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Inundaciones costeras

Inundaciones costeras durante el huracán Lili en 2002 en la carretera estatal 1 de Luisiana (Estados Unidos). Las inundaciones costeras ocurren cuando tierras secas y bajas qued...

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Inundaciones costeras durante el huracán Lili en 2002 en la carretera estatal 1 de Luisiana (Estados Unidos).

Las inundaciones costeras ocurren cuando tierras secas y bajas quedan sumergidas ( inundadas ) por agua de mar . [ 1 ] La extensión de una inundación costera es resultado de la elevación del agua que penetra tierra adentro, la cual está controlada por la topografía de la tierra costera expuesta a la inundación. [ 1 ] [ 2 ] El agua de mar puede inundar la tierra a través de diferentes vías: inundación directa, desbordamiento o ruptura de una barrera. [ 3 ] Las inundaciones costeras son en gran medida un fenómeno natural. Debido a los efectos del cambio climático (por ejemplo, el aumento del nivel del mar y el incremento de fenómenos meteorológicos extremos ) y al aumento de la población que vive en zonas costeras, los daños causados ​​por las inundaciones costeras se han intensificado y cada vez más personas se ven afectadas. [ 4 ]

Las zonas costeras a veces se inundan debido a mareas inusualmente altas, como las mareas vivas , especialmente cuando se combinan con fuertes vientos y marejadas ciclónicas . Esta fue la causa de la inundación del Mar del Norte de 1953 , que anegó grandes extensiones de los Países Bajos y la costa este de Inglaterra .

Cuando los humanos modifican el entorno costero, esto puede empeorar las inundaciones costeras. [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] La extracción de agua de los acuíferos en la zona costera puede provocar la subsidencia del terreno, aumentando así el riesgo de inundaciones. [ 5 ] Las estructuras de protección de ingeniería a lo largo de la costa, como los diques , alteran los procesos naturales de la playa. Esto puede provocar erosión en tramos adyacentes de la costa, lo que también aumenta el riesgo de inundaciones. [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]

La reducción y el control de las inundaciones costeras se llevan a cabo mediante métodos estructurales para contener o redirigir las aguas. Los métodos no estructurales incluyen la gestión costera y la respuesta conductual e institucional para adaptarse a los procesos. Las defensas naturales incluyen elementos físicos como barras de grava y sistemas de dunas de arena , pero también ecosistemas como marismas , praderas marinas y manglares que tienen una función amortiguadora. Los manglares , los humedales y las praderas marinas suelen considerarse como elementos que proporcionan una protección significativa contra las olas de tormenta, los tsunamis y la erosión costera gracias a su capacidad para atenuar la energía de las olas. [ 6 ] [ 9 ] [ 10 ] Para proteger la zona costera de las inundaciones, las defensas naturales deben, por lo tanto, protegerse y mantenerse, por ejemplo, en Áreas Marinas Protegidas (AMP). [ 11 ]

Tipos

Las inundaciones por marea alta, también llamadas inundaciones mareales , son una de las causas de las inundaciones costeras. Se han vuelto mucho más comunes en las últimas siete décadas. [ 12 ]

El agua de mar puede inundar la tierra a través de varias vías diferentes:

  • Inundación directa: cuando la altura del mar supera la elevación del terreno, a menudo donde las olas no han formado una barrera natural como una duna.
  • Desbordamiento de una barrera: la barrera puede ser natural o artificial, y el desbordamiento se produce debido a la hinchazón durante tormentas o mareas altas, a menudo en tramos abiertos de la costa. [ 3 ] La altura de las olas supera la altura de la barrera y el agua fluye por encima de ella, inundando el terreno que se encuentra detrás. El desbordamiento puede generar corrientes de alta velocidad que erosionan grandes cantidades de la superficie terrestre, lo que puede debilitar las estructuras de defensa. [ 13 ]
  • La ruptura de una barrera —nuevamente la barrera puede ser natural (duna de arena) o artificial (muro de contención), y la ruptura ocurre en costas abiertas expuestas a grandes olas. La ruptura ocurre cuando la barrera se rompe o se destruye por las olas, permitiendo que el agua de mar se extienda tierra adentro e inunde las áreas.

Causas

Las inundaciones costeras pueden ser consecuencia de diversas causas, como las marejadas ciclónicas provocadas por tormentas como huracanes y ciclones tropicales , el aumento del nivel del mar debido al cambio climático y los tsunamis .

Marejada ciclónica provocada por el huracán Carol en 1954.

Tormentas y marejadas ciclónicas

Las tormentas , incluidos los huracanes y los ciclones tropicales , pueden causar inundaciones a través de marejadas ciclónicas , que son olas significativamente más grandes de lo normal. [ 1 ] [ 14 ] Si un evento de tormenta coincide con la marea astronómica alta , pueden ocurrir inundaciones extensas. [ 15 ] Las marejadas ciclónicas involucran tres procesos:

  1. configuración del viento
  2. configuración barométrica
  3. configuración de olas

El viento que sopla hacia la costa (desde el mar hacia tierra) puede provocar que el agua se acumule contra la costa; esto se conoce como sobreelevación por viento. La baja presión atmosférica se asocia con sistemas de tormentas y tiende a aumentar el nivel del mar en la superficie; esto es sobreelevación barométrica. Finalmente, el aumento de la altura de ruptura de las olas resulta en un nivel de agua más alto en la zona de rompiente , lo que se conoce como sobreelevación por olas . Estos tres procesos interactúan para crear olas que pueden sobrepasar las estructuras de protección costera naturales y artificiales, penetrando así el agua de mar más tierra adentro de lo normal. [ 15 ] [ 16 ]

aumento del nivel del mar

El nivel del mar ha estado aumentando generalmente desde el final del Último Máximo Glacial , que fue hace unos 20.000 años. [ 17 ] Entre 1901 y 2018, el nivel medio del mar aumentó entre 15 y 25  cm (6 y 10  pulgadas), con un aumento de 2,3  mm (0,091  pulgadas) por año desde la década de 1970. [ 18 ] : 1216 Esto fue más rápido que el aumento del nivel del mar en al menos los últimos 3.000 años. [ 18 ] : 1216 La tasa se aceleró a 4,62  mm (0,182  pulgadas)/año para la década 2013-2022. [ 19 ] El cambio climático debido a las actividades humanas es la causa principal de esta aceleración persistente. [ 20 ] : 5, 8 Entre 1993 y 2018, el derretimiento de las capas de hielo y los glaciares representó el 44% del aumento del nivel del mar, y otro 42% resultó de la expansión térmica del agua . [ 21 ] : 1576

El aumento del nivel del mar se produce con décadas de retraso respecto a los cambios en la temperatura de la Tierra , y por lo tanto, el aumento del nivel del mar seguirá acelerándose entre ahora y 2050 en respuesta al calentamiento que ya ha ocurrido. [ 22 ] Lo que suceda después dependerá de las futuras emisiones humanas de gases de efecto invernadero . Si se producen reducciones muy drásticas de las emisiones, el aumento del nivel del mar se ralentizaría entre 2050 y 2100. Podría aumentar entre 30  cm (1  pie) y 1,0  m ( 3 + 1/3 pies ) entre principios de la  década de 2020 y 2100, o aproximadamente entre 60  cm (2  pies) y 130  cm ( 4 + 1/2 pies ) desde el siglo XIX hasta 2100. Con altas emisiones ,  en cambio, se aceleraría aún más y podría aumentar 50  cm (1,6  pies) o incluso 1,9  m (6,2  pies) para 2100. [ 23 ] [ 20 ] [ 18 ] : 1302 A largo plazo, el aumento del nivel del mar ascendería a 2–3  m (7–10  pies) durante los próximos 2000 años si el calentamiento se mantiene en su nivel actual de 1,5  °C (2,7  °F). en el pasado preindustrial. Sería de 19 a 22 metros (62 a 72  pies) si el calentamiento alcanza un máximo de 5  °C (9,0  °F). [ 20 ] : 21 El aumento esperado en el potencial de riesgo de inundación suele ser extremadamente grande incluso para escenarios de aumento moderado del nivel del mar, que van de 10 a 1000 para aumentos de 0,5 m o menos. [ 24 ]

Inundaciones por mareas

Inundaciones por marea alta en un día soleado, durante las "mareas vivas" en Brickell , Miami , en 2016.
La última casa que quedaba en Holland Island , que se derrumbó y fue demolida en la década de 2010 cuando la erosión y las mareas alcanzaron los cimientos.

Las inundaciones mareales , también conocidas como inundaciones en días soleados [ 25 ] o inundaciones molestas [ 26 ], son la inundación temporal de zonas bajas, especialmente calles, durante eventos de mareas excepcionalmente altas , como en luna llena y luna nueva . Las mareas más altas del año pueden conocerse como mareas vivas , y el mes varía según la ubicación. Este tipo de inundaciones no suelen representar un alto riesgo para la propiedad o la seguridad humana, pero ejercen mayor presión sobre la infraestructura costera en zonas bajas [ 27 ] .

Este tipo de inundaciones se está volviendo más común en ciudades y otras áreas costeras habitadas por humanos, ya que el aumento del nivel del mar asociado con el cambio climático y otros impactos ambientales relacionados con el ser humano, como la erosión costera y la subsidencia del terreno, aumentan la vulnerabilidad de la infraestructura . [ 28 ] Las geografías que enfrentan estos problemas pueden utilizar prácticas de gestión costera para mitigar los efectos en algunas áreas, pero cada vez más este tipo de inundaciones pueden convertirse en inundaciones costeras que requieren una reubicación planificada u otras prácticas de adaptación al cambio climático más extensas que se necesitan para las áreas vulnerables.

olas de tsunami

Las zonas costeras pueden inundarse significativamente como resultado de olas de tsunami [ 29 ] que se propagan por el océano como resultado del desplazamiento de una masa de agua significativa debido a terremotos , deslizamientos de tierra , erupciones volcánicas y desprendimientos de glaciares . También hay evidencia que sugiere que tsunamis significativos han sido causados ​​en el pasado por el impacto de meteoritos en el océano. [ 30 ] Las olas de tsunami son tan destructivas debido a la velocidad de las olas que se aproximan, la altura de las olas cuando llegan a la costa y los escombros que el agua arrastra al fluir sobre la tierra pueden causar daños adicionales. [ 29 ] [ 9 ]

Dependiendo de la magnitud de las olas del tsunami y las inundaciones, podría causar lesiones graves que requieren intervenciones preventivas para evitar consecuencias devastadoras. Se informó que más de 200 000 personas murieron en el terremoto y el posterior tsunami que azotaron el Océano Índico el 26 de diciembre de 2004. [ 31 ] Sin mencionar que las inundaciones pueden provocar diversas enfermedades, desde hipertensión hasta enfermedades pulmonares obstructivas crónicas. [ 31 ]

Impactos

Impactos sociales y económicos

La zona costera (el área comprendida entre los 100 kilómetros de la costa y los 100 metros de elevación sobre el nivel del mar) alberga una gran y creciente proporción de la población mundial. [ 5 ] [ 7 ] Más del 50 por ciento de la población mundial y el 65 por ciento de las ciudades con poblaciones superiores a cinco millones de personas se encuentran en la zona costera. [ 32 ] Además del número significativo de personas en riesgo de inundaciones costeras, estos centros urbanos costeros generan una cantidad considerable del Producto Interno Bruto (PIB) mundial . [ 7 ]

Las vidas de las personas, los hogares, los negocios y la infraestructura urbana, como carreteras, ferrocarriles y plantas industriales, están en riesgo de sufrir inundaciones costeras con enormes costos sociales y económicos potenciales. [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] Los recientes terremotos y tsunamis en Indonesia en 2004 y en Japón en marzo de 2011 ilustran claramente la devastación que pueden producir las inundaciones costeras. Se pueden incurrir en costos económicos indirectos si las playas de arena de importancia económica se erosionan, lo que resulta en una pérdida de turismo en áreas que dependen del atractivo de esas playas. [ 36 ]

Impactos ambientales

Las inundaciones costeras pueden generar una amplia variedad de impactos ambientales en diferentes escalas espaciales y temporales. Pueden destruir hábitats costeros como humedales costeros y estuarios , y erosionar sistemas de dunas. [ 13 ] [ 5 ] [ 36 ] [ 32 ] Estos lugares se caracterizan por su alta biodiversidad; por lo tanto, las inundaciones costeras pueden causar una pérdida significativa de biodiversidad y, potencialmente, extinciones de especies . [ 29 ] Además, estas características costeras constituyen el sistema de amortiguación natural de las costas contra las olas de tormenta; las inundaciones costeras constantes y el aumento del nivel del mar pueden reducir esta protección natural, permitiendo que las olas penetren a mayor distancia tierra adentro, exacerbando la erosión y aumentando las inundaciones costeras. [ 5 ] "Para 2050, se espera que las inundaciones "moderadas" (generalmente dañinas) ocurran, en promedio, más de 10 veces más a menudo que en la actualidad, y pueden intensificarse por factores locales." [ 37 ]

La inundación prolongada de agua de mar después de una inundación también puede causar salinización de suelos agrícolas productivos, lo que resulta en una pérdida de productividad durante largos períodos de tiempo. [ 1 ] [ 36 ] Los efectos de la salinización del suelo, que es causada por el aumento del nivel del mar y los diferentes patrones de precipitación, impactan la producción agrícola, lo que en última instancia conduce a la escasez de alimentos y agua. Los cultivos alimentarios y los bosques pueden ser completamente destruidos por la salinización de los suelos o arrasados ​​por el movimiento de las aguas de inundación. [ 5 ] Los cuerpos de agua dulce costeros, incluidos lagos , lagunas y acuíferos costeros de agua dulce , también pueden verse afectados por la intrusión de agua salada . [ 13 ] [ 5 ] [ 32 ] Esto puede destruir estos cuerpos de agua como hábitats para organismos de agua dulce y fuentes de agua potable para pueblos y ciudades. [ 5 ] [ 32 ]

Reducción y control

Control de inundaciones

Se construyó una presa en el río Humber (Ontario) para evitar que se repitiera una inundación catastrófica.

La gestión o el control de inundaciones son métodos utilizados para reducir o prevenir los efectos perjudiciales de las crecidas . Las inundaciones pueden ser causadas por una combinación de procesos naturales, como fenómenos meteorológicos extremos aguas arriba, y alteraciones humanas en los cuerpos de agua y la escorrentía. Los métodos de gestión de inundaciones pueden ser estructurales (es decir, control de inundaciones) o no estructurales . Los métodos estructurales retienen físicamente las aguas de la inundación, mientras que los no estructurales no lo hacen. La construcción de infraestructuras duras para prevenir inundaciones, como muros de contención , es eficaz para gestionarlas. Sin embargo, en ingeniería paisajística, la mejor práctica consiste en recurrir más a infraestructuras blandas y sistemas naturales , como marismas y llanuras aluviales , para gestionar el aumento del caudal.

La gestión de inundaciones puede incluir la gestión del riesgo de inundaciones, que se centra en medidas para reducir el riesgo, la vulnerabilidad y la exposición a desastres por inundaciones y proporcionar análisis de riesgo a través de, por ejemplo, la evaluación del riesgo de inundaciones . [ 38 ] La mitigación de inundaciones es un concepto relacionado pero distinto que describe un conjunto más amplio de estrategias tomadas para reducir el riesgo de inundaciones y el impacto potencial al tiempo que se mejora la resiliencia frente a eventos de inundación.

Dado que el cambio climático ha provocado un aumento en el riesgo y la intensidad de las inundaciones, la gestión de inundaciones es una parte importante de la adaptación al cambio climático y la resiliencia climática . [ 39 ] [ 40 ] Por ejemplo, para prevenir o gestionar las inundaciones costeras, las prácticas de gestión costera deben abordar procesos naturales como las mareas , pero también el aumento del nivel del mar debido al cambio climático. La prevención y mitigación de inundaciones se puede estudiar en tres niveles: en propiedades individuales, pequeñas comunidades y pueblos o ciudades enteras.

Mecanismos no estructurales

Si los sistemas humanos se ven afectados por las inundaciones, se requiere una adaptación a la forma en que ese sistema opera en la costa a través de cambios conductuales e institucionales; estos cambios son los llamados mecanismos no estructurales de respuesta a las inundaciones costeras. [ 41 ]

Las normas de construcción , la zonificación de riesgos costeros , la planificación del desarrollo urbano, la distribución del riesgo mediante seguros y el aumento de la concienciación pública son algunas formas de lograrlo. [ 5 ] [ 41 ] [ 36 ] Adaptarse al riesgo de inundación puede ser la mejor opción si el costo de construir estructuras de defensa supera cualquier beneficio o si los procesos naturales en ese tramo de costa contribuyen a su carácter natural y atractivo. [ 8 ]

Una respuesta más extrema y a menudo difícil de aceptar ante las inundaciones costeras es el abandono de la zona (también conocida como reubicación planificada ) propensa a inundaciones. [ 13 ] Sin embargo, esto plantea interrogantes sobre adónde irían las personas y la infraestructura afectadas y qué tipo de compensación debería/podría pagarse.

Defensas de ingeniería

Los espigones son estructuras de ingeniería cuyo objetivo es prevenir la erosión de la costa.

Existen diversas maneras en que los seres humanos intentan prevenir las inundaciones en entornos costeros, generalmente mediante las llamadas estructuras de ingeniería dura, como barreras contra inundaciones , malecones y diques . [ 8 ] [ 42 ] Este blindaje de la costa es típico para proteger pueblos y ciudades que se han desarrollado hasta la línea de playa. [ 8 ] Mejorar los procesos de sedimentación a lo largo de la costa también puede ayudar a prevenir las inundaciones costeras. Estructuras como espigones , rompeolas y promontorios artificiales promueven la deposición de sedimentos en la playa, lo que ayuda a amortiguar las olas de tormenta y las marejadas ciclónicas, ya que la energía de las olas se gasta en mover los sedimentos en la playa en lugar de mover el agua tierra adentro. [ 42 ]

defensas naturales

Los manglares son uno de los sistemas de defensa natural de las costas contra las marejadas ciclónicas y las inundaciones. Su elevada biomasa, tanto por encima como por debajo del agua, ayuda a disipar la energía de las olas.

Las zonas costeras proporcionan estructuras protectoras naturales para protegerse de las inundaciones costeras. Estas incluyen características físicas como barras de grava y sistemas de dunas de arena , pero también ecosistemas como marismas , praderas marinas y manglares que cumplen una función amortiguadora. Los manglares , los humedales y las praderas marinas suelen considerarse que proporcionan una protección significativa contra las olas de tormenta, los tsunamis y la erosión costera gracias a su capacidad para atenuar la energía de las olas. [ 6 ] [ 9 ] [ 10 ] Para proteger la zona costera de las inundaciones, las defensas naturales deben, por lo tanto, protegerse y mantenerse, por ejemplo, en Áreas Marinas Protegidas (AMP). [ 11 ]

Aspectos a largo plazo e investigación

Reducir el aumento global del nivel del mar es una forma de prevenir inundaciones importantes en las zonas costeras. Esto podría minimizarse reduciendo aún más las emisiones de gases de efecto invernadero . Sin embargo, incluso si se logran reducciones significativas de las emisiones, ya existe un aumento sustancial del nivel del mar previsto para el futuro. [ 5 ] Las políticas internacionales sobre el cambio climático, como el Acuerdo de París, buscan mitigar los efectos futuros del cambio climático , incluido el aumento del nivel del mar. Además, se están implementando medidas más inmediatas de defensas naturales y artificiales para prevenir las inundaciones costeras.

Ejemplos

La Barrera del Támesis proporciona control de inundaciones para Londres, Reino Unido.
Inundaciones importantes en Nueva Orleans como consecuencia del huracán Katrina y el fallo de los sistemas de protección contra inundaciones de la ciudad.

Algunos ejemplos de países con problemas de inundaciones costeras son:

  • Países Bajos: Control de inundaciones en los Países Bajos
  • Bangladesh : Inundaciones en Bangladesh
  • Gran Bretaña : La Barrera del Támesis es una de las barreras contra inundaciones más grandes del mundo y sirve para proteger a Londres de las inundaciones durante mareas excepcionalmente altas y marejadas ciclónicas. [ 32 ] [ 43 ] La Barrera se puede elevar durante la marea alta para evitar que las aguas del mar inunden Londres y se puede bajar para liberar la escorrentía de aguas pluviales de la cuenca del Támesis.
  • Nueva Zelanda : Las inundaciones en la zona costera baja de South Canterbury Plains en Nueva Zelanda pueden provocar inundaciones prolongadas, lo que puede afectar la productividad de la agricultura ganadera afectada durante varios años. [ 1 ]
  • El Caribe : [ 44 ] Se prevé que el aumento del nivel del mar, el crecimiento de la población y los fenómenos climáticos extremos, como El Niño, expongan a más de 9 millones de personas y a una extensa superficie de tierra e infraestructura a inundaciones costeras para finales del siglo XXI, lo que pone de relieve la urgente necesidad de estrategias de adaptación y reducción de riesgos.

El huracán Katrina en Nueva Orleans

El huracán Katrina tocó tierra como un ciclón de categoría 3 en la escala de vientos de huracanes Saffir-Simpson , lo que indica que se había convertido en una tormenta de nivel moderado. [ 16 ] Sin embargo, el daño catastrófico causado por las extensas inundaciones fue el resultado de las marejadas ciclónicas más altas registradas en América del Norte . [ 16 ] Durante varios días antes de que Katrina tocara tierra, la sobreelevación de olas fue generada por los vientos persistentes de la rotación ciclónica del sistema. Esta sobreelevación de olas prolongada junto con el nivel de presión central muy bajo significa que se generaron marejadas ciclónicas masivas. [ 45 ] Las marejadas ciclónicas desbordaron y rompieron los diques y muros de contención destinados a proteger la ciudad de la inundación. [ 6 ] [ 16 ] [ 45 ] Desafortunadamente, Nueva Orleans es inherentemente propensa a las inundaciones costeras por una serie de factores. En primer lugar, gran parte de Nueva Orleans está por debajo del nivel del mar y está bordeada por el río Misisipi por lo que la protección contra las inundaciones tanto del mar como del río se ha vuelto dependiente de estructuras de ingeniería. El cambio en el uso del suelo y la modificación de los sistemas naturales en el río Misisipi han reducido la eficacia de las defensas naturales de la ciudad. Se calcula que la pérdida de humedales asciende a unos 4920 kilómetros cuadrados (1900 millas cuadradas) desde 1930. Esta es una cantidad significativa, ya que se estima que cuatro millas de humedales reducen la altura de una marejada ciclónica en 30 centímetros (un pie). [ 6 ]

Un pueblo cerca de la costa de Sumatra yace en ruinas el 2 de enero de 2005 tras el devastador tsunami que azotó la isla el 26 de diciembre de 2004.

Terremoto y tsunami del Océano Índico de 2004 : Un terremoto de magnitud aproximada de 9.0 sacudió la costa de Sumatra , Indonesia, provocando la propagación de un tsunami masivo por todo el Océano Índico . [ 9 ] Este tsunami causó una pérdida significativa de vidas humanas, se ha informado de una estimación de 280 000 a 300 000 personas [ 29 ] y causó daños extensos a pueblos, ciudades y al medio ambiente físico. Las estructuras y hábitats naturales destruidos o dañados incluyen arrecifes de coral , manglares, playas y praderas marinas. [ 9 ] El terremoto y tsunami más reciente en Japón en marzo de 2011 ( terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 ) también ilustra claramente el poder destructivo de los tsunamis y la agitación de las inundaciones costeras.

Véase también

Referencias

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