Diseño hidrológico en cuencas montañosas del oeste Argentino

Abstract

Argentina cuenta con una cordillera de más de 3000 km de extensión donde numerosas poblaciones ubicadas en sectores adyacentes dependen directa o indirectamente del agua que desciende de sus ríos. A pesar de la importancia fundamental de la cordillera de los Andes como fuente proveedora de agua, son muy escasos los estudios centrados en su hidrología. Esta situación se ve agravada a su vez por los efectos desfavorables asociados al cambio climático que, por ejemplo, disminuyen la oferta de agua en la zona conocida como Andes Centrales (∼ 29o– ∼ 37oS). Dificultan estos estudios la escasez de registros instrumentales y la falta de herramientas específicas para abordar investigaciones que permitan evaluar la contribución de los diferentes componentes de su escorrentía, su relación con la dinámica ambiental, así como su variabilidad en tiempo y espacio. En esta tesis intento avanzar en el conocimiento sobre la hidrología andina mediante el desarrollo de software para el manejo eficiente de registros hidrometeorológicos y la modelización del ciclo hidrológico en distintos sectores de los Andes. Su aplicación permite esclarecer cómo han variado los componentes (derretimiento de hielo y nieve, lluvia) de la oferta hídrica en la cuenca del río Mendoza (Argentina) durante los últimos 40 años, una zona que desde el año 2010 padece la sequía más extrema y prolongada del registro instrumental (más de 100 años). También aplico estas herramientas en estudios de detalle sobre el balance de masa y energía en el Glaciar de los Tres, cuerpo de hielo seleccionado dentro el programa de balance de masa del Inventario Nacional de Glaciares de Argentina para Patagonia Sur. Como resultados de este trabajo surgieron dos paquetes de software libre y código abierto: hydrotoolbox y HBV.IANIGLA, ambos disponibles en el repositorio oficial del lenguaje R. El primero está escrito bajo el paradigma de programación orientada a objetos y fue diseñado para leer, graficar y manipular registro hidrometeorológicos y datos de entrada (salida) provenientes de modelos hidrológicos. El segundo paquete es una herramienta modular para estudios hidroclimáticos en regiones con topografía accidentada o dominada por procesos criosféricos como ocurre en los Andes. En la cuenca del río Mendoza cuantifico el aporte de los glaciares al derrame de este río y al de sus afluentes durante 40 años. Los resultados sugieren que durante periodos prolongados de sequía, los glaciares han aportado cerca del 30 % del derrame anual, resaltando su rol como reguladores hídricos a escala de cuenca hidrográfica. Esta zona, que sufre una sequía sin precedentes en el registro instrumental, acumula de acuerdo a las simulaciones numéricas 3 veces menos nieve (valor promedio histórico) que las cuencas adyacentes de los ríos Maipo y Aconcagua (vertiente occidental - Chile), situación que pondera aún más la importancia de los glaciares como reservas hídricas estratégicas. Por último, en el capítulo sobre el balance de masa en el Glaciar de los Tres, presento un conjunto de series hidro-meteorológicas inéditas con resolución temporal horaria y de 5 años de duración. Estas series, me permitieron cuantificar la importancia relativa que cada flujo de energía tiene sobre el balance de masa glaciar. Además demuestro que la metodología más robusta para el cálculo del balance de masa glaciar es la de balance energético. También pongo de manifiesto la importancia de complementar las mediciones de campo con observaciones provenientes de los sensores remotos. Los resultados derivados de esta tesis aportan herramientas e información novedosa y relevante para distintos sectores de los Andes, ya que pueden ser usados en otros estudios hidrológicos o glaciológicos así también como en investigaciones climatológicas, ecológicas y en la gestión del recurso hídrico.