Conoce los primeros resultados del sistema de monitoreo y anticipación de la resiliencia Costera en Chile

Con la presencia de representantes de la subsecretaría regional del Ministerio del Medio Ambiente, el Gobierno Regional de O’higgins y el Alcalde de Pichilemu, entre otras reparticiones públicas, Rodrigo Cienfuegos, director de CIGIDEN y académico UC, dio a conocer los primeros resultados obtenidos de la aplicación de la plataforma SIMONA Costa. 

El director del Centro de Investigación para la Gestión Integrada del Riesgo de Desastres (CIGIDEN) y académico del Departamento Ingeniería Hidráulica y Ambiental UC, Rodrigo Cienfuegos, presentó los primeros resultados del “Sistema de Monitoreo y Anticipación de la Resiliencia Costera; SIMONA Costa”, durante el Seminario “Adaptación hidrodinámica de estuarios: caso laguna Cáhuil”.

“Este proyecto está conceptualizado, a partir de las problemáticas que tienen que ver con la aceleración de las externalidades o efectos no deseados,  en los sistemas costeros que están asociados al Cambio Climático”, explicó el científico, ahondando además, en los cambios socioambientales que afectan están las partes bajas de las cuencas.

Con una visión a largo plazo, SIMONACosta, es un sistema que analiza imágenes de video de la costa -específicamente en el sector donde confluyen el estero Nilahue con el mar en la comuna de Pichilemu- observando la propagación de olas y rompientes, los sobrepasos por marejadas, la línea de playa y la evolución de la boca de la Laguna Cáhuil, entre otras características.

El proyecto busca además incorporar una visión integrada de la cuenca, tomando en cuenta la interconexión desde la cordillera de la costa hasta el mar, lo que a juicio de Rodrigo Cienfuegos, es un cambio de paradigma importante, ya que “para ver lo que sucede en la desembocadura, tenemos que analizar lo que sucede aguas arriba”, según expresó.

“Podemos capturar lo que pasa en la costa, en varias imágenes por segundo que son proyectadas a coordenadas reales generando datos georeferenciados de alta resolución”, detalló el investigador.

Pronósticos de oleajes, mareas y corrientes 

SIMONACosta está conceptualizado para además de capturar y procesar información en tiempo real, pueda en el futuro generar pronósticos a 7 días a partir de modelaciones oceanográficas, hidrológicas e hidráulicas, con el fin de anticipar condiciones de peligro para las personas y ayudar a mejorar la gestión de la barra en sistemas de humedales costeros.

Para esto, el grupo de expertas y expertos, liderado por Cienfuegos, ha probado algoritmos de visión de máquina con inteligencia artificial (IA) para detectar elementos de interés a partir de los videos. La IA se va entrenando para identificar los diversos componentes que se encuentran en la playa o zona de desembocadura.

“Estamos aprovechando estas capacidades para extraer información que es inaccesible de otra forma, a partir de una fuente inagotable de datos que estamos aprendiendo a manejar”, dijo el director de CIGIDEN.

Asimismo, Cienfuegos expresó que tener este tipo de información -continua y sistematizada en tiempo casi real- se transformará en un recurso indispensable para la toma de decisiones respecto a la Gestión Integrada de la Cuenca y los sistemas de humedales en su desembocadura.

“Efectos de las apertura mecanizadas de la barra y las marejadas sobre la oxigenación del humedal”

En la zona de la desembocadura, donde se encuentra el humedal laguna Cáhuil, las y los expertos de SIMONA también identificaron que en verano de 2023, las aperturas mecanizadas dispuestas por el Municipio de Pichilemu tuvieron un efecto positivo sobre la oxigenación de la laguna, sin embargo muy poco sobre la concentración de salinidad. De hecho ese verano, se observó una leve disminución de la salinidad que podría ser explicado por aportes de agua dulce desde aguas arriba.

Por otro lado, en los meses de mayo y junio de 2023, se observaron sobrepasos esporádicos de marejadas sobre la barra, alcanzando la laguna durante las mareas más altas. “Esto tuvo alguna influencia sobre la mezcla y la oxigenación de la laguna que sería útil para mejorar la salud del humedal.”

A partir de las imágenes capturadas por SIMONA, se pudo constatar cuáles son las condiciones en las que estas “marejadas altas y largas pueden ser eventos peligrosos para las personas”, explicó Cienfuegos.

Ilustración de las interacciones naturales y antrópicas de una cuenca. Fuente: USGS.

¿Qué pasa “aguas arriba»? 

SIMONA es un proyecto ANID-FONDEF en el que trabaja un equipo multidisciplinario de expertas y expertos pertenecientes a CIGIDEN, al Centro de Desarrollo Urbano Sustentable (CEDEUS), la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Universidad Santa María, la Universidad de Concepción y el Centro de Energías Marinas (MERIC). Además cuenta con la colaboración del programa GEF Humedales Costeros del PNUD, el Ministerio de Medioambiente, el Municipio de Pichilemu, la fundación Punta de Lobos y Cabañas Piedra Grande en Cáhuil.

El grupo de investigadoras e investigadores, está desarrollando herramientas para medir y pronosticar variables hidrológicas, hidráulicas y oceanográficas con base a una comprensión integrada del funcionamiento de la cuenca aguas arriba. De esta forma se espera contribuir a identificar las dinámicas naturales y los efectos de las decisiones antrópicas sobre el funcionamiento de la parte baja de las cuencas.

En particular se requiere también estudiar el funcionamiento del “Embalse Convento Viejo” que permite regar sectores de la parte alta de la cuenca, especialmente durante el verano.

Los resultados preliminares indican que la estación de medición de caudales de la Dirección General de Aguas (DGA) ubicada aguas arriba en Santa Teresa de Nilahue, ha visto un aumento en los volúmenes escurridos de agua en verano durante la última década. Esto no tendría relación directa con las precipitaciones, por lo que podría haber un efecto asociado a la distribución de agua desde el embalse en época estival.

Cambios topo-batimétricos de la laguna Cáhuil medidos luego del verano 2023, del invierno 2023, y del verano 2024. Se observa la profundización de la laguna por el efecto de las crecidas ocurridas durante el invierno de 2023.

Crecidas del 2023 y resiliencia del sistema natural

SIMONA también pudo capturar las grandes modificaciones que las lluvias del invierno de 2023 produjeron en la desembocadura. La primera inundación ocurrió hacia finales de junio, y “el Municipio dispuso de una apertura preventiva de la barra para aliviar la crecida y las cotas de inundación”, señala Cienfuegos. Está acción fue un ejemplo de cómo opera el protocolo implementado en la laguna Cáhuil gracias al trabajo del Programa GEF Humedales Costeros.

A partir de ese momento, la laguna permaneció conectada con el mar, con un ancho y posición de la desembocadura que fue modulada por las mareas, las lluvias y el oleaje. “Por primera vez en Chile estamos accediendo a datos continuos y de alta resolución que nos permiten entender el funcionamiento de estos sistemas naturales”. La desembocadura fue cerrándose paulatinamente luego del fin de la temporada de lluvias, desconectandose del mar a partir del mes de diciembre de 2023.

SIMONA Costa es una tecnología robusta y resiliente para la operación del sistema de captura y post-proceso automatizado de imágenes de video. Además, la implementación de algoritmos de visión de máquina, está permitiendo identificar diferentes variables de interés, a escalas de tiempo a las que antes no teníamos acceso.

Equipo SIMONA Costa:

Rodrigo Cienfuegos, director de CIGIDEN y académico de Ingeniería UC.

Patricio Catalán, investigador principal de CIGIDEN y académico USM.

Carolina Martínez. Investigadora principal de CIGIDEN, académica de Geografía UC y directora del Observatorio de la Costa UC.

Los profesionales CIGIDEN y geógrafos UC, Malcom Bonet, Nikole Guerrero y Simón Inzunza.

Los investigadores Felipe Lucero y Paola Díaz de MERIC-UC.

Rafael Rencoret, Raimundo Delorenzo y Megan Williams de Ingeniería UC.

Camila Sepúlveda de Geografía UC.

Fernanda Venegas, Raúl Flores y Alvaro Ossa, del Departamento de Obras Civiles USM.

Camila Bastías y Maricarmen Guerra de la Universidad de Concepción.

Pablo Pastén, investigador principal de CEDEUS y académico de Ingeniería UC.