Agua Innovación

“España innovó muchísimo en tecnología del agua y ahora es el momento de exportarla”

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Foto: El director del Laboratorio de Hidráulica, Luis Balairón, muestra una de las naves de experimentación. Crédito: MIT Technology Review en español.
Por José Carlos Sánchez

El director del Laboratorio de Hidráulica del CEDEX, Luis Balairón, cree que las empresas del país están en un momento muy bueno para exportar su conocimiento en materia hidráulica.

El embalse de Entrepeñas, en Guadalajara (España) mide 87 metros de alto. Y a unos 100 kilómetros de distancia, en el Laboratorio de Hidráulica del Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, en Madrid, se encuentra su hermano pequeño. Se trata de una versión miniaturizada que no llega a los tres metros de alto, un modelo físico de la presa, que ha servido a los investigadores para estudiar su diseño estructural en condiciones controladas.

En pleno siglo XXI, era de ordenadores, internet y robots, el director del Laboratorio de Hidráulica, Luis Balairón, defiende la utilidad de estas maquetas frente a los cálculos hechos por ordenador. “Aunque parezca mentira, en 2016 los ordenadores siguen sin poder estimar con precisión la turbulencia del agua”, explica. Por eso, estos modelos físicos son decisivos para estimar la respuesta que estas obras hidráulicas singulares tendrán frente a la fuerza del agua y a factores ambientales como el arrastre de sedimentos. Sin embargo, a pesar de seguir empleando técnicas como esta, que podrían parecer anticuadas, Balairón asegura que el sector hidráulico en España no ha dejado de innovar.

La construcción de presas se ha reducido notablemente en España, especialmente desde el año 2000, según datos del Ministerio de Agricultura y Medio Ambiente. ¿Cómo afecta este freno al trabajo en su laboratorio?

Es cierto que se construyen menos presas en España, pero tenemos muchas. Y alguna más se está haciendo. En lo más absoluto puede decirse que la ingeniería de presas en España sea algo anacrónico. Hay mucho trabajo por hacer, como mejorar la seguridad de las existentes.

La gran mayoría de las presas españolas se construyeron en la segunda mitad del siglo pasado con unos criterios de seguridad muy inferiores a los actuales. Las presas de hoy en día son muy seguras, capaces de evacuar avenidas enormes con un riesgo mínimo. Pero hay otras antiguas, enormes, de quizá 60 años, y en sitios muy importantes, y tenemos que lograr que sean igual de seguras.

¿Cómo se integra la innovación en una estructura tan antigua?

Actuar sobre una presa existente requiere nuevas soluciones. Tenemos más datos y herramientas estadísticas para calcular los caudales y también mejor tecnología. Existen aliviaderos que quizá no se empleen en una nueva, pero sí sirven para mejorar la capacidad de una antigua. Un ejemplo es la construcción de aliviaderos en laberinto, hechos en forma de zig-zag y que se colocan en sitios donde hay poco espacio para desaguar caudales importantes.

Hay que pensar la opción más adecuada para cada presa porque aunque la tecnología aumenta el desagüe, el resto de estructuras de la presa siguen igual. Por ejemplo, el cuenco amortiguador [donde cae el agua evacuada por el aliviadero] recibe un caudal mayor y también habría que ampliarlo. Por eso estamos estudiando la posibilidad de airear el flujo, de emulsionarlo a la fuerza, para que llegue a menos velocidad y el mismo cuenco sirva para un caudal mayor.

¿Todo eso se hace con los modelos físicos?

Que usemos modelos físicos no quiere decir que no los combinemos con nuevas tecnologías. Los modelos matemáticos siguen mejorando y se utilizan en problemas que a lo mejor hace 20 años resolvíamos con modelos físicos.

No estamos de espaldas a eso. Hemos desarrollado un modelo matemático que representa los grandes tramos de ríos en dos dimensiones y otro tridimensional que actúa como alternativa a los modelos físicos y que permite estudiar en detalle el comportamiento del agua en una representación en 3D de la obra. Tenemos que hacer muchos menos tanteos de los que hacíamos hace diez años, con lo que el tiempo y el coste también es menor. Pero los modelos cohabitan y se combinan en lo que llamamos modelación híbrida.

Esto también está cambiando el perfil del laboratorio. Si tradicionalmente había ingenieros civiles, ahora cada vez necesitamos más personas relacionadas con la instrumentación y las métricas, como ingenieros industriales y de telecomunicaciones. La capacidad de tomar datos tanto de los modelos como en un entorno real ha avanzado muchísimo en la última década. Aprovechar al máximo la información que generan es fundamental.

¿Cuáles son los principales problemas a resolver en la construcción y mantenimiento de presas?

Ahora estamos trabajando en un problema bastante grave en España y que requerirá innovaciones importantes: el control y seguimiento de la gestión de los sedimentos en los embalses. Una de las afecciones importantes de los embalses es el transporte, erosión y sedimentación de materiales sólidos que se acumulan en el fondo. Esto reduce el volumen de la presa, por lo que ya no puede cumplir con la función para la que se había construido. Si tenemos 1.300 presas, es porque lo que nos hace falta es el volumen de agua que cabe en ellas.

¿Cómo mejorarlo? Por un lado hay que mejorar la medición de los sedimentos, que tradicionalmente se realizaba con batimetrías desde una barca para identificar el volumen bajo un embalse. Este dato es fundamental, así que la técnica necesita avanzar mucho. Luego hay que eliminar los sedimentos con técnicas de dragado o de limpieza de desagües de fondo, o corregir los embalses con la construcción de diques de cola para apartar los sedimentos en zonas más fáciles de limpiar. Es un campo que sin duda requiere un avance importante en innovación.

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Foto: Modelo matemático, físico y en construcción de un aliviadero de la presa de Nagore en Navarra (España). Crédito: Laboratorio de Hidráulica-CEDEX.

Uno de los impactos más graves de estas construcciones era y es el impacto en el medio ambiente.

En ese aspecto, hace poco desarrollamos un proyecto de algo en lo que cada vez se trabaja más desde la llamada hidráulica ambiental. Las presas tienen infraestructuras muy importantes para el medio ambiente como las escalas de peces, una especie de canal que se coloca en paralelo para que el pez pueda remontarla. Su diseño es complejo porque hay que alterar la velocidad del agua, que de normal sería muy rápida, a una que sea asequible para el pez.

Esto tiene mucho desarrollo en países con un gran valor económico de la fauna piscícola como Noruega. El problema es que tradicionalmente sus criterios han sido extrapolados directamente a España y después no han funcionado porque, por ejemplo, una trucha no nada igual que un salmón noruego.

En nuestro proyecto construimos una de esas escalas a escala 1:1 para, a partir de los diseños vigentes, medir su comportamiento hidrodinámico real y luego experimentar con peces vivos y comprobar si de verdad podían remontarla. Para ello nos apoyamos en mediciones a partir de técnicas como la fotogrametría para conocer sus trayectorias. Vamos a publicar los resultados para que sirvan de guía. Es un campo que seguirá avanzado porque la preocupación por estos temas es reciente y la legislación cada vez lo exige más.

Una de las debilidades del sector es la falta de participación de las empresas en “proyectos y actividad de innovación internacional”, de acuerdo con el último documento de líneas estratégicas iDiagua elaborado por la Dirección General del Agua. ¿Está de acuerdo en que falta apoyo?

Creo que, en este momento, las empresas españolas tienen una capacidad muy grande de trasladar su experiencia a otros países que están desarrollando infraestructuras similares a las que desarrollaron aquí años atrás. España es uno de los países con mayores problemas en la gestión de sus recursos hídricos por su escasez e irregularidad. Eso ha obligado a que nuestra tecnología del agua sea muy avanzada. En el pasado se innovó muchísimo y ahora es el momento de exportarlo.

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