C.; FREITAS, M. A. S.; SILVEI-RA, P. B. M. Aplicativo para Operação de Reservatório en Situações de Escassez - Fase II. In: XV Simpósio Brasileiro de Re-cursos Hídricos, 2003, Curitiba. Anais do XV Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Porto Alegre: ABRH, 2003. v. 1.

• SILVA, L. M. C.; FREITAS, M. A. S. Aplica-tivo para Operação de Reservatórios en Situações de Escassez. In: VI Simpó-

sio de Recursos Hídricos do Nordeste, 2002, Maceió. Anais do VI Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste. Porto Alegre: Editora de la ABRH, 2002. v. 1.

• SILVEIRA, P. B. M.; FREITAS, M. A. S. Po-líticas de Operação de Reservatório Visando Minimizar os Impactos Socio-econômicos en Situações de Escassez. In: Seminário Internacional sobre Re-presas y Operación de Embalses, 2004, Puerto Iguazú. Anais do Seminário In-ternacional sobre Represas y Operación de Embalses. CACIER, 2004. v. 1.

• TABORGA, J., M. A. S. FREITAS. Simu-lação de la Lâmina de Escoamento Mensal. In: III Simpósio Luso-Brasileiro de Hidráulica e Recursos Hídricos, 1987, Salvador. Anais do III Simpósio Luso Bra-sileiro de Hidráulica e Recursos Hídri-cos, 1987. v. 2. p. 558-570.

• WILHITE, D.A.: Planning for Drought: A Methodology, In: Drought Assessment, Management, and Planning: Theory and Case Studies, D.A. Wilhite (Orgs.), Kluwer Academic Publishers, Boston, 1993.

• YEVJEVICH, V.; HALL, W.A.; SALAS, J.D.: Drought Research Needs, Water Resour-ces Publications, Fort Collins, Colorado, 1978.

• ZELL, A., 1994: Simulation Neuronaler Netze, Addison Wesley.

MEMORIAS TÉCNICAS

97

Dr. Miguel Ontiveros MollinedoPROAPAC - GTZ

Programa de Agua Potable

y Alcantarillado Sanitario

en Pequeñas y Medianas Ciudades

PROAPAC

Telf.: + 591 (2) 2421354

[email protected]

LA PAZ - Bolivia

17.1. Breve reseña del sector Agua Potable y Saneamiento Básico en Bolivia

Bolivia es el tercer país con menor Índice de Desarrollo Humano en la región de América Latina y El Caribe, situación reflejada en el bajo nivel de cobertura de los servicios básicos. Los datos oficiales indican que el abastecimiento de agua potable cu-bre el 74,5% de la población, mientras que sólo el 47,7% tiene saneamiento (2007); aún sin considerar la casi generalizada deficiente calidad de los servicios.Un enfoque más allá de las estadís-ticas, que por un lado ocultan pro-fundas desigualdades, y por el otro reafirman la necesidad de seguir tra-bajando en el sector, se presentan ciertas tendencias que merecen es-pecial atención:

• La cobertura de agua potable ha decrecido del 87,7 al 87,5 % entre el 2001 y 2007 en el área urbana, lo que significa que el avance en la ex-pansión de redes no ha logrado cubrir el incremento poblacional, sobre todo de las zonas periurbanas de las áreas metropolitanas.

• Existen notorias brechas entre el su-ministro de agua potable, recolección y tratamiento de las aguas servidas, provocando problemas de contamina-ción y amenaza para la salud pública.

• Existe rezago de cobertura en el área rural, principalmente en las zo-nas dispersas y regiones indígenas en relación con el área urbana.

NECESIDAD DESERVICIOS

HIDROLÓGICOS PARA LOS SECTORES DE ABASTECIMIENTO

DE AGUA YSANEAMIENTO

GTZ-PROAPAC – Bolivia

17• Insuficiencia e ineficacia de las in-versiones.

• Escasa visibilidad de los Operadores comunitarios y autogestionarios.

• Bajo nivel de respeto con relación a los usos y costumbres de las comuni-dades indígenas y originarias.

• Dificultades técnicas e instituciona-les en la elaboración y ejecución de proyectos.

• Limitaciones en administración, operación y mantenimiento de los sistemas.

• Las fuentes de agua se encuentran amenazadas por el manejo inadecua-do, contaminación y la variabilidad climática.

• Marco institucional incompleto y no congruente con el cambio político del país.

• Ambigüedades en los esquemas de participación social.

La Pobreza, desigualdad y políticas públicas deficientes, provocan la ex-clusión de algunos sectores de la población, en cuanto a la provisión de servicios de saneamiento básico. No contar con estos es un evidente im-pedimento para el desarrollo huma-no, debido a que además de generar condiciones de salud desfavorables las familias pobres terminan pagando más por agua de mala calidad y defi-ciente aprovisionamiento o dedican mucho tiempo en su transporte y re-


98

colección, particularmente las muje-res y niños. (PROAPAC, 2009).

17.2. Situación Actual y Problemática del sector de Agua Potable y Sanea-miento Básico

En el Plan Nacional de Agua Potable y Saneamiento Básico (PNAPSB) así como en estudios realizados por el PROAPAC- GTZ, se presenta un resu-men de la situación y problemática del sector, que considera los siguien-tes aspectos:

Déficit e inequidades

• Se evidencia en el sector de sanea-miento básico, réplicas de inequida-des y discriminaciones presentes en Bolivia.

• Más de dos millones y medio de per-sonas no tienen acceso a servicios de agua potable y más de cinco millones trescientas mil carecen de servicios de saneamiento.

Problemas principales

• Bajo nivel de cobertura en abaste-cimiento de agua y saneamiento en áreas rurales y urbanas.

• Insuficiencia e ineficacia de las in-versiones.

• Condiciones de irrespeto para con los usos y costumbres de las comuni-dades indígenas y originarias.

• Dificultades técnicas y debilidades

institucionales en la planificación y ejecución de proyectos.

• Limitaciones en la capacidad insti-tucional para la administración, ope-ración y mantenimiento de los siste-mas.

• Marco institucional incompleto y no congruente con el cambio político del país.

• Ambigüedades en los esquemas de participación social.

Aspectos relevantes en el Sector

a) Recurso agua

• Existe la percepción de que Bolivia es un país privilegiado en recursos hídricos, sin embargo, su distribución es muy diferenciada y el agua es es-casa en casi la mitad del país.

• El sector agua potable debe compe-tir por el recurso con el sector agrícola y otros usos como minería, hidrocar-buros, hidroeléctrica, etc.

• Creciente demanda del recurso en los centros urbanos.

• El cambio climático afectará a im-portantes fuentes de agua.

• Existen considerables problemas de contaminación.

b) Captación

• El 41% de la fuente de captación es subterránea, 35% superficial y el 24%

subterránea y superficial.

• El sistema de almacenamiento es deficiente o en algunos casos inexis-tente.

• En el 40% del agua captada, no rea-liza ningún tipo de tratamiento para agua cruda.

c) Evacuación

• El 59% de las EPSAS- Empresa Pú-blica Social del Agua y Saneamiento, cuentan con redes de alcantarillado sanitario.

• Sobre una muestra de 50 EPSAS que cuentan con sistemas de alcantari-llado, el 40% no realiza ningún trata-miento de las aguas residuales (La Paz).

Entidades prestadoras de servicios de agua potable y alcantarillado – Empresa Pública Social del Agua y Saneamiento (EPSAS), Gobierno Mu-nicipal (GM)

• Variedad de modelos de gestión (empresas y dependencias munici-pales, cooperativas, asociaciones de usuarios, comités vecinales y de co-muneros, empresas privadas, aguate-ros, etc.)

• La responsabilidad de provisión de servicios corresponde a los Gobiernos Municipales (Ley 2028). Actualmente la responsabilidad recae sobre el Es-tado, en todos sus niveles, de acuerdo con la Constitución Política del Estado - CPE.

MEMORIAS TÉCNICAS

99

• En el área rural: Comités de Agua Po-table y Saneamiento – CAPYS

• En el área urbana: Empresas, depen-dencias municipales o prefecturales y CAPYS

a) Tipo de EPSAS en las áreas urba-nas

• El 80% de la población recibe los ser-vicios de agua y alcantarillado de un operador no municipal.

Del total de la población urbana:

• El 30% es atendido por entidades de carácter mixto.

• El 27% es atendido por cooperativas.

• El 23% es atendido por comités veci-nales, comunales o mediante peque-ños proveedores.

• El 19% es atendido por entidades municipales o prefecturas.

• En el Altiplano más del 60% de las EPSAS son municipales.

• En los Valles la gran mayoría son Co-mités de Agua.

• En los Llanos más del 85% son coo-perativas.

Diagnóstico general de prestadoras de servicios de agua potable y al-cantarillado

a) Condiciones internas de los Pres-tadores (EPSAS y GMs)

• Se evidencia injerencia política u orientación hacia intereses de grupos locales.

• Los recursos humanos cuentan con insuficiente capacitación y motiva-ción: excesivo personal, malas remu-neraciones, alta tasa de cambio, poca memoria institucional.

• Bajo desarrollo institucional.

• Poca orientación empresarial.

• Baja asimilación tecnológica.

• Insuficiente orientación al usua-rio.

b) Calidad del servicio

• Baja cobertura en los sectores: agua potable, saneamiento básico y trata-miento de aguas residuales.

• Baja calidad del agua potable y aguas tratadas.

• Discontinuidad del servicio.

c) Política tarifaria, comercializa-ción e inversiones

• Tarifas políticas insuficientes para cubrir costos de operación y manteni-miento (depreciación de activos).

• Baja recaudación (se factura el 60% del agua producida y se recauda el 45% de lo producido).

• Inversiones limitadas (expansión, reposición).

• Elevada concentración de usuarios en los rangos más bajos.

• Bajos niveles de subsidio cruzado entre usuarios.

d) Condiciones sociales

• Baja cultura de pago: mora eleva-da.

• Bajo nivel de “cultura sanitaria” y educación ambiental.

e) Modelo de gestión

• Atomización de los prestadores de servicios.

• Área Metropolitana de Cochabamba: más de 500 operadores.

• Área Metropolitana de Santa Cruz: más de una docena de operadores.

• Poblaciones pequeñas y rurales con baja capacidad de pago y difícil sos-tenibilidad de sus sistemas: más de 28.000 operadores.

f) Necesidades

• Instancias accesibles de asistencia técnica y fortalecimiento institucional a las EPSAS (desarrollo de capacida-des).

• Mecanismos claros de participación social co-responsable.

• Regulación efectiva.


100

Marco Institucional

El Gobierno Nacional crea el Ministe-rio del Medio Ambiente y Agua, con el propósito de impulsar un cambio de la gestión dispersa y con enfoque pri-vatista comercial, hacia una gestión integral, sostenible, equitativa, parti-cipativa y corresponsable del agua y la prestación de los servicios básicos.De acuerdo a las políticas y estrate-gias del Plan Nacional de Desarrollo, son responsabilidades del Estado, la asignación de derechos de uso y aprovechamiento del agua y su con-trol, así como su protección frente a los monopolios, uso efectivo, prohibi-ción de contaminación y exposición a riesgo, aprovechamiento sustenta-ble, uso prioritario para el consumo humano y riego agropecuario. En el ámbito de dominio público: preser-vación dentro de los flujos ambien-tales y, finalmente, el respeto a la forma de utilización del recurso que poseen los pueblos, comunidades in-dígenas y campesinas. (Plan Nacio-nal de Agua Potable y Saneamiento Básico, 2010).

Marco Legal Vigente

El marco legal actual se caracteriza por una gran cantidad de normas con disposiciones referidas al agua y al sector, que complementan la Ley 2066 de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario. La mencionada ley, cons-tituye el fundamento del marco legal sectorial y se encuentra bajo refor-mas en el contexto de la Gestión Inte-gral de Recursos Hídricos (GIRH).

17.3. Contexto general del sector de saneamiento y agua potable con re-lación a su afectación por los even-tos hidroclimáticos extremos

a) VulnerabilidadesDe acuerdo a estudios realizados por la CAF en Bolivia, las vulnerabilidades más relevantes son las siguientes:

i) Vulnerabilidades relacionadas con el nivel de conciencia, conocimiento de los fenómenos y su afectación en el Sector de Agua y Saneamiento:

• Falta de conciencia y voluntad polí-tica en el sector para implementar ac-ciones relacionadas con la prevención y control de riesgos.

• Desconocimiento del comporta-miento de los riesgos de origen natu-ral y de origen antrópico.

• Falta de información oportuna y vá-lida, en las áreas de hidrometeorolo-gía, hidrología y pronósticos.

• Deficiente conocimiento sobre el es-tado de las Cuencas, junto con las li-mitaciones en manejo de las mismas.

ii) Vulnerabilidad de Infraestructura Física:

• Las obras hidráulicas son ejecuta-das sin consideración de los factores de riesgo relacionados con su implan-tación.

• Desconocimiento de vulnerabilida-des específicas relacionadas con fac-tores de riesgo del entorno.

iii) Vulnerabilidad de los usuarios:

• Desconocimiento de medidas de protección para los sistemas de pro-visión de agua potable, alcantarillado y los riesgos por exposición.

b) Obstáculos para la incorporación de la reducción de vulnerabilidad en el sector de agua potable y sanea-miento básico

• El desconocimiento de la naturale-za, comportamiento y efecto de las amenazas naturales sobre las infra-estructuras.

• La falta de visión preventiva.

• La falta de continuidad e inestabili-dad en los niveles de decisión.

• La falta de conocimiento relativo a la vulnerabilidad de los proyectos de in-versión y su relacionamiento con las amenazas de su entorno.

• La falta de información confiable, cartográfica y/o estadística.

• La inexistencia de procedimientos, metodologías y criterios generaliza-dos que faciliten la incorporación de acciones de prevención y/o mitiga-ción.

• La insuficiente asignación de recur-sos para la implementación de las medidas de prevención y mitigación de riesgo.

• Pobre calidad de difusión de la infor-mación existente.

MEMORIAS TÉCNICAS

101

17.4. Visión Sectorial de agua pota-ble y saneamiento para mejorar la provisión de estos servicios

De acuerdo a lo expuesto, es apre-miante la necesidad de contar con in-formación hidrometeorológica, aspec-tos geofísicos, amenazas naturales, amenazas antrópicas, características socio-demográficas, niveles de pobre-za, pronósticos hidroclimáticos, pero además es importante contar con he-rramientas adecuadas que permitan una efectiva toma de decisiones.En este contexto, el Ministerio de Me-dio Ambiente y Agua a través del Vice ministerio de Agua Potable y Sanea-miento Básico en coordinación con PROAPAC-GTZ, dentro del Plan Nacio-nal de Agua Potable y Saneamiento Básico (PNAPSB), reconoce la nece-sidad de un cambio en la orientación de políticas en el Sector, y plantea promover la Gestión Integral de los Recursos Hídricos (GIRH) como prin-cipal herramienta para solucionar los diversos problemas planteados, mediante políticas que impongan prácticas sostenibles, integrales y participativas en la captación del agua destinada al abastecimiento a las poblaciones y el riego, tomando en cuenta la totalidad de los efectos de la explotación de los recursos hídricos, en la perspectiva de priorizar de modo fundamental la conservación de los ecosistemas terrestres y acuáticos vinculados al ciclo hidrológico. En el Plan Nacional de Desarrollo (PND) se ha definido a la GIRH como un proceso que promueve el desa-rrollo coordinado del agua, la tierra y de los recursos relacionados, con el

fin de maximizar el bienestar social y económico con equidad y sin com-prometer la sostenibilidad de los eco-sistemas vitales. La aplicación de la GIRH está basada en la integración de varias visiones sectoriales y de inte-reses en el proceso de toma de deci-siones, para lo cual es imprescindible el desarrollo de mecanismos que per-mitan realizar consulta, participación y consenso con todos los actores in-volucrados. Para la aplicación de la estrategia del agua del PND, se requiere un marco general de políticas, legislaciones y regulaciones sobre los recursos hídri-cos; roles institucionales y funciones de los niveles políticos administrati-vos; información sobre la oferta y la demanda de agua de los diferentes usos; instrumentos técnicos y ope-racionales de aplicación que permi-tan la distribución, regulación y el monitoreo, así como el desarrollo de herramientas económicas. En este sentido se promoverá la participación efectiva de la mujer, de los pueblos indígenas originarios, organizaciones sociales y población afectada.

17.5. Referencias

• Consideraciones de prevención de desastres en la planificación de pro-yectos de inversión. Programa de asistencia técnica para la prevención y control de riesgos de proyectos de inversión, CAF-Bolivia.

• Memorias del Fenómeno de El Niño 1997 – 1998, CAF - CEPAL – IDEAM – MIN.DEFENSA NACIONAL.

• Elementos para la Reflexión y el Análisis en el Sector de Saneamiento Básico, PROAPAC, Gestión Integral en Saneamiento Básico, 2009.

• Programa de mejoramiento y am-pliación de agua potable y alcanta-rillado sanitario de la ciudad de las ciudades de la paz y el alto, financia-miento BID. EPSAS, 2009.

• Situación actual del sector y el Plan Nacional de Saneamiento Básico, Viceministerio de Agua Potable y Sa-neamiento Básico, 2009.

MEMORIAS TÉCNICAS

103

Met. Janette CalderónDirección Meteorológica de Chile

DMCh

Aeropuerto Com. A. Merino Benítez

[email protected]

SANTIAGO-Chile

18.1. Introducción

En Chile, el agua ha pasado a ser un bien escaso, debido a graves des-equilibrios hídricos y una irregular distribución. Por lo tanto, la adecuada planificación de los recursos hídricos en las cuencas se convierte en una necesidad de primera línea.La alta variabilidad climática obser-vada durante las últimas décadas a escala regional, sumada a ello, el cambio climático de escala global, constituyen la principal amenaza a enfrentar, especialmente consideran-do las consecuencias que conlleva la planificación de distribución del re-curso hídrico. El uso de nuevas herra-mientas para la predicción estacional de eventos climáticos extremos, per-

NECESIDADES DE INFORMACIÓN PARA LA ADMINISTRACIÓN DEL RECURSO AGUA

EN CHILE

18mite tener un mejor manejo y aprove-chamiento de los recursos hídricos para las distintas localidades del país. Sin embargo, producto de la di-versidad geográfica y de la variabili-dad de las condiciones climáticas del país, que determinan las variaciones extremas en temperatura, pluviosi-dad (Fig.18.1 y 18.2), regímenes de viento y densidad demográfica se establece un gran desafío en esta materia.

18.2. Capacidades de Información

La Dirección Meteorológica de Chile cuenta con un total de 351 estaciones meteorológicas a lo largo de todo el te-rritorio nacional e insular del tipo:

Fig.18.1 Selección de15 Estaciones Pluvio-métricas.


104

153

36

15

37

29

50

5

23

3

Pluviométricas: Sólo precipitación

Termopluviométricas: Precipitación y temperaturas extremas

Climatológicas: Observaciones a las 12, 18 y 00 UTC de la temperatura, humedad relativa y precipitación.

Aeronáuticas: Observaciones horarias en apoyo a la aviación, miden además viento, visibilidad, presión atmosférica, nubosidad.

Sinópticas: Observaciones cada 3 horas de la temperatura, presión, viento, humedad relativa, nubosidad y otras.

Agrometeorológica: Observaciones a las 12, 18 y 00 UTC de la temperatura, humedad relativa y precipitación.

Estaciones Radiosondas: Presión (altura geopotencial), temperatura, humedad relativa, viento (fuerza e intensidad).

Radiación Solar.

Ozono.

18.3. Pronóstico Climático Estacio-nal en Chile

La Dirección Meteorológica, a través del departamento de Climatología y Meteorología Aplicada elabora desde el año 2006, el pronóstico climáti-co estacional para todo el territorio nacional. En la elaboración del pro-nóstico se utiliza la herramienta computacional “Climate Predictabili-ty Tools” (CPT), que emplea análisis estadísticos multivariados, como la correlación canónica y componentes principales. Las predicciones son ge-neradas de forma mensual, para una escala trimestral en el pronóstico de precipitación (Fig.18.3), temperatura máxima y temperatura mínima. En la generación del pronóstico climá-tico regional, se utiliza como variable predictora la Temperatura Superficial del Mar del Pacifico ecuatorial central; y, en relación a la variable predictante la precipitación. Anomalías positivas (negativas) de Temperatura Superfi-cial del Mar (TSM), están asociadas con precipitaciones sobre (bajo) el promedio entre los 30°S y 35°S duran-te invierno (JJA), y entre 35°S y 38°S durante primavera (ON). La señal cambia al tipo cálido-seco (frío-hú-medo) en la región centro-sur (38°S-41°S) durante el verano (EF). En cuanto a la vinculación del pronós-tico climático con la predicción hidro-lógica, la Dirección Meteorológica de Chile no ha abordado el tema de mane-ra específica, solamente en términos generales de pronóstico, detallando las regiones principales la tendencia de la precipitación y temperatura en

Fig. 18.2. La relación entre la TSM (El Niño-La Niña) y la Precipitación en Chile Central se conoce a partir de 1955 (Rubin, 1955; Pittock, 1980; Quin and Neal,

1983;Aceituno, 1988).

Un total de 156 estaciones con data de más de 30 años de registro.

MEMORIAS TÉCNICAS

105

porcentajes por sobre lo normal, nor-mal y debajo de lo normal. Sin embar-go, estudios preliminares realizados por la Universidad de Chile por Aceituno y Espinoza (2005), aplicaron un mo-delo estadístico de pronóstico del régi-men hidrológico durante la temporada de deshielo de octubre-enero (variable predictante), basado en información de Temperatura Superficial del Mar y Presión Atmosférica (predictores) en el océano Pacífico durante el otoño y comienzos de invierno.Otros estudios, realizados por la Universidad de la Serena, González (2007), generaron un modelo de cau-dales utilizando como variable predic-tante los datos de caudales prome-dios y la variable predictora como la TSM del Océano Pacífico, centrada en el área del Niño 3.0, la precipitación observada de MJJA1 de estaciones chilenas y la temperatura del aire a lo largo de los Andes. Los resultados obtenidos mostraron una fuerte rela-ción entre las variables utilizadas.

18.4. Propuesta metodológica

i) Seleccionar un área piloto en la zona Central de Chile: Cuenca Hidrográfica con datos meteorológicos e hidrome-teorológicos en series continúas de al menos 30 años.

ii) Establecer relaciones estadísticas entre las variables hidrológicas de la cuenca, variables atmosféricas y TSM.

iii) Identificar un modelo físico con-ceptual de causa-efecto.

iv) Identificar la mejor variable predic-tora (Temperatura Superficial del Mar, Geopotencial en 500 hPa, Presión a nivel medio del mar, Viento de altura en 250 hPa,etc) y la variable predic-tante (Caudal del río, nivel isoterma cero, etc).

v) Implementar un modelo de predic-ción climático utilizando CPT de modo experimental.

vi) Evaluar el nivel de predictibilidad del modelo estadístico.

Fig.18.3 Pronóstico estacional de precipi-tación con base en la variable predictora: Temperatura Superficial de Mar.

1. MJJA: Corresponde a la abreviatura del periodo Mayo, Junio, Julio y Agosto.

PLAN DEACCION REGIONAL

MEMORIAS TÉCNICAS

109

PLAN DE ACCIÓN REGIONAL

En base a la discusión de necesidades, factibilidad técnica y capacidades existentes, los participantes acordaron el siguiente plan de acción:

ACTIVIDAD

1. Entrega de Informe de la Reunión

2. Solicitud de nominación Puntos focales para iniciativa para conformar Grupo de Trabajo con Informe Final de la Reunión y el Plan de Acción

3. Designación de Puntos Focales Hidrológicos

4. Reuniones nacionales entre puntos focales en cada país para discutir los detalles y requerimientos de información del CPT, pre-acordar cuencas piloto y preparar un programa nacional de actividades

5. Gestiones con la CHy, PROHIMET y otros para obtener una mayor participación técnica en temas hidrológicos

6. Definición de cuencas piloto en cada país y estaciones y datos involucrados

7. Entrenamiento en el IRI a entrenadores regionales sobre NHHM y/o otras metodologías

8. Participación de hidrólogos en el COF-10 y entrenamiento regional

9. Inventario y validación de información requerida por cuencas

10. Experimentación alternativa 1 y incluyendo verificación

11. Preparación de Guía metodológica para preparación de datos

12. Etapa operacional

13. Reuniones nacionales con los sectores

14. Entrenamiento Regional NHHM y/o en los métodos mencionados en el aparte 8) arriba

15. Experimentación alternativa 2 incluyendo verificación

RESPONSABLE

CIIFEN-OMM

OMM

Países

Países

OMM

Países

OMM-CIIFEN-IRI

OMM-CIIFEN

Países

Países-CIIFEN

IRD

OMM-CIIFEN-países

OMM-CIIFEN-países

CIIFEN

PaísesCIIFEN-OMM-IRI-IRD-GTZ

FECHA

01 - Abril - 2010

Julio - 2010

Agosto - 2010

Octubre - 2010

Septiembre - 2010

Octubre - 2010

II Semestre - 2010

Noviembre - 2010

Noviembre - 2010

Diciembre - 2010

Marzo - 2011

II Semestre - 2011

II Semestre - 2011

Marzo - 2011

Diciembre - 2011

ANEXOS

MEMORIAS TÉCNICAS

113

Anexo A: LISTA DE PARTICIPANTES DEL TALLEREn base a la discusión de necesidades, factibilidad técnica y capacidades exis-tentes, los participantes acordaron el siguiente plan de acción:

BOLIVIA Dr. Miguel OntiverosPROAPAC - GTZPrograma de Agua Potable y Alcan-tarillado Sanitario en Pequeñas y Medianas Ciudades Av Ecuador No. 2523, Esq. Belisario Salinas (Sopocachi). Edificio Dallas. Pisos 8, 10 y 11LA PAZTelf.: + 591 (2) 2421354 E-mail: [email protected]

Ing. Hubert Gallardo CarrascoServicio Nacional de Meteorología e Hidrología – SENAMHICalle Reyes Ortiz No. 41 2do. pisoLA PAZTelf.: 591-2-2355824 E-mail: [email protected]

Met. Gualberto Carrasco Miranda Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología – SENAMHICalle Reyes Ortiz No. 41 2do. pisoLA PAZTelf.: 591-2-2355824 E-mail: [email protected]

BRASIL

Marcos Airton de Souza Freitas Agencia Nacional de Aguas –ANASetor Policial, área 5, Quadra 3, Blo-cos B, C,LBRASILIAPBX: (61) 2109-5400 / (61) 2109-5252E-mail: [email protected]

CHILE

Met. Janette Calderón Dirección Meteorológica de Chile -DMChAeropuerto Com. A. Merino BenítezSANTIAGOTelf.: (56 2) 436 3431Fax: (56 2) 601 9590Email: [email protected]

Luis MorenoDirección General de Agua –DGAMinisterio de Obras PúblicasMorandé #59, Piso 8, SANTIAGOTelf.: (56-2) 4493810 / (56-2) 4493811, Fax: (56-2) 4493816 / (56-2) 4493813 Email: [email protected]

COLOMBIA

Dr. Álvaro Ismael MurciaCentro Nacional de Despacho. Empresa de Energía de ColombiaMEDELLÍNOf. Principal Carrera 9a. No. 73-44 Piso 6 PBX: (571) 3268000 Fax (571) 3268010Email: [email protected]

ECUADOR

María Belén del SaltoInstituto Oceanográfico de la Armada-INOCARAv. 25 de Julio Vía Puerto Marítimo,

Base Naval SurGUAYAQUILTelf.: (593-4) 2481300 Fax: (593-4) 2485166E-mail: [email protected]

Jonathan CedeñoInstituto Oceanográfico de la Armada-INOCARAv. 25 de Julio Vía Puerto Marítimo, Base Naval SurGUAYAQUILTelf.: (593-4) 2481300 E-mail: [email protected]

Othoniel PalaciosInstituto Oceanográfico de la Armada-INOCARAv. 25 de Julio Vía Puerto Marítimo, Base Naval SurGUAYAQUILTelf.: (593-4) 2481300 E-mail: [email protected] Antonio AlvaradoEmpresa Metropolitana de Alcantari-llado y Agua Potable de Quito- EMAAPAv. Mariana de Jesús entre Alemania e ItaliaQUITOTelf.: (593 2) 2501225 / 2994500 Fax: (593 2) 2501388 E-mail: [email protected] / [email protected]

Lenin ÁlvarezEmpresa Municipal de Telecomunica-ciones, Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento -ETAPABenigno Malo 7-78 y Mariscal SucreCUENCA


114

Telf.: (593 7) 283 1900 Fax: (593 7) 283 3048E-mail: [email protected] Víctor Abel BorborInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHICalle Pichincha #307 y Av. 9 de OctubreGUAYAQUILTelf.: 593-042 532315E-mail: [email protected]

Jaime CadenaInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHICalle Pichincha #307 y Av. 9 de OctubreGUAYAQUILTelf.: 593-042 532315E-mail: [email protected]

Eco. Flavio RamosInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHICalle Pichincha #307 y Av. 9 de OctubreGUAYAQUILTelf.: 593-042 532315E-mail: [email protected]

Ing. Fernando GarcíaInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHIIñaquito N36-14 y CoreaQUITOTelf.: (593-2) 3971100 Fax: (593-2) 2241874E-mail: [email protected]

Físico Oscar ChimborazoInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHIIñaquito N36-14 y CoreaQUITOTelf.: (593-2) 3971100

Fax: (593-2) 2241874E-mail: [email protected]

Sindy Macias CabreraInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHIIñaquito N36-14 y CoreaQUITOTelf.: (593-2) 3971100 Fax: (593-2) 2241874E-mail: [email protected]

María Belén GarcíaInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología – INAMHIIñaquito N36-14 y CoreaQUITOTelf.: (593-2) 3971100 E-mail: [email protected]

Cristina VallejoMinisterio de Ambiente del Ecuador-MAEAv. Eloy Alfaro y Amazonas, Edificio MAGAP, Piso 7 y 8QUITOTelf.: (593 2) 2563429 - 2563430 - 2529845 Fax: (593 2) 2563462E-mail: [email protected]

Dra. Mercy BorborSecretaria Nacional de Gestión de Riesgos –SNGRAv. Francisco de Orellana y Justino Cornejo Ed. del Gobierno del Litoral, 13avo piso.GUAYAQUILTelf.: (593 4) 2683882E-mail: [email protected]

Oc. Leila Zambrano ZavalaSecretaria Nacional de Gestión de Riesgos –SNGRAv. Francisco de Orellana y Justino Cornejo Ed. del Gobierno del Litoral,

13avo piso.GUAYAQUILTelf.: (593 4) 2683882E-mail: [email protected] Blga. Nancy HilgertUniversidad de Especialidades Espíri-tu Santo– UESSSAMBORONDÓNKm. 2.5 vía La Puntilla Samborondón Teléfono: (593-4) 283 5630E-mail: [email protected]

NUEVA ZELANDA

Mr. Roderick D. HendersonNational Institute of Water & Atmos-pheric Research –NIWA41 Market Place. Viaduct Harbour. Auckland Central 1010NEW ZEALANDTelf.: 64 9 375 2050E-mail: [email protected]

PERÚ Ing. Waldo Lavado CasimiroServicio Nacional de Meteorologíae HidrologíaJr. Cauhide 785, Jesús MariaLIMA 11Telf.: +51 1 614 1414Fax: +51 1 471 7287Email: [email protected]

Ing. Wilmer Pulache VichezServicio Nacional de Meteorologíae HidrologíaJr. Cauhide 785, Jesús MariaLIMA Tel: +51 1 614 1414Fax:+51 1 471 7287Email: [email protected]

MEMORIAS TÉCNICAS

115

VENEZUELA

Meteorólogo Carlos Enrique OjedaMinisterio de la Defensa Aviación - Servicio de Meteorología SEMETAVIACARACASTel: (58) 243 237 8297 Fax: (58) 243 237 8043Email: [email protected]

Ing. Rafael NavasInstituto Nacional de Meteorología e Hidrología –INAMEHCARACASTelf.: +58(212) 535.30.01E-mail : [email protected]

ORGANISMOS INTERNACIONALES

Dr. Luc BourrelInstituto de Investigación para el Desarrollo –IRDFRANCIAIRD en Ecuador: Whymper 442 y CoruñaTelf.: (5932) 250 48 56 Fax: (5932) 250 40 20E-mail: [email protected]

Walter E. Baethgen International Research Institute for Climate and Society -IRI

Route 9W, Monell Building, PalisadesNEW YORKTelf.: 845-680-4468 E-mail: [email protected]

Jenny ValenciaOrganización de UN para la Agricultu-ra y Alimentación –FAOEdificio de Ministerio de Agricultura y Ganadería. Avenidas Eloy Alfaro y Amazonas.QUITOTelf.: (593-2) 2554321Fax:(593-2) 2905887E-mail: [email protected]

CIIFEN

Dr. Affonso MascarenhasCentro Internacional para la Inves-tigación del Fenómeno de El Niño-CIIFENEscobedo #1204 y Av. 9 de OctubreGUAYAQUILTelf.: (593 4) 2514770E-mail: [email protected]

Oc. Rodney Martínez G.Centro Internacional para la Inves-tigación del Fenómeno de El Niño-CIIFENEscobedo #1204 y Av. 9 de Octubre

GUAYAQUILTelf.: (593 4) 2514770E-mail: [email protected]

Oc. Juan José NietoCentro Internacional para la Inves-tigación del Fenómeno de El Niño-CIIFENEscobedo #1204 y Av. 9 de OctubreGUAYAQUILTelf.: (593 4) 2514770E-mail: [email protected]

Ing. Pilar YcazaCentro Internacional para la Inves-tigación del Fenómeno de El Niño-CIIFENEscobedo #1204 y Av. 9 de OctubreGUAYAQUILTelf.: (593 4) 2514770E-mail: [email protected]

OMM

Dr. Claudio CaponiOficial CientíficoOrganización Meteorológica MundialGINEBRATelf.: +41 227308111E-mail: [email protected]

memoria taller hidrologia ciifen 2010

Documents