Cómo funcionan las inundaciones

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La gente que caminaba inundó las calles de Nueva Orleans después de que los diques se rompieron por las marejadas provocadas por el huracán Katrina. Vea más fotos de tormentas. Michael Lewis / National Geographic / Getty Images

El agua es una de las cosas más útiles de la Tierra. Lo bebemos, nos bañamos, limpiamos con él y lo usamos para cocinar. La mayoría de las veces, es completamente benigno. Pero en cantidades suficientemente grandes, las mismas cosas que usamos para enjuagar un cepillo de dientes pueden volcar autos, demoler casas e incluso matar.

Las inundaciones se han cobrado millones de vidas solo en los últimos cien años, más que cualquier otro fenómeno meteorológico. El huracán Katrina en Nueva Orleans y el ciclón de 2008 que azotó Myanmar son ejemplos recientes de la devastación generalizada que pueden provocar las inundaciones..

En este artículo, descubriremos qué hace que el agua cambie de carácter tan rápidamente y veremos qué sucede cuando lo hace. Exploraremos el impacto negativo de las inundaciones, así como algunos de los beneficios. También examinaremos cómo la construcción humana puede contener inundaciones o, en algunos casos, causarlas..

Contenido
  1. Agua, agua en todas partes
  2. Bajo el clima
  3. Llévame al río
  4. Pase lo que pase
Inundaciones de tierras agrícolas en Missouri. Las fuertes lluvias en la primavera y el verano de 1993 inundaron áreas en todo el medio oeste de los Estados Unidos, lo que llevó al gobierno federal a declarar 500 condados en nueve estados como áreas de desastre mayor.

Para comprender cómo funcionan las inundaciones, debes saber algo sobre cómo se comporta el agua en nuestro planeta. La cantidad total de agua en la Tierra se ha mantenido bastante constante durante millones de años (aunque su distribución ha variado considerablemente en ese tiempo). Todos los días, se pierde una cantidad muy pequeña de agua en lo alto de la atmósfera, donde los rayos ultraviolentos intensos pueden romper una molécula de agua, pero también se emite agua nueva desde la parte interna de la Tierra, por la actividad volcánica. La cantidad de agua que se crea y la cantidad que se pierde son prácticamente iguales.

En cualquier momento, este volumen de agua se encuentra en muchas formas diferentes. Puede ser líquido, como en océanos, ríos y lluvia; sólido, como en los glaciares de los polos norte y sur; o gaseoso, como en el vapor de agua invisible en el aire. El agua cambia de un estado a otro a medida que se mueve alrededor del planeta por corrientes de viento. Las corrientes de viento son generadas por la actividad de calentamiento del sol. El sol brilla más en el área alrededor del ecuador de la Tierra que en áreas más al norte y al sur, causando una discrepancia de calor sobre la superficie del globo. En las regiones más cálidas, el aire caliente se eleva a la atmósfera y arrastra aire más frío al espacio desocupado. En regiones más frías, el aire frío se hunde, empujando aire más caliente hacia el espacio desocupado. La rotación de la Tierra rompe este ciclo, por lo que hay varios ciclos de corriente de aire más pequeños en todo el mundo..

Impulsado por estos ciclos de aire-corriente, el suministro de agua de la Tierra se mueve en un ciclo propio. Cuando el sol calienta los océanos, el agua líquida de la superficie del océano se evapora en vapor de agua en el aire. El sol calienta este aire (vapor de agua y todo) para que se eleve a través de la atmósfera y sea arrastrado por las corrientes de viento. A medida que este vapor de agua sube, se enfría de nuevo., condensando en gotas de agua líquida (o cristales de hielo sólido). Las colecciones de estas gotitas se denominan nubes. Si una nube se mueve a un ambiente más frío, es posible que se condense más agua en estas gotas. Si se acumula suficiente agua de esta manera, las gotas se vuelven lo suficientemente pesadas como para caer por el aire precipitación (lluvia, nieve, aguanieve o granizo). Parte de esta agua se acumula en grandes depósitos subterráneos, pero la mayor parte forma ríos y arroyos que desembocan en los océanos y devuelven el agua a su punto de partida..

En general, las corrientes de viento en la atmósfera son bastante constantes. En cualquier época del año, las corrientes tienden a moverse de cierta manera en todo el mundo. En consecuencia, las ubicaciones específicas generalmente experimentan el mismo tipo de condiciones climáticas año tras año. Pero en el día a día, el clima no es tan predecible. Las corrientes de viento y las precipitaciones se ven afectadas por muchos factores, principalmente la geografía y las condiciones meteorológicas vecinas. Una gran cantidad de factores se combinan en una variedad infinita de formas, produciendo todo tipo de clima. Ocasionalmente, estos factores interactúan de tal manera que se acumula un volumen atípico de agua líquida en un área. Por ejemplo, las condiciones ocasionan ocasionalmente la formación de un huracán, que arroja una gran cantidad de lluvia por donde pasa. Si un huracán persiste en una región o varios huracanes se mueven por el área, la tierra recibe mucha más precipitación de lo normal..

En 1927, el río Mississippi se desbordó e inundó muchas ciudades a lo largo de su costa. Foto cortesía de NOAA

Dado que las vías fluviales se forman lentamente con el tiempo, su tamaño es proporcional a la cantidad de agua que normalmente se acumula en esa zona. Cuando de repente hay un volumen de agua mucho mayor, las vías fluviales normales se desbordan y el agua se esparce por la tierra circundante. En su nivel más básico, esto es lo que es una inundación: una acumulación anómala de agua en un área de tierra..

Una serie de tormentas que traen grandes cantidades de lluvia es la causa más común de inundaciones, pero hay otras. En la siguiente sección, veremos algunas de las formas en que comienzan las inundaciones, así como algunos de los factores que determinan su magnitud..

Las fuertes lluvias de la primavera de 2001 inundaron Davenport, Iowa. Hasta que las aguas disminuyeron, los lugareños tuvieron que moverse por la ciudad en bote de remos. Fotografía de noticias de FEMA

En la última sección, vimos que las inundaciones ocurren cuando se acumula un volumen atípico de agua en un área. Hay varias formas en que esto puede suceder, y hay una amplia gama de eventos que ocurren cuando ocurre.

El tipo de inundación con el que la mayoría de la gente está familiarizada ocurre cuando una cantidad inusualmente grande de tormentas azota un área en un período de tiempo bastante corto. En este caso, los ríos y arroyos que desvían el agua al océano simplemente se ven desbordados. Las temperaturas variables de las diferentes estaciones dan lugar a diferentes patrones climáticos. En el invierno, por ejemplo, el aire sobre el océano puede ser más cálido que el aire sobre la tierra, lo que hace que el flujo del viento se mueva desde la tierra hacia el mar. Pero en el verano, el aire sobre la tierra se calienta, volviéndose más cálido que el aire sobre el océano. Esto hace que la corriente del viento se invierta, por lo que se recoge más agua del océano y se transporta por tierra. Esta monzón El sistema de viento puede provocar un período de lluvias intensas que está completamente fuera de sintonía con el clima el resto del año. En algunas áreas, esta inundación puede verse agravada por el exceso de agua debido al derretimiento de la nieve..

Durante la inundación de 1993, voluntarios en St. Genevieve, Missouri, llenaron bolsas de arena para construir diques improvisados ​​contra inundaciones. Fotografía de noticias de FEMA

Quizás el ejemplo más conocido de inundaciones estacionales es la expansión anual del río Nilo en Egipto. En el Antiguo Egipto, las lluvias monzónicas en la fuente del río harían que el canal se extendiera una buena distancia durante el verano. En este caso, la inundación no fue un desastre, sino un regalo del cielo. Las aguas en expansión dejarían sedimentos fértiles a lo largo de las orillas del río, lo que haría que el área fuera una tierra agrícola ideal una vez que el río hubiera vuelto a hundirse. Este es uno de los principales factores que permitieron a la civilización prosperar en el desierto egipcio. En estos días, el río está bloqueado por una presa río arriba, que recoge la lluvia de verano y la distribuye durante todo el año. Esto ha extendido la temporada de siembra para que las granjas egipcias puedan cultivar durante todo el año..

Otra fuente común de inundaciones es la actividad inusual de las mareas que extiende el alcance del océano más hacia el interior de lo normal. Esto podría deberse a patrones de viento particulares que empujan el agua del océano en una dirección inusual. También puede ser causado por tsunamis, grandes olas en el océano provocadas por un cambio en la corteza terrestre.

El centro de Johnstown, Pensilvania, después de la desastrosa inundación de 1889. Además de destruir Johnstown, el muro de agua también inundó pueblos más 'río abajo', incluido Washington, D.C. Foto cortesía de NOAA Foto cortesía de NOAA El centro de Johnstown, Pensilvania, después de la desastrosa inundación de 1889. Además de destruir Johnstown, el muro de agua también inundó pueblos más 'río abajo', incluido Washington, D.C. Foto cortesía de NOAA Foto cortesía de NOAA

Las inundaciones también pueden ocurrir cuando un represa rompe. Construimos presas para modificar el caudal de los ríos y adaptarlo a nuestros propios fines. Básicamente, la presa recolecta el agua del río en un gran embalse para que podamos decidir cuándo aumentar o disminuir el caudal del río, en lugar de dejar que la naturaleza decida. Los ingenieros construyen presas que resistirán cualquier cantidad de agua que pueda acumularse. De vez en cuando, sin embargo, se acumula más agua de lo que predijeron los ingenieros y la estructura de la presa se rompe bajo presión. Cuando esto sucede, se libera una gran cantidad de agua de una vez, lo que hace que una violenta "pared" de agua atraviese la tierra. En 1889, ocurrió una inundación de este tipo en Johnstown, Pensilvania. Se advirtió a la gente del pueblo que se acercaba la inundación, pero muchos descartaron la alerta como un pánico infundado. Cuando golpeó la pared de agua, más de 2000 personas murieron en solo unos minutos..

La gravedad de una inundación depende no solo de la cantidad de agua que se acumula en un período de tiempo, sino también de la capacidad de la tierra para lidiar con esta agua. Como hemos visto, un elemento de esto es el tamaño de los ríos y arroyos en un área. Pero un factor igualmente importante es la tierra absorbencia. Cuando llueve, el suelo actúa como una especie de esponja. Cuando la tierra es saturado -- es decir, ha absorbido toda el agua que ha podido; cualquier más agua que se acumule debe fluir como escapada.

Algunos materiales se saturan mucho más rápidamente que otros. Para ver cómo funciona esto, simplemente saque un balde de agua e intente mojar varias superficies. El suelo en medio del bosque es una excelente esponja. Podrías verter varios cubos de agua sobre él y empaparía el agua de inmediato. La roca no es tan absorbente, no parece absorber agua en absoluto. La arcilla dura cae en algún punto intermedio. Generalmente, el suelo que se ha labrado para cultivos es menos absorbente que la tierra no cultivada, por lo que las áreas agrícolas pueden tener más probabilidades de sufrir inundaciones que las áreas naturales..

Una de las superficies menos absorbentes es el hormigón. En la siguiente sección, veremos cómo el hormigón, el asfalto y otras construcciones humanas pueden afectar las inundaciones..

Calles inundadas en St. Genevieve, Missouri. La pequeña ciudad fue una de las muchas ciudades del medio oeste devastadas por las inundaciones en el verano de 1993. FEMA News Photo

En la última sección, vimos que el grado de inundación está determinado por la cantidad de agua que se acumula en un área, así como por la naturaleza de la superficie terrestre. A medida que la civilización se ha expandido, los seres humanos han alterado el paisaje de varias formas. En el mundo occidental, uno de los cambios más significativos ha sido el revestimiento del suelo con asfalto y hormigón. Obviamente, estas superficies no son las mejores esponjas que existen: casi toda la lluvia que se acumula se convierte en escorrentía. En un área industrializada sin un buen sistema de drenaje, es posible que no se necesiten muchas lluvias para causar inundaciones importantes..

Algunas ciudades, como Los Ángeles, han construido canales de alivio de inundaciones de hormigón para prevenir este problema. Cuando llueve mucho, el agua fluye hacia estos canales, que serpentean fuera de la ciudad donde el agua se puede absorber mejor. Sin embargo, este tipo de sistemas pueden causar inundaciones más adelante. Cuando cubre un área con concreto y asfalto, esencialmente está cortando parte de la esponja natural de la Tierra, por lo que el resto de la esponja tiene mucha más agua para tratar..

Puede surgir un problema similar con diques, grandes muros construidos a lo largo de los ríos para evitar que se desborden. Estas estructuras extienden las orillas naturales del río para que pueda fluir mucha más agua a través de él. Pero si bien pueden ser efectivos para mantener el agua fuera de un área, generalmente empeoran los problemas en un área más adelante, donde no hay diques. Esa área recibe todas las aguas de la inundación que se habrían extendido río arriba. Otro peligro de los diques es que, al igual que las presas, pueden romperse. Cuando esto sucede, una gran cantidad de agua fluye hacia la tierra en un corto período de tiempo. Esto puede causar algunas de las condiciones de inundación más peligrosas..

Muros de rompeolas en Maryland, construidos para reducir la erosión de las playas Foto cortesía de NOAA

La gente no ha tenido mucho éxito en controlar las inundaciones a lo largo de las costas. El exceso de agua en estas áreas es particularmente destructivo para las estructuras artificiales debido a la erosión que causa. Un método para controlar esta erosión es construir cercas y muros donde el agua se encuentra con la tierra. Esto mantiene a raya el poder de las olas, para que no desgasten la playa. Pero las estructuras también interfieren con el proceso de formación de playas. Cuando impides que el agua se mueva contra la costa, el océano no puede distribuir arena y no obtienes hermosas playas..

Otro problema con las cercas y los muros es que no pueden hacer mucho. Fundamentalmente, las playas son entornos cambiantes, moldeados por la fuerza abrumadora del océano. Son, por su propia naturaleza, supuesto ser erosionado y movido por la acción dinámica de las olas. Las inundaciones son una parte habitual de este proceso y lo más probable es que continúen siéndolo sin importar lo que hagamos..

Un dique roto a lo largo del río Mississippi, durante la gran inundación de 1927 Foto cortesía de NOAA

Lo mismo puede decirse de muchas zonas del interior. Si bien un río puede parecernos una característica estable e inamovible del paisaje, en realidad es una entidad vibrante y dinámica. Esto es particularmente cierto en los grandes ríos, como el Mississippi en los Estados Unidos y el Yangtze y Huang He en China. Con el tiempo, estas vías fluviales se expanden, cambian su trayectoria drásticamente e incluso pueden cambiar la dirección del flujo. Por esta razón, la tierra alrededor de las orillas de un río es altamente susceptible a inundaciones..

Desafortunadamente, los ríos también son atractivos naturales para la civilización. Entre otras cosas, proporcionan un suministro constante de agua, suelos ricos y un medio de transporte fácil. Cuando el nivel del agua es bajo, la gente construye a lo largo de sus orillas y disfruta de todos sus beneficios. En algún momento, llega el momento de que el agua cambie, y las personas que han construido a lo largo de las llanuras aluviales descubren rápidamente que están viviendo en un terreno poco sólido. Si hay una construcción extensa en estas áreas, los daños por inundaciones pueden ser devastadores..

En la siguiente sección, veremos los diferentes tipos de daños por inundaciones para ver cómo el agua común puede ser una fuerza devastadora..

Autos amontonados por una inundación repentina de 1972 en Rapid City, Dakota del Sur. Foto cortesía de NOAA

El peor daño de las inundaciones, la pérdida de vidas y viviendas, es causado principalmente por la fuerza del agua que fluye. En una inundación, dos pies (61 cm) de agua pueden moverse con la fuerza suficiente para arrastrar un automóvil, y 6 pulgadas (15 cm) de agua pueden derribarlo. Puede parecer sorprendente que el agua, incluso mucha agua, pueda causar tal impacto. Después de todo, puedes nadar tranquilamente en el océano sin que te golpeen, y eso es una enorme cantidad de agua en movimiento. Y en la mayoría de los casos, un río que fluye no es lo suficientemente fuerte como para derribarte. Entonces, ¿por qué las aguas de las inundaciones se comportan de manera diferente??

Una casa que fue arrastrada río abajo por las inundaciones de 1997 en Arboga, California Foto cortesía de NOAA

Las aguas de inundación son más peligrosas porque pueden ejercer mucha más presión que un río común o un mar en calma. Esto se debe a las enormes diferencias en el volumen de agua que existen durante muchas inundaciones. En una inundación, se puede acumular una gran cantidad de agua en un área mientras que casi no hay agua en otra área. El agua es bastante pesada, por lo que se mueve muy rápido para "encontrar su propio nivel". Cuanto mayor sea la diferencia entre los volúmenes de agua en un área, mayor será la fuerza de movimiento. Pero en un punto en particular, el agua no parece tan profunda, por lo que no parece particularmente peligrosa, hasta que es demasiado tarde. Casi la mitad de todas las muertes por inundaciones son el resultado de personas que intentan conducir sus automóviles a través del agua corriente. Hay mucha más agua en el océano que en una inundación, pero no nos derriba porque está distribuida de manera bastante uniforme: el agua en un mar en calma no se apresura a encontrar su propio nivel..

Las inundaciones más peligrosas son Inundaciones repentinas, que son causadas por una acumulación repentina e intensa de agua. Las inundaciones repentinas golpean un área poco después de que el agua comienza a acumularse (ya sea por lluvia excesiva u otra causa), por lo que muchas veces la gente no las ve venir. Dado que hay una gran cantidad de agua recogida en un área, las crecidas repentinas tienden a moverse con mucha fuerza, golpeando a personas, automóviles e incluso casas fuera del camino. Las inundaciones repentinas pueden ser particularmente devastadoras cuando una fuerte tormenta arroja un gran volumen de lluvia en una montaña. El agua baja de la montaña a una velocidad tremenda, atravesando cualquier cosa en los valles de abajo..

Un remolque, automóvil y poste telefónico amontonados por una inundación de 1977 en Georgia Foto cortesía de NOAA

Una de las peores inundaciones repentinas en la historia de los Estados Unidos ocurrió en 1976, en Big Thompson Canyon, Colorado. En menos de cinco horas, las tormentas eléctricas en áreas cercanas arrojaron más lluvia de la que la región normalmente experimenta en un año. El río Big Thompson, normalmente una vía fluvial poco profunda y de movimiento lento, se transformó abruptamente en un torrente imparable, vertiendo 233,000 galones (882,000 L) de agua en el cañón cada segundo. Miles de campistas se habían reunido en el cañón para celebrar el centenario del estado de Colorado. La inundación ocurrió tan rápidamente que no hubo tiempo para emitir una advertencia. Cuando golpeó, cientos de personas resultaron heridas y 139 murieron.

Un tipo de daño menos catastrófico es la simple humedad. La mayoría de los edificios pueden protegerse de la lluvia, pero no están construidos para ser herméticos. Si el nivel del agua es lo suficientemente alto, una gran cantidad de agua se filtra a las casas, empapándolo todo. Pero en la mayoría de los casos, el principal elemento dañino no es el agua en sí, sino el barro que trae consigo. A medida que el agua fluye sobre el paisaje, recoge mucha basura. Cuando termina la inundación, el nivel del agua baja y todo finalmente se seca, pero el barro y los escombros se quedan.

Los trabajadores de rescate luchan río arriba contra las corrientes de agua en una inundación repentina de 1975 que afectó a Rockville, Maryland. Foto cortesía de NOAA

En 1966, una gran tormenta inundó el Arno, un río italiano que atraviesa la ciudad de Florencia. La pequeña ciudad, una de las capitales del arte del mundo, fue invadida por agua, barro y fango en general. Además de la pérdida de vidas y el daño a los edificios, hubo una gran cantidad de daños en la colección de arte de la ciudad. El barro y la baba cubrían casi todo lo almacenado en los sótanos de la ciudad y las habitaciones a nivel del suelo. A lo largo de muchos años de trabajo, los científicos e historiadores del arte han podido restaurar la mayoría de los artefactos dañados en buenas condiciones..

Otro tipo de daño por inundaciones es la propagación de enfermedades. A medida que el agua fluye sobre un área, puede recoger todo tipo de productos químicos y productos de desecho, lo que genera condiciones extremadamente insalubres. Esencialmente, todo y todos en una inundación están flotando en una gran sopa. Si bien estas afecciones no suelen crear enfermedades, se transfieren con mayor facilidad (la mayoría de las enfermedades se propagan a través del agua más fácilmente que por el aire). Si se encuentra en un área inundada, es muy importante que beba solo agua embotellada o hervida y observe otras pautas de saneamiento. Para obtener más información sobre qué hacer en condiciones de inundación, consulte esta guía publicada por el Centro para el Control de Enfermedades..

Nunca podremos detener las inundaciones. Es un elemento ineludible en el complejo sistema meteorológico de nuestra atmósfera. Sin embargo, podemos trabajar para minimizar el daño causado por las inundaciones mediante la construcción de sofisticadas presas, diques y sistemas de canales. Pero la mejor manera de evitar daños por inundaciones puede ser retirarse por completo de las áreas propensas a inundaciones. Como ocurre con muchos fenómenos naturales, la reacción más sensible a las inundaciones puede ser apartarse del camino..

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Más enlaces geniales

  • Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA)
  • Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA)
  • NOVA Flood Special
  • Hacer frente a las inundaciones
  • Temas de inundaciones



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