04 Oct Puentes y riesgo de inundación: efecto amplificador en Paiporta

Puentes y riesgo de inundación: efecto amplificador en Paiporta

Durante una avenida torrencial los puentes sobre un barranco aumentan el riesgo de inundación y la magnitud de los daños en áreas urbanas. Estas infraestructuras reducen el espacio de paso del agua y desvían los flujos fuera del cauce, amplificando el impacto local de la inundación. Mediante ejemplos numéricos, explicaciones hidráulicas, una simulación con Inteligencia Artificial, gráficas y mapas detallados se demuestra cómo los puentes sobre el barranco del Poyo magnificaron el impacto de la inundación relámpago en el área urbana de Paiporta. Los puentes aumentaron el calado de la inundación en su entorno e intensificaron la capacidad destructiva y de arrastre de la riada. Es un conocimiento resultante del proyecto EN PEU útil para tomar decisiones bien informadas y optimizar proyectos constructivos. Anticipar este efecto en planes de gestión de riesgo de inundación y de emergencias ayuda a salvar vidas.

 

El gobierno municipal de Paiporta no entendía la preocupación de la Fundación Matrix por la inundabilidad causada por los puentes. Este municipio había merecido que el Ministerio de Transportes y Movilidad Sostenible se implicará en la reparación de pasarelas y puentes dañados por la riada del 29 de octubre de 2024 (29-O), con inversiones vinculadas al Plan de respuesta inmediata, reconstrucción y relanzamiento impulsado por el Estado.

Durante una reunión el pasado 1 de agosto con representantes del equipo de gobierno de este Ayuntamiento, la Fundación Matrix trasladó la existencia de riesgos asociados a los puentes de titularidad municipal y de Metrovalencia, advertidos en un reciente artículo fruto de una investigación científica. La reacción obtenida fue: “¿Entonces quitamos los puentes?”.

La Fundación Matrix considera que no debería ignorarse el riesgo causado por los puentes de Paiporta. Es un factor de riesgo local, el segundo en importancia que explica la magnitud de la inundación que sufrió Paiporta el 29-O, después de las dimensiones del barranco. Cualquier responsable político y técnico debería aprovechar este conocimiento y contemplar el riesgo de inundación derivado de los puentes en la reconstrucción, en los planes de actuación frente a este tipo de eventos y en el planeamiento urbanístico.

Resulta comprensible la reacción inicial manifestada por el equipo de gobierno, probablemente fruto de la sensación de impotencia ante una realidad territorial compleja y de difícil gestión. Casi toda el área urbana de Paiporta se inundó porque era y es inundable. El calado o profundidad de la lámina de agua fue entre 1 y 1,5 m en un tercio de la superficie municipal, y hubo algunas zonas con un calado entre 2 y 3 m. Es imposible reubicar a la población residente y las actividades industriales de este municipio.

Esta realidad es compartida, en mayor o menor grado, con otros municipios de la Huerta Sur. Por este motivo, es aún más relevante analizar y gestionar bien el riesgo de inundación relámpago en este territorio.

 

Seguridad hidrológica y seguridad estructural

La comprensión de las causas e impactos de las inundaciones repentinas es clave para el análisis del riesgo y la prevención de daños. Existe un desconocimiento de la ciudadanía del riesgo de inundación atribuible a los puentes. Suele confiar en las Administraciones promotoras y en la reconocida profesionalidad de los ingenieros de Caminos, avalada por la funcionalidad de sus construcciones. Sin embargo, la seguridad estructural de las obras viarias no debe confundirse con su seguridad hidrológica.

Un puente sobre vías de comunicación o para salvar desniveles del terreno –no asociado a un cauce–, aparentemente carece de riesgo hidrológico al no existir un flujo de agua habitual bajo el mismo. No obstante, un puente puede actuar como una barrera parcial al flujo del agua y, en ciertos casos, generar un ‘efecto presa’ de retención y acumulación local. Ambos fenómenos pueden intensificar la magnitud de una inundación en su entorno inmediato. Esto ocurre con frecuencia en los puentes más comunes formados por vigas de hormigón soportadas por apoyos verticales intermedios en el lecho del cauce.

El Ayuntamiento de Paiporta, y la ciudadanía en general, confía en los criterios técnicos. El equipo de gobierno sabe que se considera la capacidad hidráulica del cauce del barranco, que depende fundamentalmente del área de la sección transversal de flujo del agua. Este criterio, lógicamente, se tiene en cuenta en el diseño de los puentes sobre ríos o barrancos. La capacidad hidráulica es el máximo caudal de agua que puede transportar un cauce sin que se produzcan desbordamientos. Equivale al caudal de diseño, porque en el proyecto de un puente se tiene en cuenta el espacio libre para el flujo del agua que deja esta infraestructura.

El riesgo de inundación aparece cuando se supera el caudal máximo estimado, como sucedió durante la avenida torrencial excepcional del 29-O, resultante de lluvias extremas en un breve periodo de tiempo. En estos casos, ¿qué efecto local tienen los puentes sobre la magnitud de una inundación relámpago?

En el caso de un puente ubicado sobre el cauce de barrancos y ríos, las apreciaciones de ingeniería son más complejas de comprender. Vayamos por partes y aclaremos.

La seguridad estructural de un puente podemos definirla como la capacidad de resistir una riada excepcional sin colapsar, sin sufrir daños estructurales asociados a las características del terreno, la fuerza de la corriente, o las interacciones entre otros factores.

En ingeniería se considera el empuje o la fuerza del agua potencial para asegurar la estabilidad de las estructuras que soportan el tablero de un puente ­–por donde circulan vehículos y personas– y los apoyos verticales intermedios (pilas) y extremos (estribos) en el cauce. Se pretende que el puente sea seguro y no colapse cuando ocurra una riada extrema.

Por otra parte, la seguridad hidrológica de un puente frente a una riada puede entenderse como su influencia en la inundabilidad local. Si los elementos estructurales reducen de forma significativa el espacio de flujo bajo un puente, puede aumentar el calado de la inundación en su entorno y otras variables indicadoras de su magnitud.

La seguridad estructural y la seguridad hidrológica dependen de la peligrosidad asociada a una avenida torrencial. Mientras que la primera nos informa de la vulnerabilidad estructural de un puente frente a una inundación, la segunda de la peligrosidad que añade un puente para las personas, los edificios y otros bienes en su entorno, un factor clave para identificar y valorar el riesgo de inundación local. Un puente puede ser a la vez muy seguro estructuralmente y un factor de riesgo o inseguridad hidrológica. Puede resistir una riada extrema, o colapsar durante este evento, y además aumentar significativamente el riesgo de daños causados por una inundación relámpago. El ‘efecto puente’ sobre la inundabilidad y sus impactos suele tener menos peso en el diseño de este tipo de infraestructuras que su resistencia frente a la riada.

 

El viaducto de la autovía A-3 sobre el barranco del Poyo en Riba-roja del Túria, a unos 20 km de Valencia, constituye un ejemplo claro de inseguridad hidrológica pese a su alta intensidad de tráfico. La rasante de la A-3 en este puente se sitúa unos 2 m por debajo del antiguo puente de seis ojos que se alza a menos de 150 m al norte, construido hace algo más de un siglo y en desuso desde los años 60. Durante la riada del 29-O, el largo viaducto de la A-3 obstruyó y desvió los flujos, lo que provocó el arrastre de numerosos vehículos que circulaban por él. Además, la propia autovía, cuyo drenaje resulta insuficiente frente a lluvias torrenciales en algunos tramos, llegó a comportarse como un canal, como ocurrió antes de Cheste y en Riba-roja.

Se conocen antecedentes de corte de tráfico por inundaciones en la A-3. Esta vía también se vio afectada por desbordamientos de los barrancos del Poyo y la Saleta durante la riada del 2000. Se trata de un punto negro vinculado a la pérdida de vidas humanas el 29-O, por lo que las Administraciones plantean iniciativas vinculadas a la reconstrucción. No se conocen las previsiones concretas del Ministerio de Transportes para reducir este riesgo ni consta que la Confederación Hidrográfica del Júcar o la Generalitat Valenciana lo tengan en cuenta para su análisis y adopción de medidas preventivas. Tan sólo en la prensa se ha publicado que el Ayuntamiento de Riba-roja del Túria pretende eliminar el puente antiguo porque produce retención en los flujos de agua.

 

Impactos de la planificación sectorial

¿Por qué muchas obras civiles acaban generando peligros? En España, la planificación territorial sigue siendo demasiado sectorial y menos sostenible de lo que debería. Los proyectos y actuaciones acumuladas sobre el territorio se asocian a impactos directos e indirectos, accidentes y desastres que podrían evitarse. Con frecuencia la previsión y mitigación de los impactos sobre la seguridad de las personas, la calidad ambiental, el paisaje o la continuidad de las actividades económicas, no existe o resulta claramente insuficiente.

La intensa transformación de Valencia en los últimos 60 años demuestra esta realidad. Veamos tres ejemplos. La ampliación del Puerto de Valencia produjo un ‘efecto barrera’ para el flujo natural de arena que compromete la conservación del área de las playas y dunas de Pinedo, El Saler y La Garrofera, situadas al sur de la ciudad, ya en retroceso. Es una amenaza tanto para sus ecosistemas litorales –según un estudio de la Universidad de Valencia– como para su importante uso turístico.

El paso a nivel en el cruce ferroviario entre las localidades de Alfafar y Sedaví es el punto negro de Adif más mortal de España, y ha causado 79 víctimas en las últimas cuatro décadas. La propuesta de solución técnica de esta entidad responsable de la infraestructura ferroviaria adscrita al Ministerio de Transportes, cuenta con un rechazo institucional y social, e incluso está cuestionada desde la Universidad Politécnica de Valencia.

Distintas infraestructuras viarias de gestión estatal o autonómica causaron un `efecto barrera` el 29-O, agravando la magnitud local de las inundaciones en áreas urbanizadas a sabiendas que eran inundables. La mediana de la Pista de Silla (V-31), que cruza la Huerta Sur de Valencia, es un caso conocido: se han retirado las barreras de hormigón tipo Jersey y se han instalado barreras metálicas con postes, más permeable, en su lugar.

 

Efectos de los puentes sobre el flujo de agua

El diseño de puentes está sometido a un marco normativo amplio y complejo, teniendo que cumplir la legislación de ámbito técnico existente. Siempre son posibles distintas alternativas en un proyecto que cumplan esta legislación, pero otros criterios de economía, estética o mejor adecuación ambiental prevalecen en la decisión política. Ésta marca el camino de la solución técnica escogida.

Un puente es una estructura que salva un accidente geográfico, como el cauce de un barranco. La normativa de construcción de las carreteras estatales considera su influencia y la de otros tipos de drenaje transversal. Debe afectar lo menos posible a la circulación natural del agua, en especial durante avenidas.

De hecho, la influencia de los puentes sobre la inundabilidad puede ser considerable, aunque a menudo pase desapercibida.

Al modificar las trayectorias locales de los flujos en el cauce, los puentes generan zonas de recirculación o desbordamiento y elevan el calado en su entorno. Su presencia actúa como un factor local que agrava la magnitud de una inundación repentina. Por ello, en zonas inundables se evalúa mediante modelización hidráulica “la influencia de la geometría de puentes y obras de fábrica en el comportamiento hidráulico de los cauces”.

Según los principios de hidráulica fluvial, el caudal circulante, la velocidad media de flujo del agua y el área de la sección transversal de un cauce presentan una relación funcional. Si el área de paso del agua disminuye –por ejemplo, cuando el cauce de un barranco se estrecha (Figura 1) o su profundidad se reduce– la velocidad se incrementa (Figura 2). Cuando el área de la sección es constante, como sucede en un tramo encauzado de un barranco, el aumento del caudal asociado a una avenida torrencial produce un aumento lineal de la velocidad, entre otros efectos (Cuadro 1).

Una velocidad de una corriente de agua de 1-2 m/s no es peligrosa, produce una erosión superficial y arrastra materiales finos. La velocidad de una corriente de agua fuera de un cauce indica su peligrosidad. Si se acelera el flujo del agua en un cauce y desborda, su velocidad se puede asociar producir impactos relevantes, en especial en sus inmediaciones

Durante una inundación relámpago en áreas urbanas, la magnitud de la velocidad del agua dentro y fuera del cauce es un indicador del riesgo. Una velocidad de 2 m/s puede ser suficiente para arrastrar personas o vehículos ligeros, especialmente cuanto mayor es el calado.

Un puente, además, produce una sobreelevación de la lámina de agua aguas arriba (Figura 3). El Cuadro 2 describe de forma analítica los principales efectos peligrosos de los puentes y su efecto sobre la magnitud de la inundación y, en particular, el calado de su entorno.

El calado es mucho más que un simple dato o la huella puntual del nivel que alcanzó el agua durante una inundación. Es un factor crítico en la evaluación del impacto de una inundación relámpago a escala local. Esta variable se utiliza en los modelos de predicción espacial del riesgo de inundaciones y, por tanto, es muy relevante en la gestión de este riesgo.

 

Efectos de los puentes en Paiporta

Durante la riada del 29-O en Paiporta, ¿cómo y cuánto afectaron los puentes sobre el barranco del Poyo? Describimos sus efectos de forma clara y cuantitativa a continuación.

Consideramos tres puentes ubicados en el área urbana de Paiporta como obstáculos o puntos de origen de la alteración del flujo hidrológico y del aumento del calado a escala local (Figura 4). El primer puente es el del metro situado más al este, tenía dos pilas gruesas (3 vanos) y una longitud de más de 60 m, y está situado junto al puente de la carretera CV-406; ambos se han considerado como un único punto. El puente del metro fue severamente dañado por la riada del 29-O y fue rápidamente reconstruido por Ferrocarrils de la Generalitat Valenciana (FGV), reforzando su estructura.

 

El segundo puente es el de la calle 1º de Mayo (‘Pont Vell’), situado en el centro del área urbana; cuenta con tres apoyos intermedios (cuatro vanos), manifestó daños poco visibles por la riada y se sustituirá por otro nuevo. Finalmente, el ‘Pont Nou’, con dos grupos de pilas delgadas (tres vanos), que sufrió daños estructurales y su reconstrucción está en fase de ejecución.

Los elementos estructurales de los puentes (viga inferior de soporte del tablero, pilas, estribos) y a veces otras estructuras (como el carril bici y la vía debajo del puente del metro) redujeron el área de la sección transversal del flujo de agua en el cauce del barranco.

Usamos datos geométricos del puente del metro previo a su destrucción (de planos facilitadas por FGV) y mediciones realizadas in situ de su estructura actual, y datos aproximados de los otros dos puentes. Realizamos algunos cálculos hidráulicos sencillos con una finalidad ilustrativa. El área nominal de la sección del cauce donde se ubican los tres puentes varía entre unos 300 y 500 m². Los elementos estructurales de los puentes, al ocupar parte de la sección, reducen el área efectiva de desagüe aproximadamente entre un 20% y un 40%. Es una obstrucción relevante con efectos peligrosos durante avenidas torrenciales con caudales extremos.

La obstrucción parcial de un puente al llegar una riada genera dos efectos muy relevantes. En primer lugar, un ‘efecto presa’ aguas arriba, de acumulación del agua, que específicamente se conoce como ‘efecto backwater’ (‘efecto remanso’): produce una elevación de la lámina de agua (Figura 3), que se añade al nivel elevado del agua por la avenida, aumentando los flujos desbordados y la magnitud de la inundación en el entorno del puente. Además, existe un efecto de desvío de flujos a ambos lados del cauce (Cuadro 2).

El segundo es el ‘efecto embudo’, o ‘de cuello de botella’, que es análogo a lo que ocurre donde el líquido se acelera al pasar por la parte más estrecha. Según los principios de hidráulica fluvial, al disminuir el área de sección transversal de un cauce por la presencia del puente, el caudal circulante inevitablemente experimenta un aumento de la velocidad media local de flujo, en especial en los laterales (Figura 5).

Un puente produce un efecto de concentración lateral. El agua que no puede pasar por un punto se redirige hacia los laterales. En esos puntos, la sección útil es menor que si el flujo estuviera distribuido uniformemente. El resultado es que la velocidad aumenta en las zonas laterales para que el caudal total siga siendo el mismo. La consecuencia es una aceleración del flujo próximo a los márgenes del barranco, además de otros efectos de mayor erosión en taludes y estribos (socavación lateral) y turbulencias y remolinos aguas abajo (Cuadro 2).

La Figura 5 describe este efecto para un área de sección transversal del cauce de 400 m²: al reducir la sección, aumenta mucho la velocidad, en especial para los caudales más altos.

Veamos con cifras el aumento de la velocidad ocasionado por un puente, estimadas sin considerar efectos de rozamiento ni turbulencias. Por ejemplo, para un caudal de avenida de 4.000 m³/s, perfectamente plausible con las estimaciones existentes, y que probablemente fue muy superior el 29-O, la velocidad media estimada en el cauce antes de los tres puentes es entre 8 y 12 m/s. Para cualquier caudal, una reducción del 25% en el área de la sección implica un incremento de algo más del 30% en la velocidad; y si la reducción es del 40%, la velocidad aumenta casi un 70%.

 

En resumen, en Paiporta la reducción de la sección del cauce del barranco por los puentes (‘efecto puente’) aumentó el calado de su entorno por mayor desbordamiento y la velocidad del agua al menos un 30%. El efecto de los flujos desbordados, desviados fuera del cauce es muy relevante. Al salir del cauce, estos flujos pueden entrar por secciones estrechas (como las calles de áreas residenciales). Debido a que la entrada lateral es pequeña, el flujo se acelera mucho. Esto puede producir velocidades incluso mayores que dentro del cauce, sobre todo si hay pendiente lateral, aunque se atenúa con la distancia al cauce.

 

El efecto de estas velocidades peligrosas sobre los puentes es de riesgo de colapso y de arrastre de elementos estructurales. Recordemos que la mayoría de los tableros están simplemente apoyados sobre las pilas, por cuestiones de diseño, entre otros motivos para soportar los movimientos y las dilataciones estructurales (los antiguos puentes de piedra son una excepción, pues su estructura arriostrada, es decir reforzada, causa una rigidez asociada normalmente a grietas en los apoyos laterales).

Cuando la crecida supera repentinamente el área de la sección de flujo y sobrepasa la cota superior del cauce, es decir, inunda ­–como sucedió y puede suceder en tramos del barranco del Poyo– a partir de un caudal próximo a 2.000 m³/s, la velocidad de los flujos desbordados puede ser muy peligrosa.

 

Fuerza destructiva de la riada y riesgo hidrodinámico

Ya hemos explicado cómo aumentó la velocidad del agua durante la riada del 29-O y su amplificación por los puentes. Para entender mejor aún el impacto de los flujos desbordados podemos estimar de una forma más explícita el efecto físico de la riada. La presión hidrodinámica es la variable que mide el impacto de inundaciones relámpago en cálculos hidráulicos. No se conocen antecedentes de su aplicación explícita en evaluaciones de riesgo de inundación en España.

La presión hidrodinámica (P) expresa la fuerza destructiva de una corriente. La intensidad de este fenómeno físico depende de dos factores: la densidad del fluido (df, en kg/m³) y su velocidad (v).  Se mide en Pascales (Pa), unidad que expresa la presión ejercida por una fuerza de 1 Newton sobre una superficie de 1 m², y se calcula así: P= 0,5*df*v². Por tanto, es proporcional a la densidad del agua y al cuadrado de su velocidad (si se duplica la velocidad, la presión se multiplica por cuatro). La magnitud de la presión hidrodinámica indica la fuerza de empuje frontal del agua en movimiento que actúa sobre la superficie de cualquier objeto en su trayectoria.

La densidad del agua clara es de aproximadamente 1.000 kg/m³, pero en la riada del 29-O tuvo lugar un ‘flujo barroso’, como se conoce en Geología e Hidrología a este caudal con parte líquida y sólida, es decir, agua con barro. Esto resulta de la alta concentración de limos y arcillas que transporta en suspensión, procedentes de la erosión aguas arriba, sobre todo en su discurrir por el cauce. Según la carga sólida estimada por el CEDEX, la densidad del flujo es 1.187 kg/m³, por cierto, una característica responsable de la deposición de lodo en las áreas inundadas.

Un ejemplo numérico permite visualizar mejor este efecto. Un aumento de la velocidad –ya peligrosa de por sí– provocado por la presencia de un puente puede incrementar la presión hidrodinámica y, con ello, amplificar la fuerza destructiva de la riada. Para un caudal de avenida de unos 4.000 m³/s, la velocidad estimada antes de los tres puentes de Paiporta genera una presión hidrodinámica peligrosa, entre 40 y 80 kPa, aproximadamente. La aceleración del flujo al pasar bajo los puentes elevó esa presión hasta valores aproximados de 70 a 130 kPa, lo que explica en buena parte su efecto devastador.

Para entender mejor la magnitud de estos valores, basta señalar que una presión hidrodinámica de 10 kPa equivale, aproximadamente, a la fuerza ejercida por una tonelada apoyada sobre 1 m² de superficie.

Valores de presión hidrodinámica del orden de 2–5 kPa (para cierres enrollables tipo persiana) o de 10-25 kPa (para otras puertas metálicas de chapa fina) pueden provocar deformación o abolladura –pandeo local– en numerosos locales comerciales y garajes, respectivamente.

Una presión frontal de la corriente de inundación de 50 kPa significa un golpe directo suficiente para agrietar o causar la rotura parcial de muros antiguos de mampostería. Esta presión unida al impacto de vehículos u otros objetos flotantes arrastrados puede arrancar un revestimiento débil de una fachada y ocasionar otros daños relevantes.

 

La Figura 6 ilustra la mayor presión hidrodinámica y por tanto riesgo de daños en el entorno de dos puentes de Paiporta.

En hidráulica de cauces y en gestión de riesgos, lo realmente peligroso no es sólo el valor absoluto de la presión hidrodinámica, sino su incremento relativo respecto a las condiciones normales. El valor absoluto determina la capacidad máxima de impacto del flujo en un punto concreto. Si la presión es muy alta, incluso estructuras bien diseñadas pueden sufrir daños.

El incremento relativo nos indica cuánto cambian las condiciones respecto a lo que estaba adaptado el cauce. El lecho y los taludes del cauce, y las estructuras de un puente están adaptados a unas cargas hidrodinámicas históricas o sin inundaciones relámpago severas. Un aumento excesivo de la presión hidrodinámica puede sobrepasar de repente la resistencia del terreno, incluso si el valor absoluto final no es extremo en términos absolutos.

Por tanto, en el caso de un puente que al obstruir acelera y desvía flujos, el riesgo sobre su entorno inmediato proviene de ambos factores combinados. Si la presión absoluta es alta, el daño potencial es grande, aunque el incremento sea moderado. Si el incremento relativo es muy alto, incluso presiones moderadas pueden provocar daños súbitos en zonas no expuestas habitualmente, como los taludes de los márgenes que normalmente no reciben flujo principal, y por supuesto las personas, mobiliario urbano, vehículos, locales o plantas bajas de edificios de viviendas situados fuera del cauce.

 

La Figura 7 presenta una clasificación del riesgo hidrodinámico de tres puentes de Paiporta considerando la presión asociada a tres caudales de avenida altos (2.000, 3.000 y 4.000 m³/s) y la densidad del flujo barroso del 29-O. Muestra que las presiones hidrodinámicas que se alcanzan representan la existencia de un riesgo alto a crítico en el área urbana. También muestra cómo la presencia de un puente aumenta aún más el riesgo en los tres casos, incrementando esta presión entre un 60% y un 170%, existiendo un riesgo crítico en el puente del metro.

 

Recapitulando, la riada del 29-O supuso un flujo denso y muy destructivo. La crecida rápida del caudal provoca el desbordamiento hacia su entorno, y origina una inundación relámpago. La presencia de un puente actúa como un estrechamiento y barrera hidráulica, generando acumulación de agua y alterando significativamente el régimen de flujo. El resultado inmediato es una sobreelevación del nivel del agua y un aumento de la velocidad justo antes del puente, amplificando la magnitud de la inundación. Bajo el puente, el efecto del estrechamiento es de aceleración, incrementando de forma notable la velocidad y la presión hidrodinámica tanto en el flujo principal que pasa por el puente como en los flujos de desbordamiento adyacentes. En consecuencia, el área urbana del entorno del puente sufre una intensificación de la inundación, con un mayor calado e impacto destructivo más concentrado que en áreas más alejadas. Este efecto se atenúa progresivamente conforme el agua se expande, modulado por la topografía.

Sin duda los puentes exacerbaron el impacto de la inundación relámpago en Paiporta, a lo que se podrían añadir los efectos acumulativos de la sucesión de estos obstáculos en alrededor de 700 m del cauce urbano del barranco del Poyo en esta localidad (Figura 4).

En resumen, durante la riada del 29-O, la presencia de puentes aumentó el riesgo hidrodinámico en el área urbana de Paiporta. La consecuencia fue una amplificación significativa del riesgo preexistente y de la magnitud de la inundación (calado y velocidad), en definitiva, de su potencial destructivo a escala local.

 

Fuerza y riesgo de arrastre de la riada

La avenida torrencial del 29-O causó 228 víctimas mortales, muchas de ellas en áreas urbanas al ser arrastradas por la corriente mientras caminaban o en sus vehículos. A esta trágica cifra hay que sumar la víctima número 229, un bebé nonato de Janine M.R., la joven embarazada de ocho meses fallecida tras ser arrastrada por el agua en un polígono industrial de Riba-roja del Túria.

Una combinación de factores muy violentos provocó la muerte de más del 40% de las personas fuera de su domicilio. Más de la mitad de éstas, probablemente cuando circulaban en vehículos por carreteras y viaductos, como el de la autovía A-3 sobre el barranco del Poyo en Riba-roja, atrapadas en su interior o expulsadas por la brutal fuerza del agua. Las causas de muerte más probables fueron ahogamiento –quizá la principal, en especial donde el calado era alto–, impactos mortales al ser lanzadas por la corriente contra muros, vehículos u otros objetos arrastrados, o aplastamiento.

En regiones con inundaciones relámpago casi la mitad de las víctimas mortales son personas atrapadas en sus vehículos.

Además de las víctimas mortales, 2.641 personas sufrieron heridas de distinta gravedad, como contusiones por golpes por impactos o aplastamientos, cortes, fracturas y otras lesiones. Las más severas se producen cuando la velocidad y el nivel de agua son altos o existen muchos objetos arrastrados como cristales, fragmentos de muros, chapas metálicas, contenedores y otro mobiliario urbano, coches, etc.

Se puede estimar el umbral de calado de una inundación que condiciona el riesgo para las personas debido a la fuerza de arrastre.

Gran parte de los más de 140.000 vehículos dañados quedaron inutilizados por la riada del 29-O, el 85% fueron considerados siniestro total. La mayoría fueron desplazados desde donde estaban aparcados por las aguas con alta velocidad, arrastrados por la riada turbulenta por calles donde quedaron apilados tras la inundación relámpago, o acabaron en barrancos, acequias y campos agrícolas. Es suficiente un alto calado de inundación para causar la flotación de la mayoría de los tipos de vehículos. Un estudio de la Universidad Politécnica de Valencia en Alfafar y Massanassa estima que este riesgo afecta al 80% del área inundada durante grandes riadas (con un periodo de retorno de 500 años).

¿Cuál es el riesgo de arrastre de una riada?, ¿de qué factores depende?, ¿cómo afectan los puentes? Según su fórmula matemática, la fuerza de arrastre es el resultado de multiplicar la presión hidrodinámica por el área expuesta y el coeficiente de arrastre.

El 29-O se alcanzaron caudales y velocidades muy peligrosas. El Cuadro 3 explica de forma detallada la relación entre la fuerza de arrastre, el calado y la velocidad de la corriente, pero también la influencia del tamaño del objeto o persona susceptible de desplazarse por empuje del agua, y de la densidad del agua.

El empuje de la riada se traduce en una fuerza de arrastre que crece mucho cuando el flujo de agua es más rápido. Las altas presiones de los flujos desbordados fueron causantes de arrastres violentos de personas y vehículos que fueron empujados por las calles contra los edificios por una energía cinética muy alta. Los puentes amplificaron notablemente el riesgo de arrastre y contribuyeron a intensificar la magnitud de los daños materiales y probablemente la pérdida de vidas humanas.

Aplicación de IA: calado de la inundación sin ‘efecto puente’

El calado o nivel del agua en la superficie inundada puede predecirse con precisión mediante modelos de Inteligencia Artificial (IA) basados en variables geoespaciales, entre ellas la distancia a los puentes. Así se demostró en Paiporta gracias al primer modelo predictivo de la magnitud de una inundación extrema desarrollado mediante IA en España, en concreto mediante un algoritmo de aprendizaje automático (machine learning) supervisado.

Surge entonces una pregunta clave: ¿Qué ocurriría si no existieran los puentes, o si no se redujera el área de la sección transversal porque fuesen más altos y con un único vano? ¿Sería posible evaluar esta situación hipotética mediante IA y analizar su influencia sobre el calado?

Para responder, diseñamos un método específico de análisis contrafactual. Éste consiste en simular un escenario en el que se elimina virtualmente el ‘efecto puente’. Utilizamos el mismo modelo predictivo de referencia, un algoritmo Random Forest entrenado con datos geoespaciales. En el escenario contrafactual, se mantuvieron constantes todas las variables del conjunto de test, salvo la ‘distancia a obstáculos (puentes) sobre el cauce’, que fue sustituida por su valor máximo posible. Así, la influencia de los puentes se hace mínima y uniforme en todo el territorio municipal.

Después, evaluamos su rendimiento mediante métricas de precisión convencionales, y comparamos el resultado (calado predicho) con el obtenido usando los datos de la variable original. Finalmente, mediante análisis estadísticos, gráficas y mapas evaluamos y visualizamos las diferencias de calado predicho con y sin ‘efecto puente’.

 

Identificamos varias evidencias de que los puentes amplificaron el calado de la inundación en Paiporta el 29-O. En primer lugar, la exclusión del ‘efecto puente’ disminuyó a la mitad la precisión del modelo, explicando alrededor del 50% de la variabilidad espacial del calado en el municipio, y se triplicó el error medio en la predicción. Este empeoramiento del modelo subraya la importancia explicativa del ‘factor puente’ sobre la magnitud de la inundación local.

En segundo lugar, el modelo sin ‘efecto puente’ predice una menor magnitud de la inundación en la mayor parte del municipio, un calado en promedio inferior que con ‘efecto puente’, considerando la distancia a este tipo de obstáculo (Figura 8).

Además, observamos una mayor reducción del calado en los puntos más próximos a los puentes. De hecho, existe una correlación lineal negativa significativa entre la magnitud de la reducción del calado y la distancia a los puentes en el conjunto de datos. La Figura 9 muestra la tendencia promedio de disminución del calado con la distancia ‘con efecto puente’, que el calado predicho siempre es menor y este gradiente se atenúa mucho o no existe sin ‘efecto puente’. Este resultado expresa la consecuencia observada de la influencia de la distancia a los puentes y de su interacción (covariación) con otras variables geoespaciales predictoras.

En resumen, la simulación sin estos obstáculos revela un hecho empírico: una significativa amplificación del calado por la presencia de puentes en la riada extrema del 29-O. Es un resultado innovador que subraya la fiabilidad de la IA aplicada a la evaluación y reducción de la inundabilidad.

Esta evidencia es consistente con los conocimientos hidráulicos, y físicos en general, del efecto de los puentes sobre los flujos de agua. El interés es transcendente porque este conocimiento demuestra una opción relevante para reducir el riesgo local de inundación en áreas urbanas y, en todo caso, mejorar la valoración espacial y gestión del riesgo de inundaciones en los planes de actuación municipal frente a emergencias por avenidas torrenciales extremas.

La simulación con un modelo predictivo de IA es una herramienta útil para el análisis y comprensión del riesgo de inundación relámpago causado por los puentes. Sin embargo, no sustituye una modelización hidráulica ni un análisis completo de la eliminación de los efectos negativos de los puentes. Apoya que el modelo de IA es interpretable y que su respuesta es físicamente plausible, lo cual da confianza para su aplicación en prevención del riesgo local de inundación.

El Marco de Sendai para la Reducción del Riesgo de Desastres de Naciones Unidas promueve la aplicación de la IA para  para mejorar los modelos predictivos de riesgo.

Hidráulica y Ciencia de datos son áreas de conocimiento complementarias y útiles para la toma de decisiones. La predicción con modelos de simulación hidráulica puede ser acertada, y su utilidad es indudable en ausencia de otras alternativas. La predicción con modelos de IA sabemos que es acertada, al menos en un entorno con mismas variables y rangos de datos (dominio de entrenamiento del modelo).

 

Puentes y resiliencia al cambio climático

La Propuesta de Plan para la recuperación y mejora de la resiliencia frente a las inundaciones en el territorio afectado por la DANA en la Comunidad Valenciana del MITECO expresa sobre la inundación de Paiporta que el puente del metro y de la CV-406 “han podido contribuir a sobreelevar aguas arriba el nivel del agua y favorecer el desbordamiento masivo hacia la margen izquierda” [del barranco].

La riada del 29-O dañó o arrastró las estructuras de una docena de puentes y pasarelas sobre el barranco del Poyo (Torrent, Picanya, Paiporta y Catarroja), algunos aún en fase de reconstrucción.

Movilidad sí, seguridad preventiva frente a inundaciones, también. Según el Plan de recuperación y reconstrucción de la Comunidad Valenciana (Plan ENDAVANT), más de 380 puentes sufrieron daños de distinta relevancia por la riada del 29-O. El CEDEX ha identificado 363 puentes y otros obstáculos (obras de drenaje transversal) que pueden alterar el régimen natural de circulación del agua en la cuenca del Poyo.

Es sensato considerar adecuadamente el riesgo hidrodinámico de las riadas para los puentes y el causado por los puentes para la población y espacios urbanos ante la realidad climática actual. Con inundaciones relámpago más frecuentes y severas, promover una menor vulnerabilidad y resiliencia urbana es una necesidad estratégica. El riesgo hidrológico de un puente aumenta en los escenarios de cambio climático más pesimistas. Se ha propuesto que se considere en los mapas y gestión del riesgo de inundaciones.

La adaptación al cambio climático debe incorporar infraestructuras más resistentes a fenómenos hidrometeorológicos extremos y promover la resiliencia, en especial en ambientes urbanos. Pero sobre todo debe evitar o mejorar aquellas que supongan un riesgo relevante en caso de avenidas torrenciales.

Podemos aprender de Haití, uno de los países con mayor riesgo de desastres naturales en el mundo y mayor falta de resiliencia en América Latina y El Caribe. Un programa de reconstrucción y ampliación de carreteras y puentes, financiado por el Banco Interamericano de Desarrollo, el Banco Europeo de Inversiones y la Unión Europea, impulsó la resiliencia ante riesgos climáticos y de desastres. Para 33 puentes tuvo en cuenta en el diseño el calado y velocidad de flujo de modelos hidrológicos con caudales máximos de escenarios futuros. Incorporar el cambio climático es una actividad que debe comprometer a instituciones y técnicos para determinar dónde, cómo y qué infraestructura se planifica y se diseña.

En Europa también se ha propuesto mejorar la seguridad estructural de los puentes para mejorar su resiliencia frente al cambio climático.

Es fundamental diseñar bien los puentes en áreas urbanas, con la mejor capacidad para permitir el paso de grandes caudales de agua, considerando el riesgo de inundaciones. ¿Se puede evitar o reducir su efecto de obstrucción del flujo de agua y de inundabilidad local durante avenidas torrenciales?

Según una propuesta de expertos para restaurar procesos hidrogeomorfológicos y minimizar riesgos, “los puentes problemáticos deberían ser sustituidos por otros de mayor altura [del tablero libre] sobre el cauce y mayor amplitud de vanos”. Añadimos que incluso sería mejor sin ninguna pila o soporte intermedio, si es posible. Con las técnicas actuales de diseño, cálculo y construcción, es una cuestión de fácil solución. También “habría que prohibir el trazado de pistas y caminos dentro de los cauces”.

El Plan ENDAVANT prevé “la elevación de la plataforma del puente para reducir el riesgo de inundación”. También plantea aumentar la resiliencia de las vías de transporte, y específicamente el aumento de la seguridad estructural de los puentes existentes. Sin embargo, sólo menciona actuaciones de reparación y reconstrucción de puentes dañados para promover su seguridad estructural, obviando el riesgo hidrodinámico que causan durante avenidas torrenciales extremas. En riadas de este tipo hay que prevenir daños a las infraestructuras, pero también que estas infraestructuras dañen a la población y los bienes privados y públicos.

En puentes sobre barrancos en la Comunidad Valenciana cuya longitud no suele superar los 100 m, esta opción es posible técnicamente y conveniente para la prevención de riesgos.

Mediante puentes de tablero elevado (como los de arco o atirantados, que concentran la inercia estructural en su parte superior) y con accesos de pendiente suave, se asegura un mayor espacio para el flujo del agua. Los puentes sin gruesas vigas ni apoyos verticales (pilas) en el cauce (de un solo vano), también. Son opciones que deberían ser obligatorias para barrancos con inundaciones relámpago extremas.

Los puentes metálicos en arco son una de las alternativas existentes que deberían considerarse al elaborar los proyectos constructivos. Además, estas alternativas conllevan puentes más robustos, menos vulnerables ante riadas, y son una inversión viable técnicamente. Es posible alcanzar mayor seguridad estructural e hidrológica, y, por tanto, contribuir de forma significativa a la resiliencia urbana.

 

Toma de decisiones informada y reconstrucción

Los puentes son elementos clave en la infraestructura de un territorio, cumpliendo funciones esenciales para la movilidad, la economía y el bienestar social. Para priorizar la seguridad en áreas urbanas es crucial considerar los puentes en la gestión del riesgo de desastres por inundaciones relámpago. Por tanto, es muy conveniente disponer de información apropiada para apoyar la toma de decisiones, en especial en la reconstrucción.

En los cuatro nuevos puentes proyectados por la Generalitat Valenciana en Riba-roja del Túria y Vilamarxant, no consta la consideración del riesgo hidrodinámico, su incremento por el cambio climático, ni tampoco su efecto sobre la inundabilidad de su entorno. Estas actuaciones están concebidas “frente a situaciones de posibles riadas” en el marco de la futura red de parques metropolitanos inundables, que busca “convertirse en una estrategia territorial común para garantizar la seguridad, la calidad de vida y el bienestar de todos los municipios del área metropolitana de València”.

La reconstrucción del puente del metro de Paiporta por FGV es un caso que ilustra cómo su influencia sobre la inundabilidad ha sido completamente ignorada. El puente reconstruido ha mantenido la reducción de la sección del cauce, incluso la ha empeorado ligeramente. El área de la sección del cauce en donde se ubica esta infraestructura (sin puente) era 500 m². En el puente dañado por la riada las estructuras de apoyo redujeron la sección a 304 m² (un 38,8% menos). El puente reconstruido tiene una sección efectiva de 296,82 m² (un 40,3% inferior). Dado que el puente del metro representaba y representa un riesgo hidrodinámico crítico (Figura 7), es un ejemplo de una oportunidad perdida para reducir un riesgo de inundación local.

La toma de decisiones informada, basada en el análisis de riesgos, es esencial para crear entornos seguros y resilientes, donde se puedan anticipar impactos y gestionar emergencias de manera eficiente. El Plan ENDAVANT prevé que el Plan de acción territorial de carácter sectorial sobre prevención del riesgo de inundación en la Comunitat Valenciana (PATRICOVA) integre de forma efectiva los criterios de riesgo en la planificación y ordenación territorial.

El Plan Director de Análisis, Anticipación y Reacción ante Catástrofes Naturales, que resulta de la experiencia de las inundaciones del 29-O, indica que en el análisis de riesgos se debe fomentar “la cooperación entre la comunidad científica, tecnológica, institucional y social, con el fin de traducir el conocimiento existente en medidas concretas de reducción del riesgo”. Este Plan también apuesta por la construcción resiliente, impulsando el diseño y adaptación de las infraestructuras, la planificación territorial basada en riesgo, y la evaluación de riesgos en planificación de infraestructuras.

La propuesta del Gobierno de España para un Pacto de Estado frente a la Emergencia Climática, actualmente en periodo de consulta pública, promueve reforzar los mecanismos de adaptación, respuesta y recuperación de todas las Administraciones Públicas ante eventos extremos. Se fundamenta en el asesoramiento científico, la anticipación y el bien común.

El Compromiso 2 del Pacto, denominado “Respuesta Nacional para la Resiliencia Hídrica”, busca que municipios y ciudades “aumenten su resiliencia frente a inundaciones y sequías”, por ejemplo incorporando criterios obligatorios de resiliencia climática en todas las licitaciones de infraestructuras y limitando la edificación en zonas inundables.

Este artículo constituye una contribución oportuna a los objetivos del Pacto. Se remitirá a la Confederación Hidrográfica del Júcar y a la Generalitat Valenciana, con el fin de fortalecer el análisis del riesgo de inundación de puentes en cauces con avenidas torrenciales, tanto en las autorizaciones administrativas de esa infraestructura como en los planes de gestión del riesgo de inundación de la Comunidad Valenciana.

Por otra parte, es oportuno revisar la planificación y proyectos de puentes, en particular en áreas que sufrieron daños catastróficos y están en proceso de reconstrucción. Por este motivo, el presente artículo también se trasladará al Ayuntamiento de Paiporta, y a las entidades que construyen puentes para distintas vías de transporte en la Comunidad Valenciana (FGV, Adif, Conselleria de Infraestructuras, Medio Ambiente y Territorio, y Diputación de Valencia), y especialmente al Ministerio de Transportes.

Durante la reunión mencionada con la Fundación Matrix, el equipo de gobierno de Paiporta escuchó con atención, y solicitó la presentación que explicaba el riesgo de los puentes sobre la inundación relámpago ocurrida en este municipio. Corresponde a la Administración local tomar las decisiones sobre urbanismo, infraestructuras y prevención del riesgo de inundaciones relámpago, y en concreto sobre las medidas para velar por la seguridad ciudadana y reducir la magnitud de los daños asociados a este tipo de desastres.

Este trabajo se enmarca en una línea de investigación aplicada del proyecto ‘EN PEU’ que combina ciencia de datos, conocimientos de disciplinas ambientales, enfoque ecosistémico, y diseño de herramientas de soporte a la toma de decisiones en prevención del riesgo de inundaciones catastróficas. Sus resultados subrayan la necesidad de considerar el riesgo provocado por los puentes y demuestran la utilidad de algoritmos de IA en la predicción del calado y el riesgo asociado a una inundación relámpago, favoreciendo así una mejor gestión del territorio frente a estos fenómenos extremos, cada vez más intensos y frecuentes en la nueva realidad climática.

Dr. Javier Montalvo*, Profesor de Ecología de la Universidad de Vigo y Director de la Fundación Matrix

Hugo Suárez*, Máster en Bioinformática y Bioestadística, becario del programa de proyectos innovadores de inteligencia artificial de ANFAIA, voluntario de la Fundación Matrix, Investigación y Desarrollo Sostenible

Anderson Univio*, Ingeniero Geógrafo y Ambiental, Máster en Geoinformación, voluntario de la Fundación Matrix

Junior Flores*, Ingeniero de Datos Geoespaciales, voluntario de la Fundación Matrix

Dr. Juan Soria*, Profesor de Ecología de la Universidad de Valencia

Rafael Muñoz*, Ingeniero Agrónomo, Licenciado en Ciencias Ambientales, Doctorando en Biodiversidad de la Universidad de Valencia.

Dr. Carlos Arteaga*, Profesor de Geografía y especialista en inundaciones de la Universidad Autónoma de Madrid

Dr. Jorge Olcina*, Catedrático de Análisis Geográfico Regional de la Universidad de Alicante y responsable del Laboratorio de Climatología

Dra. Samira Khodayar Pardo*, Coordª del Área de Meteorología y Clima del Centro de Estudios Ambientales del Mediterráneo (CEAM), Científica Distinguida de Excelencia de la Generalitat Valenciana

Dra. Carmen Grau*, Investigadora adjunta en el Institute for Sustainable Community and Risk Management de la Universidad de Waseda (Japón), especialista en prevención, gestión y reconstrucción de desastres

* Integrantes del Grupo de Investigación Transdisciplinar en Prevención de Riesgos de Inundaciones Catastróficas (GIT – PRIC)

Fecha de publicación: 4/10/2025

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