Con el fin de fortalecer la prevención y la gestión del riesgo ante las inundaciones, la Escuela de Ingeniería de Biosistemas desarrolló un estudio pionero que incorporó, por primera vez en el país, tecnologías avanzadas de sensores remotos y software para identificar las características de las cuencas hidrográficas y realizar simulaciones hidrodinámicas. El trabajo toma en consideración el comportamiento reológico del fluido en los distritos de Bagaces, La Fortuna, Mogote, Río Naranjo, Aguas Claras, Bijagua, Canalete y Upala, luego de los efectos generados por el paso huracán Otto en el 2016 por Costa Rica.

Se trata de un proyecto de investigación junto con la Comisión Nacional de Emergencias (CNE), mediante el cual se realizaron diferentes análisis hidrológicos e hidráulicos con modelos bidimensionales de fluidos newtonianos (agua) y no newtonianos (flujos de lodos y detritos) para elaborar mapas de inundación actualizados, que le permiten al país mejorar la cuantificación, prevención y gestión del riesgo en diferentes situaciones, así como explorar nuevas tecnologías de radar para la detección de inundaciones y conocer la humedad del suelo desnudo.

Dichos estudios proveen al país de un insumo técnico de alta calidad sobre el comportamiento de las cuencas hidrográficas en materia de relieve, suelos, uso de suelos, hidrografía, así como hidrología e hidráulica.

La Dra. Alejandra Rojas González, coordinadora del proyecto “Estudio de zonas de amenaza por inundación usando sensores remotos, análisis hidrológico e hidráulico para mejorar la cuantificación y gestión del riesgo” aseguró que la iniciativa busca impactar positivamente la forma en la que Costa Rica gestiona el riesgo en lugares de alta vulnerabilidad ante posibles escenarios de eventos climáticos y deslizamientos que puedan generar flujos de lodos y detritos. 

“Estos mapas son necesarios para gestionar de manera adecuada, preventiva y sobre todo predictiva el riesgo en una zona de alta vulnerabilidad que ha sido afectada con anterioridad por eventos extremos, como es el caso de los más recientes huracanes Otto en el año 2016 para la zona montañosa de la Región Norte y la Región Chorotega, como en el distrito de Aguas Claras: los ríos Frijoles y Raudales, y de las quebradas Brava, Culebra, Higuerón, San Isidro, Frijoles y Huacas, así como el río Bijagua y Zapote que inundaron la ciudad de Upala, entre otros. Posteriormente, Nate en el 2017, afectó planicies de la Región Chorotega y Pacífico Central”, explicó Rojas.

Asimismo, aseguró que la investigación realizó visitas de campo para caracterizar obras hidráulicas, cauces, consultas de alturas de inundación y recolección de datos de suelo para analizar en el laboratorio su composición, densidad, distribución granulométrica, humedad y límite líquido del sedimento. El fin era incorporar estas características en simulaciones hidrodinámicas para diferentes concentraciones volumétricas de sedimentos para distintos períodos de retorno (5, 10, 25, 50 y 100 años). Esta combinación de variables permite vislumbrar factores como los tiempos de concentración de las cuencas, promedio de llenado, escorrentía, profundidad de la lámina de agua, así como su velocidad y peligrosidad.

“El objetivo fue desarrollar un estudio amplio de la zona de amenaza a inundación a nivel nacional, usando metodologías científicamente robustas y aptas para las condiciones nacionales, combinando técnicas topográficas, modelado hidrológico e hidráulico de viscosidades diferentes y tecnología satelital y topográficas en las cuencas”, afirmó Rojas.

“La idea era realizar un programa nacional para mejorar los mapas actuales de amenaza por inundación, ya que los estudios que se tienen actualmente están basados, la mayoría, en topográfica de baja resolución, no cuentan con modelación hidrológica ni hidráulica bidimensional, importantísima para ríos aluviales, con meandros y cambios bruscos en la dirección del cauce”, agregó la coordinadora.

“Por lo tanto, esas zonas no están claramente definidas con precisión. Gracias a esta iniciativa, el Instituto Tecnológico de Costa Rica logró realizar la modelación hidrodinámica y de transporte de sedimentos en el río Matina y La Estrella en Limón. Además, el Centro de Investigación en Estudios para el Desarrollo Sostenible UCR hizo mapas de inundación en el río Parrita, Naranjo, Savegre, entre otros, que aportaron a la CNE”, completó Rojas.

Desde la perspectiva de la investigadora, estos mapas son trascendentales para que las municipalidades y autoridades efectúen una buena gestión del territorio y elaboren planes de prevención del riesgo.

Asimismo, explicó que, en el contexto de cambio climático, este tipo de estudios son vitales, más aún cuando las investigaciones comprueban que en Costa Rica las lluvias se tornan más intensas por el calentamiento global, en donde una atmósfera más caliente propicia lluvias más fuertes y de corta duración.

La ciencia aplicada en beneficio de la comunidad

En Costa Rica, casi la mitad de las emergencias atendidas en cuanto a fenómenos naturales corresponde a inundaciones (alrededor del 47 %). Datos de la CNE confirman que solo en los primeros cinco meses del 2025 se atendieron alrededor de 670 emergencias relacionadas con inundaciones, más del doble de los casos registrados para el mismo período del 2024. Estos datos evidencian la urgencia de contar con herramientas científicas para anticiparse y reducir los impactos.

Como parte del proyecto, los mapas fueron socializados con los habitantes de la Región Norte, gobiernos locales y tomadores de decisión, con el fin de que conozcan las características de las cuencas de los principales ríos del lugar, así como las zonas más propensas a inundación. Estas comunidades también ofrecieron a la academia retroalimentación para nutrir el estudio con aportes desde el conocimiento local.

Además, como parte del compromiso de la UCR con el trabajo territorial participativo, la Escuela de Ingeniería de Biosistemas ha colaborado con la Organización para Estudios Tropicales (OET) y el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) en el Sistema de Alerta Temprana desarrollado en el marco del proyecto “Conectando comunidades y ecosistemas, cuenca binacional del río Sixaola”.

Esta iniciativa se enfocó en comunidades indígenas y poblaciones mayoritariamente femeninas ubicadas en zonas transfronterizas de Costa Rica y Panamá. Como resultado, se elaboraron mapas de amenaza por inundación que fueron validados directamente con las comunidades, mediante procesos de diálogo y verificación local que fortalecieron la apropiación social del conocimiento técnico y la toma de decisiones basada en evidencia.

González explicó que, con este insumo técnico, las personas pueden tomar decisiones más informadas para los planes de gestión territorial, con datos clave sobre dónde o no construir infraestructura como viviendas y negocios, dónde sembrar o tener ganado, evaluar desde diques de protección hasta el riesgo para créditos bancarios o seguros según el grado de la amenaza a la que están expuestas.

A futuro, la UCR aspira a poder articular con otras instancias de educación superior y distintas organizaciones para trabajar en el desarrollo de mapas de amenaza por inundación en todo el país. Para ello, se requieren alianzas estratégicas para obtener los fondos necesarios para realizar los estudios respectivos.

La UCR es el vínculo con la Carta Internacional que facilita datos espaciales para la prevención de desastres

En el marco de este proyecto, la Universidad de Costa Rica fue designada por la Comisión Nacional de Emergencias (CNE) y por la Carta Internacional sobre el Espacio y las Grandes Catástrofes como el enlace oficial, a nivel país, para recibir datos satelitales, analizarlos y facilitarlos a las autoridades nacionales, en caso de ocurrir una activación por desastre natural o catástrofe. 

La Carta Internacional sobre el Espacio y las Grandes Catástrofes es una carta no vinculante que contempla la adquisición y transmisión, con fines benéficos y humanitarios, de datos satelitales a organizaciones de socorro en caso de catástrofes mayores.

Gracias al trabajo de investigación y excelencia académica de la UCR, ahora el país puede hacer uso de datos de alrededor de 26 agencias espaciales durante la activación para la prevención y atención oportuna de los desastres.

La Dra. Alejandra Rojas fue designada como punto focal y gerente de proyectos de Costa Rica ante la Carta Internacional desde el 2021. En el 2022, participó en una activación por deslizamientos e inundaciones en Ecuador. Luego, en noviembre del año 2024, participó en una activación en Costa Rica, la cual consistió en monitorear y analizar los efectos (inundaciones) de las lluvias torrenciales continuas que se dieron bajo la influencia indirecta del huracán Rafael, la persistencia de la Zona Intertropical y las ondas tropicales #45 y #46 y la depresión tropical #19.

Por medio de la activación de este evento, la CNE logró en tiempo real observar las condiciones y efectos de las lluvias en los territorios amenazados, para tomar decisiones acertadas en materia de evacuación, atención oportuna y eficiente de la emergencia.

Sin embargo, la Dra. Rojas indicó que las investigaciones no se quedan en este punto, sino que continúan analizando las capacidades del radar de apertura sintética (SAR) para el mapeo de inundaciones y su potencial uso en la estimación de la humedad del suelo en fincas agrícolas, donde se han trabajado varias tesis para mejorar la precisión de los resultados combinando métodos de teledetección, filtros adaptativos especializados para reducir el ruido que afecta la retrodispersión y modelos predictivos de inteligencia artificial.

Este trabajo reafirma el compromiso de la UCR con la ciencia al servicio del país y la articulación institucional para hacer frente a los desafíos del cambio climático.