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Big Data y su aplicación en inundaciones

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Sobre el blog

Raúl Herrero
Ingeniero que presta servicios de asesoramiento, redacción de estudios y proyectos, asistencia técnica e investigación en materia de agua. Los servicios están orientados a particulares, profesionales, empresas del mundo del agua y Administración.
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La inundación ha sido repentina, sin mediar siquiera el habitual anuncio de la caracola con que los huertanos ribereños señalan el peligro (riada de Santa Teresa del 14 de octubre de 1879)

"El Semanario Murciano” en su nº 90 del 2 de noviembre de 1879

Introducción

Antiguamente las campanas o el sonido de la caracola entonado por huertanos avisaban de las crecidas de las aguas del río, como sistema de alerta para avisar a los pobladores situados río abajo del peligro de una inundación inminente. Este sencillo sistema se utilizó hasta el siglo XX, al menos en la cuenca del Segura, y hace ya años que ha sido desplazado por las nuevas tecnologías.

Antiguamente las campanas o el sonido de la caracola entonado por huertanos avisaban de las crecidas de las aguas del río, como sistema de alerta para avisar a los pobladores situados río abajo 

En concreto, hoy día, para abordar la temática de las inundaciones en España se dispone de una gran cantidad de datos en tiempo real procedentes de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), de los Sistemas Automáticos de Información Hidrológica (SAIH) de las Confederaciones Hidrográficas (MAPAMA), de datos captados por satélites, de información en redes sociales…

El Big Data comprende, a partir de los grandes volúmenes de datos que se están generando en la actualidad, la adquisición, el almacenamiento, la validación, el procesamiento y el análisis de los mismos para extraer el conocimiento que “esconden” (patrones de comportamiento,…) facilitando la toma de decisiones.

Incluso se habla que una de las profesiones del futuro se corresponde con la de un experto en la captación, almacenamiento, validación, procesamiento y análisis de datos (búsqueda de patrones repetitivos,…) para determinar hechos (o predecirlos) y para entender fenómenos que a simple vista pueden ser inexplicables, transmitiendo estos conocimientos a las personas que toman las decisiones.

España sufre una media de 10 inundaciones graves al año y estos fenómenos causan daños materiales que ascienden a unos 800 millones de euros anuales. Predecir las inundaciones constituye un primer paso para reducir los daños y las pérdidas de vidas humanas. Hoy en día es posible prever las áreas más vulnerables ante sucesos de inundación.

Por lo tanto, se puede disponer de datos para alimentar modelos de predicción personalizados acerca del comportamiento hidrológico e hidráulico en una cuenca hidrográfica, permitiendo conocer en tiempo real su posible estado. Los resultados de los modelos (predicciones) pueden ayudar a los responsables a tomar decisiones que ayuden a protegerse de lluvias torrenciales y de las inundaciones asociadas, facilitando la gestión de la inundación de forma integral en toda la cuenca hidrográfica y la preparación de los residentes en caso de ser necesaria la evacuación.

Ahora es posible anticipar un temporal o predecir las posibles zonas afectadas por una inundación antes de que ocurra  

Es decir, ahora es posible anticipar un temporal o predecir las posibles zonas afectadas por una inundación antes de que ocurra, ayudando a tomar decisiones más eficientes a los servicios de emergencia, facilitando la coordinación de los trabajos y la organización de los recursos disponibles.  

La utilidad de las redes sociales en situación de inundaciones

Ahora mismo son las 11:30 h de la mañana del lunes 28 de agosto de 2017, acabo de entrar en Twitter y tengo conocimiento de una tormenta intensa que avanza hacia la comarca de La Sagra en Toledo, gracias al tuit que ha compartido un geógrafo y climatólogo especializado en riesgos naturales y cambio climático (@JG_Cantero)

Tuit sobre tormenta intensa que avanza hacia la comarca de La Sagra en Toledo (28-08-2017)

De la misma manera, ayer (27-08-2017) ya se disponía de un aviso especial de fenómenos adversos de AEMET sobre una DANA (Depresión Aislada de Niveles Altos) que podía originar chubascos y tormentas muy fuertes en determinadas zonas de la Península.

Tuit del aviso especial de AEMET sobre presencia de DANA (27-08-2017)

Así que en la actualidad, los ciudadanos podemos informarnos en las redes sociales sobre las potenciales inundaciones que nos pueden afectar. Incluso determinados contenidos sobre inundaciones se hacen virales en las redes sociales (se comparten fotos, vídeos,...)

Algunos medios de comunicación destacaron que las redes sociales fueron aliadas de los equipos de rescate en las inundaciones de Málaga (diciembre de 2016). De hecho, algunos ciudadanos de la provincia solicitaron rescates geolocalizando puntos que necesitaban ayuda. Es decir, ocurre una incidencia y alguien con un móvil señala el punto de interés, lo cual sirve de ayuda a los equipos de emergencia para situar las principales zonas inundadas y responder de forma rápida.

Los ciudadanos podemos informarnos en las redes sociales sobre las potenciales inundaciones que nos pueden afectar

Otro ejemplo lo constituye Jakarta, donde se monitorizan las inundaciones en tiempo real a través de Twitter.

Incluso a través de las redes sociales se producen reacciones solidarias de ciudadanos para la ayuda en situación de inundaciones.

Por lo tanto, el análisis de la información que se está subiendo a las redes sociales en tiempo real puede servir de ayuda a los trabajadores, durante y después de la emergencia, para elaborar estrategias de acción (detectar ubicaciones donde la ayuda y los recursos son más necesarios, primera evaluación de daños,…)

Para las inundaciones: una aplicación ¡española!

“Floodup” es una aplicación que permite ver y compartir, en tiempo real, observaciones de inundaciones y sus efectos. También se puede aportar información sobre otros fenómenos relacionados, lugares que pueden estar en riesgo, testimonios de inundaciones históricas, infraestructuras significativas o puntos emblemáticos en relación con las inundaciones. El desarrollador es GAMA (Grupo de Análisis de situaciones Meteorológicas Adversas de la Universidad de Barcelona)

El proyecto FLOOD-UP tiene como objetivo promocionar el conocimiento y la participación ciudadana respecto a los procesos y consecuencias de las lluvias intensas e inundaciones

Según la información disponible en la página web, el proyecto FLOOD-UP tiene como objetivo promocionar el conocimiento y la participación ciudadana respecto a los procesos y consecuencias de las lluvias intensas e inundaciones. Pretende, por tanto, acercar a la ciudadanía las ciencias de la Tierra, en particular, las vinculadas con la meteorología y la hidrología, y a su vez darle herramientas para poder corresponsabilizarse de la mejora de la prevención y resiliencia.

Se invita a los ciudadanos a actuar como “investigadores del entorno” ya que mediante fotografías se puede contribuir con información sobre inundaciones que se estén produciendo o sus efectos.

Página web del proyecto FLOOD UP

Teledetección, Big Data e inundaciones

Durante las inundaciones del río Ebro en 2015 se desarrolló un protocolo de actuación en situación de inundaciones a partir de datos de satélites, haciendo uso del tratamiento clásico o tradicional de la teledetección y se distinguieron dos fases: una primera fase de información cualitativa iniciada con la recepción de la alarma y la programación de capturas rápidas para informar de la extensión y avance del agua (satélite Deimos-1 de 22 metros de resolución) para el apoyo de las tareas de ayuda a los damnificados y la prevención de daños; y una segunda fase de evaluación de daños y de información cuantitativa (satélite Deimos-2 de 0,75 metros de resolución) incluyendo una validación de los resultados. Y también se realizó una adaptación del caso de estudio al entorno Big Data.

Las predicciones de los modelos hidrológicos e hidráulicos pueden ayudar a la toma de decisiones para una gestión adecuada de la inundación

La teledetección tradicional incluye la captación de datos con satélite, la adquisición de los datos y registro, el procesado de datos y su validación y finalmente la aplicación, por ejemplo, en situación de inundaciones. Sin embargo presenta algunas limitaciones como la disposición de datos en tiempo real y por lo tanto el procesado de los mismos, la validación, la interpretación y la toma de decisiones para una respuesta inmediata orientada a la gestión del episodio de inundación.

Pero esta carencia de datos en tiempo real se puede subsanar con la utilización de otras fuentes de datos como los datos de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) o los datos procedentes de los Sistemas Automáticos de Información Hidrológica (SAIH) de las Confederaciones Hidrográficas del MAPAMA.

La tecnología basada en Big Data permite asimilar datos procedentes de distintas fuentes (tiempo real,…) minimizando el tiempo de respuesta, lo cual supone una mejora respecto a los sistemas tradicionales.

Esquema de aplicación del Big Data a la gestión de inundaciones

Con las predicciones de AEMET (precipitaciones) y con las observaciones de los satélites, los radares y los SAIHs (niveles y desagües de embalses, niveles de agua en cauces y lluvia observada) se pueden alimentar modelos hidrológicos e hidráulicos de predicción cuyos resultados son láminas de inundación probables y estados de embalses previstos, que pueden ayudar a la toma de decisiones para una gestión adecuada de la inundación.

Bibliografía

  • Moclan Soria, C. 2016. Tesis doctoral. Teledetección espacial: de los métodos clásicos al Big Data. Universidad de Valladolid. Facultad de Ciencias. Departamento de Física Aplicada.
  • Menasalvas, E. et al. 2015. Big Data: el futuro a través de los datos. Revista Nº 31. Universidad Politécnica de Madrid (UPM)