El estudio de amenaza por inundación es uno de los documentos técnicos más exigidos en Colombia para proyectos de construcción, planes de ordenamiento territorial y gestión del riesgo municipal. Lo solicitan las curadurías urbanas bajo el Decreto 1807 de 2014, las CAR para la delimitación de rondas hídricas, y los municipios para actualizar sus POT conforme a la Ley 1523 de 2012. En este artículo explicamos la metodología paso a paso que sigue un ingeniero especializado para elaborarlo.
¿Qué es la amenaza por inundación?
La amenaza por inundación es la probabilidad de que un área determinada sea cubierta por agua en un período de tiempo dado, como consecuencia del desbordamiento de un cuerpo de agua (río, quebrada, canal) durante un evento de lluvia de cierta magnitud. Se clasifica en tres niveles según el Decreto 1807:
- Amenaza alta: Zona que puede inundarse con un evento de lluvia con período de retorno de 25 años o menos (Tr ≤ 25 años).
- Amenaza media: Zona que puede inundarse con eventos entre Tr26 y Tr100 años.
- Amenaza baja: Zona que solo se inunda para eventos extremos mayores al Tr100, con profundidades y velocidades bajas.
Paso 1: recopilación y revisión de información existente
El primer paso es recopilar toda la información disponible sobre la cuenca y el tramo de interés:
- Cartografía IGAC a escala 1:25.000 o 1:10.000 del área de estudio.
- Modelo Digital de Elevación (MDE o DEM) disponible: LiDAR de alta resolución si existe (1 m), o imágenes de satélite estéreo o dron si no hay.
- Registros hidrométricos del IDEAM en la red de estaciones de la cuenca: caudales medios diarios, caudales máximos instantáneos, años de registro.
- Registros pluviométricos para el análisis de lluvias extremas cuando no hay datos de caudal.
- Información histórica de inundaciones: registros del UNGRD, del Sistema Nacional de Gestión del Riesgo, noticias y estudios previos.
- POMCA del área si existe, y el mapa de amenaza hídrica adoptado por el POT municipal.
Paso 2: caracterización morfométrica de la cuenca
Se delimita la cuenca hidrográfica que drena al punto de interés usando el MDE. Se calculan sus parámetros morfométricos: área, perímetro, longitud del cauce principal, pendiente media del cauce y de la cuenca, tiempo de concentración, índice de compacidad (Gravelius) y densidad de drenaje. Estos parámetros son esenciales para seleccionar el método hidrológico y para interpretar la respuesta hidrológica de la cuenca.
Paso 3: análisis hidrológico — caudales de diseño
Se calculan los caudales máximos de diseño para los períodos de retorno requeridos (Tr25, Tr50, Tr100 y opcionalmente Tr10 y Tr200). Según la disponibilidad de datos:
- Con datos de caudal: Se aplica análisis estadístico de valores extremos (distribuciones Gumbel, Log-Normal, Log-Pearson III o GEV) a la serie de caudales máximos anuales de la estación más cercana. Se selecciona la distribución de mejor ajuste mediante pruebas de bondad (chi-cuadrado, Kolmogorov-Smirnov).
- Sin datos de caudal: Se usa análisis de lluvia-escorrentía: se obtiene la tormenta de diseño de la curva IDF del IDEAM para el período de retorno de interés, y se transforma en caudal usando el modelo HEC-HMS (método del hidrograma unitario del SCS o el método racional modificado según el área de la cuenca).
Paso 4: modelación hidráulica con HEC-RAS
Con los caudales de diseño calculados, se construye el modelo hidráulico del tramo de fuente hídrica de interés en HEC-RAS. El modelo puede ser:
- 1D: Se definen secciones transversales del cauce y las márgenes cada 20–100 m, se asigna el coeficiente de Manning y se corre el modelo en régimen permanente (steady state) para cada caudal de diseño.
- 2D: Se genera una malla de elementos finitos sobre el MDE de la zona inundable, se asignan los coeficientes de Manning por tipo de cobertura y se corre la simulación en régimen no permanente (unsteady flow) con el hidrograma de diseño.
El resultado del modelo son los niveles de agua (láminas de inundación) y las velocidades en cada punto del tramo para cada período de retorno.
Paso 5: elaboración del mapa de amenaza
Con los resultados de la modelación hidráulica se generan los mapas de inundación para Tr25, Tr50 y Tr100. La intersección de estas manchas de agua con el área de estudio permite clasificar cada zona del terreno en nivel de amenaza alta, media o baja. Los mapas se generan en SIG (ArcGIS, QGIS) y se exportan a PDF para el informe y en formato shapefile para el municipio.
Paso 6: definición de la faja de protección hídrica
Con base en la lámina de inundación del Tr100 y los criterios del Código de Recursos Naturales y el POT municipal, se define la faja de protección o zona de retiro recomendada para el predio o el área de estudio. Esta faja es la que la curaduría utiliza para definir el polígono edificable del predio.
Entregables del estudio de amenaza por inundación
Al finalizar, el ingeniero entrega: informe técnico completo en PDF, mapas de amenaza en PDF y SHP, archivos del modelo HEC-RAS (.prj, .g01, .f01), planos de localización y sección hidráulica, y concepto técnico firmado con tarjeta COPNIA vigente.
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