El Laboratorio de Recursos Hídricos y Medio Ambiente, que forma parte del Programa de Ingeniería Civil, se creó en 2010 con el objetivo de adoptar un enfoque multidisciplinar, interdisciplinar y transdisciplinar para la formación de futuros líderes científicos en el ámbito de los recursos hídricos. En sintonía con las demandas sociales, el Laboratorio trabaja con estudiantes de grado (Programa de Educación Tutorial – PET/MEC-SESu – apoyo de la CAPES y Programa PIBIC – apoyo del CNPq) y de posgrado (máster y doctorado), poniendo gran énfasis en la cuestión emergente de la gestión integrada de las cuencas hidrográficas.

La formación del nuevo Laboratorio reúne e integra los Laboratorios que históricamente se han desarrollado junto al Programa de Ingeniería Civil en el COPPE/UFRJ, a saber: Laboratorio de Trazadores (1972); Laboratorio de Hidrología (1987) y Laboratorio de Hidráulica Computacional (1998).

La misión principal del Laboratorio de Recursos Hídricos y Medio Ambiente es construir una base de datos y desarrollar herramientas de análisis que puedan integrarse en un sistema de apoyo a la toma de decisiones para la gestión de los recursos hídricos, con el apoyo de la modelización medioambiental y el seguimiento hidrometeorológico y del cambio climático global a escala de cuenca.

Orientaciones estratégicas

La estrategia del laboratorio se guía por ejes académico-científicos que merece la pena destacar:

1. Hidrología superficial y subterránea

2. Interacciones superficie-atmósfera, micrometeorología e hidrometeorología de mesoescala

3. Calidad del agua, del aire y del suelo

4. Hidráulica fluvial

5. Transporte de sedimentos

6. Estructuras hidráulicas

7. Hidrometría

8. Aplicación de los trazadores en hidrología

9. Modelización medioambiental y gestión de recursos hídricos en cuencas rurales y urbanas

10. El cambio climático global y sus efectos regionales

Estos temas fomentan el desarrollo de técnicas de teledetección y geofísica, con el objetivo de suplir la falta de datos y ayudar a resolver los problemas relacionados con las cuencas fluviales brasileñas. Un ejemplo de ello es la búsqueda de la mejora de la calidad, la reducción de los costes y la optimización del tiempo necesario para adquirir datos hidrológicos básicos. Esto es esencial para las estrategias de previsión, control y actuación durante los episodios de sequía e inundaciones, así como para permitir la estimación de los impactos del cambio climático en el ciclo hidrológico, los regímenes fluviales y la identificación de riesgos hidrológicos y medidas de adaptación a las nuevas condiciones medioambientales.

Cuestiones científicas

El laboratorio trata de responder a cuestiones científicas fundamentales como:

• ¿Qué factores afectan a la variabilidad interanual de la escorrentía superficial y subterránea en las cuencas fluviales?

• ¿Cómo influyen los patrones temporales y espaciales de la humedad del suelo en los balances energético e hídrico y en la variabilidad de la escorrentía?

• ¿Cómo determinar las incertidumbres en los caudales de los modelos hidrológicos basados en campos de precipitaciones espaciotemporales?

• ¿Cómo podemos modelizar e integrar los patrones de cantidad y calidad del agua en las cuencas fluviales y los entornos estuarinos y costeros?

Programas de estudios

Para abordar estas cuestiones, LABH2O está desarrollando tres programas de estudio principales:

1. Programa 1 – Modelización medioambiental y gestión integrada de los recursos hídricos en cuencas rurales y urbanas

   Este programa se centra en la importancia de la modelización informática a la hora de cuantificar variables clave para el proceso de toma de decisiones. La integración de los resultados de los modelos con los sistemas de gestión, considerando el análisis integrado de los riesgos e impactos medioambientales y sociales, es fundamental. Los temas incluyen el cambio climático, la vulnerabilidad de los acuíferos, la contaminación de los recursos hídricos y el uso de trazadores fluorescentes para estudiar la dispersión de contaminantes.

2. Programa 2 – Hidrología espacial y teledetección como fuente de datos para la modelización informática

   Este programa explora el uso de plataformas automáticas y de teledetección como fuentes directas de datos hidrológicos o como aportaciones a modelos hidrológicos, hidrodinámicos y de calidad del agua. Se centra en el desarrollo de tecnologías de la información integradas, incluida la cartografía digital, para apoyar la gestión y modelización de los recursos hídricos y el medio ambiente.

3. Programa 3 – Modelización hidrológico-hidráulico-atmosférica y de la calidad del agua

   La modelización numérica es la base de este programa, con la intención de integrar los procesos hidrológicos, hidráulicos, atmosféricos y geomorfológicos en diferentes escalas espacio-temporales. La creación de modelos integrados y sostenibles desde el punto de vista medioambiental y social es uno de los principales objetivos de esta línea de investigación.

Proyectos

El laboratorio lleva a cabo proyectos en diversas cuencas fluviales, tanto rurales como urbanas, a diferentes escalas, entre ellas:

• Cuenca del río Paraíba do Sul

• Cuencas rurales y urbanas en el estado de Río de Janeiro

• Cuenca del Amazonas

• Cuenca del río Cuiabá

• Cuenca del río São Francisco

Estos proyectos pretenden construir y difundir conocimientos sobre la gestión adecuada de las cuencas fluviales, con asociaciones entre instituciones académicas, científicas y operativas y la sociedad. Uno de los principales proyectos es el estudio de la cuenca experimental del río Piabanha, situada en la región montañosa de Río de Janeiro (EIBEX), afluente del río Paraíba do Sul. Esta cuenca, con sus biomas de Mata Atlántica, zonas agrícolas y urbanas, sirve de laboratorio a escala real para el desarrollo de nuevas metodologías científicas e innovaciones tecnológicas.