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| Fig 1. Puntos ciegos inundados en la periferia de Lima (2023). Foto: LR |
Lima, una de las capitales más áridas del planeta y otras ciudades ubicadas en climas áridos y semi-áridos, enfrentan una paradoja frecuente: bastan precipitaciones ligeras o moderadas para paralizar avenidas enteras, inundar viviendas y colapsar pasos a desnivel (bypass). No se requieren de lluvias diluviales para que se desencadene el caos, la combinación de un crecimiento urbano acelerado y desordenado con la falta de previsión en infraestructura pluvial, los hace sumamente vulnerables ante eventos extremos exacerbados por el fenómeno El Niño (IGP, 2022), fenómenos raros como el Ciclón Yaku en marzo 2023 o fenómenos atmosféricos cada vez más intensos como las DANAs (Depresión Aislada en Niveles Altos) en agosto 2026.
Desde la perspectiva de la hidrología urbana, el Desarrollo de bajo impacto (LID, en inglés) y las Soluciones basadas en la Naturaleza (SbN) representarían un camino viable para transformar estas urbes. A continuación se desarrollan algunas ideas basadas en investigaciones y casos de estudio donde pude colaborar.
1. El mito de la impermeabilización
Algo común es la sensación de protección con una superficie lisa e impermeabilizada, desde los techos y pisos de concreto, pavimento en las calles y veredas (sin considerar el peligro de las veredas resbaladizas durante las lloviznas en Lima!). La impermeabilización del suelo es la respuesta del por qué lloviznas tan ligeras causan estragos tan graves. Al reemplazar la cobertura natural por concreto, asfalto y techos rígidos, se interrumpe drásticamente el ciclo hidrológico de la zona. En un entorno natural, la lluvia se infiltra, en una "cuenca urbana", el agua corre inmediatamente por la superficie. Esto genera caudales máximos muy elevados y reduce el "tiempo de retardo", es decir, el intervalo entre el inicio de la lluvia y el momento en que las calles se inundan. En un estudio que realizamos en el paso a desnivel de las avenidas Pachacútec y 26 de Noviembre, en Villa María del Triunfo en Lima (Rau et al, 2021), evaluamos esta problemática. Al tener una superficie de pavimento rígido con un coeficiente de escorrentía de 0.9, el 90% del agua de lluvia corre superficialmente en lugar de filtrarse. Bajo condiciones históricas para un periodo de retorno de 100 años, este "bypass" genera un caudal máximo de 34 lt/s y un volumen acumulado de 69.1 m3. Por otro lado, si tomamos en cuenta el futuro bajo escenarios pesimistas de cambio climático al año 2050 (escenario RCP 8.5 del Reporte IPCC AR5), se estimaron incrementos de hasta un 22% en el caudal y un 21% en el volumen de agua. Una infraestructura que ya colapsa hoy en día, enfrentaría presiones aún más severas en las próximas décadas. Un estudio similar fue realizado a nivel del distrito de Piura (Rau et al, 2022), donde los volumenes ante escenarios de cambio climático RCP 8.5, pueden incrementarse hasta en un 87%.
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| Fig 2. Capturas del estudio de Rau et al (2021), paso a desnivel en VMT Lima con el software hydRopUrban (Rau et al. 2026). |
2. El peligro en las laderas
El problema se vuelve crítico cuando analizamos la ocupación de laderas y quebradas secas, zonas propensas a flujos hiperconcentrados (huaicos). En la Quebrada California (Chosica, Lima), una microcuenca de 8.4 km2 con pendientes promedio de 52.8%, la investigación de Escobar et al (2024) mapeó el impacto de la expansión urbana entre los años 2013 y 2022 utilizando herramientas de percepción remota. Mediante el uso combinado del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) y el Índice de Suelo Desnudo (BSI), se logró mapear con precisión el incremento de superficies construídas en la cuenca media y baja. Además, los ensayos de infiltración realizados en campo revelaron que las áreas urbanizadas y de asentamientos humanos presentan una tasa de infiltración significativamente reducida debido a la compactación del suelo y la pavimentación. Esta impermabilización del suelo tiene consecuencias directas: el crecimiento de zonas urbanas elevó la escorrentía y la erosión de sedimentos. Durante tormentas de diseño, la generación de sedimentos en la quebrada se incrementó de 7,848 toneladas en un escenario teórico natural a 8,355 toneladas en el escenario del 2022. Cuando estos grandes volúmenes de lodo y agua no encuentran una sección hidráulica adecuada para ser evacuados debido a la urbanización del cauce, fluyen de manera destructiva hacia el río Rímac. Esto no solo destruye hogares en su paso, sino que colapsa la planta de tratamiento de agua potable de la capital debido a la alta concentración de sedimentos suspendidos, dejando a millones de habitantes sin servicio de agua, tal como aconteció el 2017.
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| Fig 3. Capturas del estudio de Escobar et al (2024) en la Qda California, Chosica, Lima. |
3. De la infraestructura gris a las soluciones basadas en la naturaleza
La ingeniería tradicional ha confiado de forma exclusiva en la "infraestructura gris" (tuberías, canales de concreto y sumideros), diseñada para capturar grandes cantidades de agua de lluvia y evacuarla lo más rápido y más lejos posible. Sin embargo, este enfoque rígido no solo resulta costoso, sino que traslada el problema de la inundación aguas abajo y hasta arrastra contaminantes hacia los ríos y costas. Una alternativa conjunta representa el nuevo paradigma del Desarrollo de Bajo Impacto (LID, Low-Impact Development) y las Soluciones basadas en la Naturaleza (SbN), mostrada en la Figura 4. En lugar de tratar el agua de tormenta como un desecho peligroso, estas metodologías la consideran un recurso valioso que debe capturarse, filtrarse y absorberse en el mismo lugar donde cae, casi imitando el ciclo hidrológico natural. Los modelos LID se fundamentan en principios claros como reducir las superficies pavimentadas, preservar áreas naturales existentes, descentralizar las soluciones de drenaje y ralentizar el flujo del agua para darle tiempo de infiltrarse.
Si bien muchas técnicas provienen de la experiencia en zonas húmedas, hay poca investigación sobre su aplicación en zonas áridas. Por ejemplo en zonas urbanas se podría proponer soluciones como: las zanjas de infiltración rellenas con materiales porosos de alta conductividad hidráulica, jardines de lluvia, biocanales, depresiones topográficas con vegetación nativa y suelos mejorados que capturan el agua de las calles y techos, pavimentos permeables como estructuras porosas que permiten el paso directo del agua al terreno subyacente. En las laderas y cabeceras: la reforestación o revegetación con especies nativas, la construcción de diques transversales para control de cárcavas que ayudan a regular el flujo de agua y evitan la erosión de sedimentos desde su origen.
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| Fig 4. Paradigmas en el diseño hidrológico. Izquierda: Infraestructura gris vs Derecha: LID + Infraestructura natural. (Elaboración propia). |
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