1.1. Puesta en valor de la hidrología moderna


Fig. Primera corrida satisfactoria del reconocido modelo HBV (Berström, 1976) en 1972 (izquierda). Punto de calibración empleado en la cuenca experimental Tivsjön en el norte de Suecia (derecha). (Fuente: HEPEX/IRSTEA) 

Autor: Pedro Rau

Los inicios de la hidrología aplicada se remontan desde hace mas de 4000 años, con el legado de las construcciones hidráulicas egipcias, asi como el legado de decenas de culturas alrededor del mundo y la cosmovisión propia del agua en cada una de ellas. Posteriormente los griegos otorgaron la interpretación filosófica del ciclo del agua y asi sucesivamente pasando por la edad media en donde se retoma el enfoque contemplativo del agua, hasta llegar al renacimiento. Es decir mas de 3500 años después, para que alguien realice las primeras mediciones in-situ con un objetivo puramente hidrológico.

De esta forma Pierre Perrault (1611-1680) es considerado como el precursor de la hidrología cientifica al realizar un balance hídrico en unidades francesas antiguas, en una pequeña cuenca de la localidad de Bar-sur-Seine (Francia). Sus cálculos e interpretaciones se encuentran plasmados en su libro: L'origine des fontaines (El origen de las fuentes, en francés) en donde la principal contribución fue el concepto de lluvia incidental o efectiva, es decir que la descarga de un río solo representa una "porción" de la lluvia (Perrault, 1674).

Dos siglos después, en 1851 sale a la luz la primera publicación de caracter científico desde la famosa escuela irlandesa en aquel entonces. Se trata de Thomas Mulvany (1822-1892), quien propone el concepto de la fórmula racional (usada hasta hoy en día) para la estimación de la descarga desde un área de drenaje a partir de la precipitación. Esto se encuentra plasmado en su artículo: "On the use of self-registering rain and flood gauges in making observations of the relations of rain fall and of flood discharges in a given catchment" (Sobre el uso de un registro propio de estaciones de lluvia y caudales para la observación de las relaciones de lluvia y descarga de crecidas en una cuenca dada, en inglés), publicado en la revista Proceedings of the Institution of Civil Engineers of Ireland (Mulvany, 1851). Esto marcó el inicio de la hidrología moderna caracterizada por su acelerado desarrollo, pero vale mencionar que hasta ese entonces, la hidrología solo era considerada como una rama de la geografía y especialmente como una herramienta para la hidráulica, gracias a la cual la humanidad intentaba dar solución a la problemática del agua. Esto se vería reflejado en un libro que es considerado como el pionero de las ciencias hidrológicas, el cual consistio de solo un capítulo en la sección "Ingeniería del Agua" del libro: Handbuch der Ingenieurwissenschaften in fünf teilen (Manual de ciencias de ingeniería en cinco tomos, en alemán), editado por Johan Bubendey en 1911 (Bubendey et al, 1911).

Fig. Publicidad del libro:
Applied Hydrology
(Linsley et al, 1949)
En 1931, la escuela americana define por primera vez a la hidrología como una ciencia de estudio, gracias al reporte de Robert Horton titulado: The field, scope, and status of the science of hydrology (El campo, alcance y estatus de la ciencia de la hidrología, en inglés) publicado en la revista Eos Transactions (Horton, 1931). Sin embargo, no será hasta 1972, fecha en que la hidrología asume la necesidad del estudio del agua como recurso natural y la importancia de su correcta gestión, a través de la Declaracion de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente Humano, celebrado en Estocolmo, Suecia (ONU, 1972). Durante el periodo de la hidrología moderna, se tuvo la libertad de desarrollar el campo de la hidrología como ciencia única, pero siempre alimentándose de otras ramas como la hidrogeología (e.g. muchos libros consideraban a la hidrología solamente como el estudio de las aguas subterráneas) y reforzándose a través de las experiencias en proyectos de agua alrededor del mundo. No en vano hasta cerca de 1990, el 90% de la bibliografía en hidrología estaba escrito por ingenieros hidráulicos y para ingenieros hidráulicos. Otros idiomas como el inglés principalmente, el francés o alemán prevalecieron en la literatura durante este periodo de gran producción. Resaltar el trabajo sobre el Hidrograma Unitario de LeRoy Sherman publicado en 1932 en el Eos Transactions (Sherman, 1932) las Ecuaciones de Flujo Subterráneo por Lorenzo Richards publicado en 1931 en el Journal of Applied Physics (Richards, 1931), las Características de las Cuencas de Drenaje por Robert Horton (Horton, 1932) y la teoria de la infiltración (Horton, 1933) ambos en el Eos Transactions, el Periodo de Retorno de Caudales por Emil Gumbel publicado en 1941 en el Annals of Mathematical Statistics (Gumbel, 1941) y otros trabajos hitos que se encuentran compilados en diferentes obras y compendios. Si hay algo que destacar también es el trabajo de los ingenieros Ray Linsley y Norman Crawford quienes en 1960 lograron obtener la primera serie sintética de caudales por computador a través de la primera versión del modelo SWM (Stanford Watershed Model) marcando un hito en la modelación hidrológica mediante el uso de herramientas informáticas (Linsley y Crawford, 1960). Recordar que Ray Linsley (1917-1990) publicó uno de los primeros libros destacados sobre hidrología; lo llamo Applied Hydrology (Hidrología Aplicada) y fue publicado en 1949 (ver imagen publicidad en la revista Weatherwise de la epoca).

Se podria mencionar a mas hidrólogos eminentes y esto actualmente forma parte de proyectos independientes con el objetivo de poner en valor la historia asociada a ellos, sus obras y sus escuelas. Entre ellos tenemos a: El Wiki de la Historia de la Hidrología (en inglés) con biografías de los grandes hidrólogos (abierta a la colaboración). El proyecto abierto VHP (Hidrólogos Virtuales, en inglés) de la AGU, el cual contiene las biografías, obras integramente descargables. Asi como una serie de videos-entrevistas de la EGU.

Fig. Integrador de caudales o hidroplanimetro para curvas de descarga, cálculo de caudales y volúmenes (USGS, 1949). La tecnología fue determinante en el desarrollo de la hidrología.  

Desde el contexto peruano, aún no existe ninguna iniciativa semejante en la web, tampoco lo hay en idioma español, razón por la cual desde este espacio se pretende continuar esas iniciativas incluyendo la experiencia local y ayudando a la difusión en nuestro idioma.

Se sabe que los libros en español mas conocidos sobre hidrología, fueron aquellos traducidos desde el inglés, como el clásico: "Hidrología para Ingenieros" de Ray Linsley a fines de los setentas (Linsley et al, 1977), o el reconocido "Hidrología Aplicada" de Ven Te Chow, traducido a inicios de los noventas (Chow et al, 1994). Sin dejar de mencionar los libros "Manual de Hidrologia" del autor español Manuel Heras en 1972 (Heras, 1972), e "Hidrología Subterránea" de los autores españoles Emilio Custodio y Manuel Llamas (Custodio y Llamas, 1976). En Perú, los primeros libros de hidrología con un ligero aporte al contexto local, surgieron a inicios de los noventas, sin embargo asi como en los inicios de la hidrología moderna, desde mucho antes siempre estuvo ligado a la infraestructura hidráulica. En 1945 se inicio el Plan Nacional de Irrigaciones y Mejoramiento de Riego, sentando las bases para la construcción sin precedentes de los mega proyectos hidráulicos en la Costa Peruana desde 1948 (e.g. la presa mas antigua: San Lorenzo de 258 Hm3 inaugurado en 1959 o la presa mas grande: Poechos de 1000 Hm3 construído desde 1970), con lo cual se definen las bases de una escuela hidráulica-hidrólogica peruana basada estrechamente en la experiencia y que continua muy arraigada hasta hoy en dia.

La hidrología siempre ha sido una ciencia aplicada. Si durante el periodo "moderno"  pudo desarrollarse a niveles impresionantes debido a las necesidades urgentes de la ingeniería hidráulica, actualmente la hidrología "contemporánea" se ha visto inmersa en "un cuello de botella", debido a los pocos aportes concretos a esta "ciencia única" (artículo recomendado de Klemes, 1986). El recurso "agua" sea tal vez difícil de englobarlo en una sola ciencia, sino que éste fluye hacia muchas ciencias, razón por la cual la complementaridad con demás especialidades se hace necesario.

Por ello, la hidrología moderna, quedará como un periodo llamado el "siglo de las luces" de la hidrología, mucho por aprender, resaltar, re-asimilar y por supuesto difundirla.

Ref:

Bergstrom, S. 1976. Development and Application of a Conceptual Runoff Model for Scandinavian Catchments. SMHI, Reports RHO, 7.

Bubendey JF, Gerhardt P, Franzius L, Jasmund R. 1911. Handbuch der Ingenieurwissenschaften: Teil 3. Der Wasserbau. Die Gewässerkunde. Leipzig. Engelmann.

Custodio E, Llamas MR. 1976. Hidrologia Subterranea I/II. Editorial: Omega.

Chow VT, Maidment DR, Mays LW. 1994. Hidrologia aplicada. Mc Graw Hill.

Gumbel EJ. 1941. The return period of flood flows. The Annals of Mathematical Statistics, 12, 163–190.

Heras R. 1972. Manual de hidrologia. Centro de Estudios Hidrográficos. Madrid.

Horton RE. 1931. The field, scope, and status of the science of hydrology. Eos Transactions. American Geophysical Union AGU. 12(1),189-202.

Horton RE. 1932. Drainage Basin Characteristics. Transactions, American Geophysical Union, 13, 350-361.

Horton RE. 1933, The Role of infiltration in the hydrologic cycle, Eos Trans. AGU, 14(1),446-460,

Klemeš V. 1986, Dilettantism in hydrology: Transition or destiny?, Water Resour. Res., 22( 9S), 177S– 188S.

Linsley RK, Crawford NH. 1960. Computation of a synthetic streamflow record on a digital computer. International Association of Scientific Hydrology. Pub 51:526-538.

Linsley R, Kohler M. Paulhus J. 1977. Hidrologia para ingenieros. McGraw-Hill.

Linsley R, Kohler M. Paulhus J. 1949. Applied Hydrology. McGraw-Hill, New York.

Mulvany TJ. 1851. On the use of self-registering rain and flood gauges in making observations of the relations of rain fall and of flood discharges in a given catchment, Proceedings of Institution of Civil Engineers of Ireland, 4, 18-33.

ONU. Informe de la conferencia de las Naciones Unidas sobre el medio humano. en Estocolmo, 5-16 de junio 1972. New York 1973.

Perrault P. 1674. De l'origine des fontaines. Pierre le Petit imprimeur, Paris.

Richards LA. 1931. Capillary conduction of liquids through porous medium. Physics 1: 318– 333.

Sherman LK. 1932. The relation of hydrographs of runoff to size and character of drainage-basins, Eos Transactions. American Geophysical Union AGU 13(1),332-339.