Combinación de SIG, modelización hidráulica y seguridad pública: un sistema de alerta temprana para la gestión del riesgo de inundación en la región de Zemgale (Letonia)

La región de Zemgale es un área de tierras bajas, altamente expuesta a inundaciones debido a su terreno plano, densa red fluvial e ineficiencias de drenaje El río Lielupe, uno de los principales ríos de la zona, tiene un curso lento debido al bajo gradiente de su lecho fluvial. La altura de su llanura aluvial no supera un metro por encima del nivel del agua. aguas abajo de Jelgava, el río desciende solo entre 5 y 10 cm por kilómetro, mientras que el lecho del río es mucho más bajo que el nivel medio del mar Báltico. Estas condiciones hacen que el área sea naturalmente propensa a la acumulación de agua, altos niveles de agua subterránea y dificultades de drenaje, especialmente en áreas urbanas como Jelgava y en paisajes rurales planos.

Se espera que el cambio climático exacerbe aún más estas vulnerabilidades existentes relacionadas con las inundaciones. Según el Centro de Medio Ambiente, Geología y Meteorología de Letonia (Ministerio de Protección del Medio Ambiente y Desarrollo Regional, 2019), a finales del siglo XXI (2071-2100), se prevé que las precipitaciones anuales en Letonia aumenten en aproximadamente un 13 % con arreglo al RCP4.5 (escenario intermedio de emisiones de gases de efecto invernadero) y un 16 % con arreglo al RCP8.5 (el peor escenario de emisiones) en comparación con el período de referencia 1961-1990. El mayor aumento estacional se espera en invierno, y se prevé que las precipitaciones aumenten entre un 24 % y un 37 % en el marco del PCR 4,5 y entre un 35 % y un 51 % en el escenario del PCR 8,5 (LIMC, 2017). El Servicio de Cambio Climático de Copernicus (proyecciones C3S, ejecutadas por el ECMWF y accesibles en Climate-ADAPT) también indica un aumento de las precipitaciones extremas tanto en el marco del RCP4.5 como del RCP8.5 (véase, por ejemplo, la precipitación máxima acumulada durante cinco días consecutivos y la precipitación total anual extrema). Investigaciones recientes sobre Zemgale identificaron además los episodios de fuertes lluvias que superan los 30 mm en 24 horas como un peligro importante relacionado con las inundaciones y destacaron que los cambios en los patrones de nieve y deshielo, junto con lluvias más intensas, pueden aumentar el riesgo de inundaciones fluviales y pluviales en la región (Veidemane et al., 2026).

Julio de 2024 fue el tercer mes de julio más lluvioso en el registro observacional de Letonia, con 132,1 mm de precipitación, un 75 % por encima de la norma mensual (LVاMC, resumen del régimen fluvial letón de julio de 2024). En Jelgava, las lluvias prolongadas pueden causar inundaciones y daños a la infraestructura, mientras que la baja topografía y las altas capas freáticas hacen que los sistemas de drenaje y aguas pluviales sean difíciles de operar. En las zonas rurales, estos acontecimientos pueden afectar a los asentamientos, las aldeas y las tierras agrícolas fértiles, que desempeñan un papel importante en la economía regional.

El desafío no es solo reducir la exposición a las inundaciones, sino también aumentar la preparación, la precisión de las previsiones y la capacidad de respuesta institucional. Los eventos de lluvia extrema a menudo son a corto plazo y espacialmente localizados, lo que dificulta la predicción y reduce los tiempos de advertencia. Al mismo tiempo, la modelización de inundaciones en una cuenca plana con una red hidrográfica compleja es técnicamente exigente. La precisión de las previsiones depende de la disponibilidad y la calidad de los datos meteorológicos e hidrológicos, de la modelización del terreno y del lecho del río y de la capacidad de procesar la información rápidamente.

Otro desafío es la necesidad de pasar de un enfoque de alerta temprana local y parcialmente manual a un sistema regional, automatizado y coordinado. La experiencia de la ciudad de Jelgava proporciona un punto de partida práctico. Sin embargo, la ampliación regional requiere una mejor integración de los datos, la cooperación entre los municipios y los organismos nacionales de supervisión, los conocimientos técnicos y la confianza pública. Las falsas alarmas o los acontecimientos perdidos podrían socavar la confianza de los ciudadanos en el sistema. Por esta razón, la medida de adaptación se centra en mejorar la predicción de inundaciones, automatizar los flujos de datos y proporcionar información oportuna a nivel de propiedad tanto a las autoridades públicas como a los residentes.

El caso se enmarca en el marco político europeo y letón sobre gestión del riesgo de inundación, adaptación al cambio climático y protección civil. A escala de la UE, la Directiva sobre inundaciones establece un marco común para evaluar y gestionar los riesgos de inundación, exigiendo a los Estados miembros que elaboren mapas de peligro de inundación, mapas de riesgo de inundación y planes de gestión del riesgo de inundación. Estos planes deben abordar la prevención, la protección y la preparación, incluidos los sistemas de previsión y alerta temprana de inundaciones.

En Letonia, la gestión del riesgo de inundación se lleva a cabo a través de planes de gestión de cuencas hidrográficas y de gestión del riesgo de inundación. Para el período de planificación 2022-2027, Letonia ha elaborado planes integrados de gestión de cuencas hidrográficas y de gestión del riesgo de inundación para las demarcaciones hidrográficas de Daugava, Gauja, Lielupe y Venta. Estos planes identifican las áreas de riesgo de inundación, los posibles daños y pérdidas por inundación, e incluyen programas de medidas para la prevención de inundaciones y la reducción del riesgo de inundación. Esto es directamente relevante para Zemgale, que está atravesado por los sistemas fluviales Lielupe y Daugava.

El Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático de Letonia hasta 2030 proporciona el marco nacional de adaptación al cambio climático. El plan identifica los riesgos relacionados con el clima para la protección civil y la gestión de desastres, incluidas las precipitaciones extremas, los cambios en la escorrentía de los ríos y los riesgos relacionados con las inundaciones. También incluye indicaciones específicas sobre los sistemas de alerta temprana. Afirma que la alerta temprana debe ser receptiva, actualizarse periódicamente y ser capaz de garantizar una modelización de alta resolución para pronosticar los impactos de las condiciones climáticas extremas.

La medida también es coherente con el marco de protección civil de Letonia. En virtud de la Ley de Protección Civil y Gestión de Desastres, la evaluación del riesgo de desastres incluye la identificación, el análisis y la evaluación del riesgo. La ley reconoce el derecho de las personas a recibir alertas tempranas y recomendaciones sobre cómo actuar en caso de desastre o amenaza. En este contexto, un sistema de alerta temprana de inundaciones apoya tanto la preparación institucional como la comunicación pública de riesgos.

A nivel regional, el Programa de Desarrollo de la Región de Planificación de Zemgale 2021-2027 y el Plan de Adaptación al Cambio Climático de la Región de Planificación de Zemgale hasta 2030 proporcionan el contexto de planificación para la adaptación regional al cambio climático.

El principal objetivo de la medida es mejorar la preparación para la gestión del riesgo de inundación en la región de Zemgale mediante la ampliación del sistema local de alerta temprana de inundaciones en la ciudad de Jelgava al nivel regional y la introducción de modelos predictivos de inundaciones. La medida apoya las alertas tempranas de inundaciones, la toma de decisiones y la protección civil a través de un sistema regional para el intercambio y análisis de información en tiempo real.

Un objetivo específico es permitir la evaluación de los riesgos de inundación antes de que ocurra un evento y proporcionar a las instituciones públicas y a los ciudadanos la información necesaria para seleccionar las medidas adecuadas para proteger eficazmente a las personas, la salud, el medio ambiente y las actividades económicas.

El sistema también mejora la cooperación entre los municipios y los organismos nacionales de supervisión, amplía el sistema de alerta temprana del riesgo de inundación a toda la región y mejora la comunicación con los responsables de la toma de decisiones y los ciudadanos.

La solución de adaptación consiste en un Sistema de Alerta Temprana para la Gestión del Riesgo de Inundación. Combina la modelización de inundaciones (modelo hidráulico HEC-RAS) con información basada en el Sistema de Información Geográfica (SIG), incluidos datos geométricos del terreno y los ríos, previsiones hidrológicas, datos catastrales y de direcciones, y mapas de inundaciones, junto con funcionalidades de apoyo a la toma de decisiones y alerta (IMPETUS, prestación D4.3 – Permitir un cambio rápido y de gran alcance mediante tecnologías innovadoras).

El sistema ha sido diseñado para abordar los desafíos relacionados con la predicción del riesgo de inundación y la preparación en una región caracterizada por un terreno plano y una dinámica hidrológica compleja. El sistema utiliza el modelo hidráulico HEC-RAS 2D para simular el flujo de agua en dos dimensiones. Este modelo se utiliza para el modelado y pronóstico de inundaciones y se puede integrar con GIS, apoyando el procesamiento y visualización de datos. El sistema lee automáticamente los datos de las previsiones hidrológicas del sistema de previsiones del Centro Letón de Medio Ambiente, Geología y Meteorología.

Los resultados de la modelización se utilizan para identificar posibles zonas inundables. El sistema no solo apoya la toma de decisiones institucionales, sino que también informa directamente a la población, contribuyendo a mejorar la preparación y la capacidad de respuesta. Actualmente cubre aproximadamente 93.000 hogares (alrededor de 225.000 residentes) en la región de Zemgale.

La aplicación web tiene una gran relevancia social, ya que permite a los residentes registrarse y seleccionar hasta tres lugares, como un hogar, un lugar de trabajo o una escuela infantil, para recibir alertas específicas sobre posibles inundaciones.

El sistema actualmente puede predecir inundaciones de uno a dos días antes de que ocurran. Cuando se identifica un riesgo, se alerta a los expertos capacitados. Monitorean la situación, utilizando drones cuando es necesario para capturar imágenes en tiempo real de áreas amenazadas. Estas imágenes se comparten con la Comisión de Protección Civil del territorio de cooperación afectado, que también es responsable de preparar los planes locales de protección civil, esta comisión evalúa el riesgo y decide si prepara puntos y procedimientos de evacuación o continúa monitoreando si la amenaza es limitada.

Además de abordar emergencias, el sistema almacena datos de inundaciones que son relevantes para el análisis a largo plazo. En un futuro próximo, esto permitirá a las autoridades evaluar con qué frecuencia ocurren las inundaciones, qué áreas se ven más afectadas y cómo cambian los riesgos con el tiempo. Estas ideas se incorporan al Plan de Adaptación al Cambio Climático de Jelgava, que se desarrolló en paralelo y en coordinación con el sistema de alerta temprana. Se espera que el plan oriente las opciones futuras para la gestión de inundaciones. Estas opciones incluyen soluciones basadas en la naturaleza, como la restauración de humedales.

Se prevé una futura ampliación del sistema de alerta temprana. Esto puede hacerse a través de algoritmos basados en la IA conectados con el sistema nacional de seguimiento y otras bases de datos. La IA puede integrar múltiples fuentes de datos y procesos de modelización en un sistema coherente capaz de simular inundaciones durante períodos prolongados y con una alta resolución espacial.

Al mismo tiempo, el sistema es flexible. Basado en la experiencia previa en Jelgava, está diseñado para ser mejorado aún más y potencialmente escalado. Los posibles desarrollos futuros incluyen extender el sistema al nivel nacional y mejorar las capacidades de modelización para abordar las inundaciones inducidas por las lluvias más allá de los contextos fluviales. Otro posible desarrollo futuro podría ser hacer que los conjuntos de datos actualizados sean accesibles como datos abiertos para los expertos y la sociedad.

Sin embargo, la robustez del sistema está influenciada actualmente por las limitaciones en la precisión del pronóstico. Estos dependen de la calidad de los datos meteorológicos, la representación del terreno y las suposiciones hidrológicas.

Desde que el sistema entró en funcionamiento en 2025, aún no se dispone de datos de seguimiento sobre su uso real por parte de residentes e instituciones, junto con su rendimiento. Sin embargo, estarán disponibles en una etapa posterior, una vez que el sistema haya sido probado durante un período de funcionamiento suficiente. Hasta la fecha, el sistema se ha validado mediante simulaciones, evaluando su funcionalidad y rendimiento en escenarios de inundación modelados.

El sistema de alerta temprana requiere un refinamiento y mantenimiento continuos, en particular en relación con:

• mejorar la calidad y la densidad de los datos de entrada (por ejemplo, estudios del lecho del río, sensores),
• calibración de modelos hidrológicos e hidráulicos,
• Optimización de la configuración numérica para equilibrar la precisión y el costo computacional.

Estos aspectos indican que la calidad de la solución no es estática. Requiere actualizaciones técnicas continuas para mantener y mejorar el rendimiento a lo largo del tiempo.

El sistema de alerta temprana es el resultado de la colaboración entre varios actores. El Centro Digital Jelgava es una institución digital municipal que coordina los procesos de protección civil y desarrolló la aplicación web que actúa como sistema de alerta temprana para el público. La Región de Planificación de Zemgale es una institución que abarca seis municipios y coordina la planificación del desarrollo regional y la adaptación al cambio climático bajo la supervisión del Ministerio de Protección Ambiental y Desarrollo Regional. Fue responsable del desarrollo del modelo hidráulico HEC-RAS 2D. El Centro Letón de Medio Ambiente, Geología y Meteorología recopila, almacena y proporciona información ambiental, incluidos los datos meteorológicos e hidrológicos utilizados por el modelo para predecir las zonas inundables. El Foro del Medio Ambiente del Báltico trabaja en la interfaz entre la ciencia, la sociedad civil, la política y la administración. Coordinó la participación de las partes interesadas en el desarrollo del sistema de alerta temprana y el plan de adaptación.

La participación de las partes interesadas ha sido fundamental para el desarrollo del sistema de alerta temprana de inundaciones. En la estrategia de participación de las partes interesadas participaron grupos que representaban categorías de «cuádruple hélice» (académica, gubernamental, industrial y comunitaria) e incluían representantes de instituciones y organizaciones locales, regionales y nacionales. El proceso incluyó informar, colaborar, intercambiar información, consultar y co-crear la solución. También se consultó e implicó a expertos de diversos ámbitos en el intercambio de información sobre la predicción del riesgo de inundación.

Factores de éxito

Varios factores apoyaron el desarrollo y la aplicación del sistema de alerta temprana. Estos incluyen el gran interés de las partes interesadas locales y regionales en mejorar la gestión del riesgo de inundación, la creciente sensibilización sobre los riesgos de inundación relacionados con el clima y la disponibilidad de ejemplos de buenas prácticas, como los gemelos digitales.

Un factor facilitador clave es la cooperación entre el Centro Digital de Jelgava, la Región de Planificación de Zemgale, el Centro Letón de Medio Ambiente, Geología y Meteorología y el Foro Medioambiental del Báltico. El sistema también se basa en la aplicación basada en sensores que ya está en funcionamiento en la ciudad de Jelgava. Este sistema de alerta inicial se basó principalmente en sensores fluviales para medir los niveles de agua y un mecanismo de notificación simple para alertar a los residentes. Si bien este enfoque demostró ser valioso a nivel local, su funcionalidad tenía un alcance limitado y carecía de capacidad predictiva. Esta experiencia previa proporcionó una base técnica y de conocimientos consolidada para extender el sistema a la región más amplia de Zemgale.

La solución tiene un claro potencial de ampliación. Está diseñado para extenderse desde la ciudad de Jelgava hasta el nivel regional de Zemgale y para conectarse con la red nacional de monitoreo. La experiencia adquirida a través del proyecto, incluido el manual, también puede ayudar a otros municipios a establecer y poner en funcionamiento sistemas de alerta temprana de inundaciones.

Factores limitantes

Al mismo tiempo, persisten algunos factores limitantes. Se refieren principalmente a la disponibilidad de datos, la cooperación con los municipios, la capacidad técnica y la confianza pública. Los posibles obstáculos incluyen conjuntos de datos incompletos y dificultades para llegar a un acuerdo con los municipios locales sobre el almacenamiento de datos y los servicios conexos.

La disponibilidad limitada de expertos altamente cualificados para operar sistemas de predicción basados en HEC-RAS a nivel municipal también puede condicionar su funcionamiento, junto con su dependencia de fuentes de datos externas basadas en SIG. La desconfianza entre los residentes locales hacia las advertencias recibidas a través del sistema de alerta temprana también es posible, especialmente si se generan falsas alarmas.

La acción ha recibido financiación del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea (proyecto IMPETUS). No se dispone de información sobre los costes específicos de la medida

El principal beneficio es la extensión de la información de alerta temprana a un gran número de residentes y hogares. El sistema abarca aproximadamente 93.000 hogares, lo que corresponde a unos 225.000 residentes en la región de Zemgale. Por lo tanto, la medida no se limita a los usuarios institucionales, sino que apoya directamente la preparación pública ayudando a los residentes y a las autoridades a recibir información específica antes de las inundaciones. Permitir a los ciudadanos seleccionar ubicaciones específicas para alertas específicas, como escuelas, hogares o lugares de trabajo, proporciona un claro valor social al abordar directamente las necesidades de la comunidad.

Desde una perspectiva económica, la pertinencia de la medida está vinculada al papel de Zemgale en la economía letona y a la exposición de las zonas urbanas y rurales a las inundaciones. En 2023, Zemgale generó 3 100 millones EUR del PIB, lo que corresponde al 7,8 % del PIB de Letonia, con un PIB per cápita de 13 626 EUR. Sobre la base de la alta fertilidad del suelo, la región tiene un fuerte perfil agrícola y bioeconómico. Por lo tanto, la mejora de la alerta de inundaciones no solo puede apoyar la protección de los hogares, las infraestructuras y los servicios públicos. También beneficia a las actividades económicas, incluidas la agricultura y las cadenas de valor relacionadas con la alimentación.

La medida proporciona beneficios para la planificación pública y las decisiones de inversión. Al mejorar la disponibilidad de información sobre el riesgo de inundación, puede ayudar a los municipios y a las autoridades regionales a priorizar las acciones de preparación, la respuesta de emergencia y las futuras medidas de adaptación. Con el tiempo, la recopilación y el uso de datos relacionados con las inundaciones pueden ayudar a comprender mejor la frecuencia de las inundaciones, las áreas expuestas y los patrones de riesgo cambiantes. Esto ayudaría a orientar la planificación de la adaptación al cambio climático y la selección de medidas estructurales o basadas en la naturaleza adecuadas.

El sistema de alerta temprana se desarrolló a lo largo de los cuatro años del proyecto IMPETUS, financiado en el marco de Horizonte 2020 de la UE (2022-2025) y finalizó en consecuencia con el tiempo previsto para el proyecto.

Dado que la medida es un servicio digital y operativo, su vida útil debe entenderse como continua y no limitada a un período predefinido.

Se espera que el sistema siga funcionando mientras las autoridades responsables lo mantengan, actualicen y utilicen. Su continuidad depende del mantenimiento técnico periódico, la actualización de los datos y modelos de entrada y la coordinación entre las instituciones involucradas. Con el tiempo, el sistema puede mejorarse aún más para aumentar la precisión del pronóstico o adaptar sus funcionalidades a las necesidades cambiantes.

Marija Stocka
Manager at Project Management Division
Information Technology Development Department, Jelgava City Municipality Institution “Jelgava Digital Centre”

Mārīte Ieviņa
Head of Project Management Division
Information Technology Development Department, Jelgava City Municipality Institution “Jelgava Digital Centre”

jdc@jelgava.lv

Manual de conocimientos técnicos para las partes interesadas sobre alerta temprana en caso de inundaciones

Vías de adaptación para hacer frente al riesgo de inundación inducido por el cambio climático en la región de Zemgale (Letonia)

Plan de adaptación al cambio climático en la región de Zemgale