Río Santa Catarina

Estudios de los Impactos del Huracán Alex en el Río Santa Catarina

 

Navegación

 

Justificaciónn2Arriba

Derivado de los efectos de la tormenta tropical Alex, numerosas porciones del cauce del Río Santa Catarina e infraestructura aledaña fueron severamente afectadas, creando una gran disrupción en las vialidades construidas a lo largo del río. Se estima que se afectaron decenas de Kms de vialidades, así como puentes, vados y otra infraestructura existente a la largo del lecho del río.

Río Santa Catarina a la altura del vado Santa Engracia, el día 1 de julio del 2010

I

Dado que los huracanes que se internan al territorio nacional por las costas de Tamaulipas tienen un impacto directo sobre la ciudad de Monterrey, es necesario realizar un diagnostico integral de los impactos ocasionados por la tormenta tropical Alex, para plantear alternativas sostenibles al sistema de vialidades de Monterrey asociados al cauce del río así como cualquier otra infraestructura que se construya en dicho cauce.

Por toda la problemática planteada anteriormente, se realizará el “Estudio de impactos a lo largo del Río Santa Catarina por el huracán Alex”, mediante el cual se determinarán los efectos en el cauce del Río Santa Catarina de los escurrimientos ocurridos los días 1 y 2 de julio del 2010, así como las diferentes estrategias de restauración de la infraestructura existente, considerando que deberá permitirse el tránsito de un volumen de agua equivalente a 5,100 m3 por segundo a los largo de todo el cauce del Río Santa Catarina.

 

 

Objetivos n2Arriba

Los objetivos particulares que se persiguen con el presente trabajo son los siguientes:

1. Determinar el efecto del caudal generado por la tormenta tropical Alex a lo largo del Río Santa Catarina (a partir de su salida en la Huasteca hasta su paso por la ciudad de Cadereyta).

2. Generar datos topográficos de detalle para ser empelados en los estudios de hidrología e hidráulica de este proyecto.

3. Identificar los puntos de obstrucción (construcciones: puentes y vados; y cambios del tamaño o dirección del cauce) del flujo pre y post tormenta a lo largo del cauce.

4. Medición de los puntos de obstrucción que permanecieron en pie para determinar el perfil efectivo del cauce en dichos puntos.

5. Determinar el comportamiento del caudal “futuro” del cauce con base en los datos de precipitación registrados para la tormenta Alex y otros escenarios posibles de precipitación, para que como base para la reconstrucción de la infraestructura afectada.

6. Analizar el comportamiento del flujo en el cauce para identificar los posibles puntos de conflicto (acumulación de flujo o erosión del cauce), de acuerdo a tres escenarios posibles de reconstrucción de las vialidades afectadas:

7. Reconstrucción en las mismas condiciones preExistentes,

8. Reconstrucción aplicando sistemas alternativos de construcción en sitios críticos, y

9. Redefinición de la vialidad de la ciudad liberando la mayoría del espacio del cauce ocupado actualmente por vialidades.

10. Proponer estrategias de mitigación de acuerdo a distintos escenarios de precipitación, uso del suelo y construcción de estructuras de control en las cuencas que aportan flujo al Río Santa Catarina.

11. Comparar el desplazamiento histórico del río con base en fotografías aéreas e imágenes satelitales históricas.

12. Evaluar el comportamiento de la presa rompepicos

13. Proponer un sistema de alerta temprana de inundaciones, y

14. Proponer una estrategia de manejo de aguas pluviales.

 

Reconocimiento de Campo n2Arriba


Una de las primeras actividades en el proyecto de evaluación de los impactos del huracán Alex en Monterrey fue la inspección de los niveles de afectación a lo largo del cauce. La primeras imágenes de los impactos fueron recabadas durante el propio evento, por un gran número de personas, de las cuales hemos compilado una base datos fotográfica (y que estamos seguros seguirá creciendo conforme otras personas nos proporcionen más evidencias fotográficas).
Como una parte complementaria no contemplada en los términos de referencia, el ITESM esta compilando una base de datos fotográfica y videográfica del huracán Alex, su imapcto y secuela en el Aérea Metropolitana de Monterrey. La intención a largo plazo es la de identificar la mayoría de las fotografías y asignarles una referencia geogrpafica (Geotag) para que puedan ser consultadas por las personas interesesadas en el tema.
La primera parte del informe sobre el reconocimiento de campo contiene una pequeña muestra de las fotos obtenidas por el equipo del ITESM, en los recorridos realizados durantes los días del huracán e inmediatamente después del mismo

Daño a la Av. Morones Prieto, a la altura de la estación de bomberos en San Pedro Garza García.


Planteamiento del Problema n2Arriba


Nuevo León se ve regularmente amenazado por fenómenos atmosféricos que dependiendo de la época del año, pueden ser Frentes Fríos, ondas polares, ondas tropicales, depresiones tropicales (incluyendo a los ciclones tropicales y extratropicales), pero sobre todo a sistemas convectivos de mesoescala. Estos últimos, por su corta duración (algunas horas a minutos), llegan a presentar problemas severos a las comunicaciones e infraestructura, incluyendo la vida de los habitantes, pues son los generadores de las avenidas súbitas que sin previo aviso se forman fundamentalmente en el verano y otoño. En la mayoría de las ocasiones que se presentan estos fenómenos, éstos se intensifican al verse influenciados por la accidentada topografía regional, lo que complica la predicción del tipo e intensidad de lluvia y viento asociado que producirá a su paso; dependiendo de la rápida evolución de estos fenómenos, se traduce en acumulaciones de agua y escurrimientos repentinos en superficie, que afectan las actividades humanas y llegan a poner en riesgo la seguridad de la población. Así, estos eventos tienen un particular impacto en el estado de Nuevo León, pero sobre todo en la zona conurbada de Monterrey, donde las características geográficas y topográficas magnifican las concentraciones del agua de lluvia y de los contaminantes atmosféricos.
Sin embargo, es también conocido que la ciudad de Monterrey y su área metropolitana han sufrido ya en forma recurrente de daños materiales y pérdidas de vidas humanas por avenidas extraordinarias en el río Santa Catarina, asociadas con precipitaciones ciclónicas que generan también grandes escurrimientos en las cuencas de La Huasteca.
En cuanto a los peligros de inundación hay que mencionar que la creciente urbanización de la ciudad de Monterrey, también influye en el aumento de las concentraciones del agua de lluvia. La urbanización por un lado reduce la infiltración por las superficies urbanas relativamente impermeables y por el otro lado, aumenta la velocidad del escurrimiento superficial. Además, en diversos estudios se ha mostrado el incremento en la cantidad de precipitación pluvial que ocurre en zonas urbanas, debido al incremento en la energía disponible bajo el efecto conocido de “islas de calor”, entre otros factores. Además del incremento en el peligro hidrometeorológico, existe el aumento a la exposición a estos fenómenos debido al crecimiento urbano desordenado que ha ocupado zonas altamente vulnerables ante este tipo de fenómenos, pues son ya los únicos espacios disponibles para asentamientos humanos.
Los problemas de inundaciones en el Área Metropolitana de Monterrey (AMM) son recurrentes. Las fuertes lluvias que eventualmente se registran en esta región de Nuevo León provocan encharcamientos e inundaciones principalmente en pasos a desnivel y algunas avenidas de la ciudad. Los cursos de agua que atraviesan la ciudad son también puntos críticos y zonas generadoras de potenciales problemas de desalojo de las aguas producto de las lluvias y los escurrimientos de sus cuencas de aportación. Así, en las cercanías y ribera del río Santa Catarina y los arroyos Topo Chico y La Cieneguita, se presentan en forma continua problemas de inundaciones. Las avenidas Morones Prieto, Garza Sada, Constitución y Revolución, entre otras de las principales vías de circulación, son también ocasionalmente afectadas.
Como se mencionó, tanto los eventos producto de la propia temporada de lluvias, como los asociados con eventos ciclónicos tienen potencial daño para la AMM. Alonso de León, primer cronista de la ciudad da cuenta de inundaciones importantes en 1612, 1636, 1642, 1644 y 1648. Por otras crónicas e informes de gobernadores sabemos de inundaciones de la ciudad ocurridas en 1716, 1752, 1782 y 1810, del periodo colonial, y las de 1833, 1881, 1938 en el periodo independiente. Más sin embargo, la gran inundación de 1909 es la que ha quedado registrada como el más grande desastre, ocurrido hasta la fecha, en la ciudad de Monterrey. Con respecto a ese evento se habla de entre cuatro y seis mil víctimas fatales y más de 200 hectáreas impactadas.
Por lo que respecta a daños generados por ciclones tropicales (huracanes), además del denominada Huracán Seis en 1909, se pueden contar también los desastres generados por el Beulah en 1967, Gilberto, un huracán que llegó a categoría 5, en 1988 (con más de 200 personas muertas) y Emily en 1995. Estos eventos son aún recordados y sin duda establecen un referente sobre los umbrales máximos de precipitación y escurrimiento que se pueden esperar en la región. Sin embargo, los eventos extraordinarios de precipitación generados recientemente con el huracán Alex provocaron eventos de escurrimiento importantes desde el 30 de junio hasta el 7 de julio, los cuales generaron daños a vialidades, puentes y alcantarillas y viviendas. De acuerdo con información del Observatorio de Inundaciones de Dartmouth (www.dartmouth.edu/~floods) se reportaron seis muertes y cerca de 8,000 damnificados. El evento, clasificado como de severidad 2 fue producido por la entrada del mencionado meteoro y cubrió más de 200,000 km2 en su totalidad. Los daños no han sido aún evaluados pero se menciona que tan solo las aseguradoras pagarán cerca de 2,500 millones de pesos a los beneficiarios de las pólizas de vivienda, comercios y autos.
En cuanto a precipitación acumulada se refiere Alex generó mayores volúmenes que el propio Gilberto. En la estación Estanzuela se reportaron 890 mm mientras que un estimado medio en todo el estado se haya sobre los 242 mm. Por lo que respecta a lluvia máxima diaria (durante el evento), Alex generó 446.5 m, un valor muy parecido al generado por Gilberto en 1988. Por lo que a escurrimiento se refiere, el evento figura, sin duda, entre los cinco máximos observados en la historia documentada del río Santa Catarina.
Según datos de la Comisión Nacional del Agua, en el AMM se presentan entre cuatro y cinco tormentas severas cada año y también existen, en promedio, 7.7 días con láminas de precipitación acumulada en 24 horas, mayores a los 50mm. Estos eventos son sin duda generadores de grandes escurrimientos y potenciales inundaciones.
Como parte de las estrategias de control de los escurrimientos en el río Santa Catarina, el Gobierno del Estado construyó, en el sitio conocido como Corral de Palmas, una presa de control de avenidas conocida localmente como “rompepicos”, misma que ha podido reducir la magnitud de los escurrimientos máximos sobre el río. Sin embargo, aún con esa infraestructura, la cuenca de La Huasteca continúa siendo la principal aportadora de volúmenes de agua al río.
Para afrontar los daños que generó el huracán Alex, el gobierno del estado y la Conagua realizaron la gestión para establecer la declaratoria de emergencia y acceder así a apoyos extraordinarios del gobierno federal a través del Fondo de Desastres Naturales (Fonden). Dentro de las actividades más relevantes consideradas dentro del programa de inversiones establecido para el ejercicio de esos recursos, se encuentra el nuevo dimensionamiento de la sección del río Santa Catarina.
El estudio hidráulico del río, que a la postre brindará los elementos suficientes para el diseño de la sección requerida se deberá basar en un estudio hidrológico actualizado, mismo que considere los eventos recientemente suscitados. Es precisamente en este tenor que se realizar el estudio hidrológico de la cuenca del río Santa Catarina, actualizado a agosto de 2010, mismo que se presenta en este documento. El fin último de este estudio es determinar los eventos para el diseño de las obras necesarias para el encauzamiento del río y el control de los escurrimientos asociados con un periodo de retorno dado.

 

Imágen del satelite MODIS del huracán Alex sobre el Golfo de México

 

Topografía n2Arriba

 

Planta topográfica de estructuras existentes

Del 21 de Octubre al 18 de Diciembre del 2010, fueron geoposicionados 109 puntos a lo largo del cauce del Río Santa Catarina para enmarcar los planos de referencia de cada uno de los puentes que tienen un efecto de obstrucción del cauce natural del río.
Los planos de referencia sirvieron para georreferenciar la nube de puntos XYZ de 24 obstrucciones que fueron escaneados con el sistema  ILRIS Intelligent Laser Ranging and Imaging de Optech, la resolución es de 5cm (±2cm) en la mayoría de los casos.
Esta información servirá para tener un registro del esqueleto de cada puente, conocer más a fondo su estructura y ubicarla en el contexto del cauce a manera de obstrucción del flujo natural. Los datos sobre dimensiones de las obstrucciones permitirán enriquecer el modelo hidráulico y entender un poco más sobre el efecto que tuvieron durante el Huracán Alex.

Levantamiento de datos lidar terrestre y resultados obtenidos (puente de la autopista Monterrey - Saltillo).

Lidar terrestre

Lidar (Light Detection and Ranging) es un sistema activo basado en un sensor que realiza la emisión de pulsos láser y  mide el tiempo que tardan dichos pulsos en llegar a la superficie terrestre del objetivo y regresar hasta el punto original donde se encuentra el sensor (ASPRS).
La tecnología Lidar ofrece varias ventajas sobre los métodos convencionales de densidad topográfica: 1) mayor rapidez en la colección de datos, 2) mayor exactitud, 3) menos tiempo para colectar y procesar datos, 4) sistema automático, 5) independencia del iempo y las condiciones de luz, 6) control de tierra mínimo requerido, y 7) la ventaja de obtener datos en 3 dimensiones (Behera & Roy, 2002).
Debido a estas características, Lidar está complementando o en algunos casos sustituyendo algunas de las técnicas convencionales en distintos campos (Wehr & Lohr, 1999). El sensor puede ser montado en unidades aeronáuticas (Lidar aéreo) o encontrarse fijo en tierra (Lidar terrestre). Su utilidad se remite a la determinación de peligros de inundación, mejorar los modelos de inundaciones, modelar y supervisar erosión costera, estudios de batimetría, geomorfología, estudios de glaciares y avalanchas, trazado de la biomasa del bosque, generación modelos de elevación digital (más precisos), planeación y supervisión de rutas, delimitación de corredores, gaseoductos y redes celulares, etc.  Además, se utiliza eficientemente para determinar daños en infraestructura después de un desastre o para cambios en la biomasa y los datos obtenidos digitalmente se encuentran listos para muchas aplicaciones de SIG.
Mientras que el Lidar terrestre es un sistema que además permite que la nube de puntos pueda levantarse desde distintos ángulos y tenga un sistema de coordenadas georreferenciadas pues toma como plano de referencia el punto  geodésico donde se instala el Scanner. El lidar terrestre tiene aplicaciones como: Topografía, geología y monitorización, arquitectura, arqueología, levantamiento de entornos industriales, modelado urbano y escaneo en movimiento y criminología y ciencia forense. La información de Lidar aéreo fue obtenida en tiles que cubren un 90% del cauce total del área de estudio (considerando la última parte de Cadereyta).
MERRICK ADVANCED PHOTOGRAMMETRY OF THE AMERICAS - MAPA opera con un avión 402 C Twin Engine Aircraft w/ integrated systems (N4661N) y un sistema cartográfico láser aerotransportado basado en la plataforma LH Systems ALS50/MPiA (150khz Airborne Laser Scanner - SN53) con Micro IRS Inertial Measurement Unit (IMU) – (unidad de medida inercial)-, manejador de vuelo GPS, y otros sub-sistemas. Este sistema integrado es capaz de operar a 150KHZ con un ángulo de apertura (FOV) de 45º. La configuración del sistema incluye un extenso rango de altitud hasta 4.700 mts. a 75º, concentra en la captura la señal de intensidad y tres retornos.
El sensor es capaz de capturar cinco retornos, sin embargo los primeros tres retornos representan el máximo nivel de colección de datos, es por esto que MERRICK ADVANCED PHOTOGRAMMETRY OF THE AMERICAS - MAPA ha configurado su sensor para maximizar los tres primeros retornos. Este avanzado sensor tiene la capacidad de colectar datos de terreno en un ancho de franja hasta de dos millas. La precisión en los datos de terreno generados supera los 10 cms de error cuadrático medio (RMSE) dependiendo de la altura de vuelo.

 

Nube de puntos de lidar aereo (completa) y acercamiento al puente Corregidora.

 

Geotecnia n2Arriba

Como parte de los trabajos del estudio para la construcción de obras de protección del Río Santa Catarina, la Comisión Nacional del Agua – Organismo de Cuenca Río Bravo solicitó al ITESM elaborar un estudio geotécnico en el tramo del río que se encuentra dentro de la zona urbana de la ciudad de Monterrey. El objetivo principal del estudio es determinar las condiciones existentes en el subsuelo para diseñar las obras de protección recomendadas. El reporte final del estudio de geotecnia forma parte del documento que incluye topografía, hidrología, hidráulica fluvial y opciones de solución. Se realizaron dos tipos de muestyreos: pozos a cielo abierto y sondeos.

 

Pozos a cielo abierto

En los meses de octubre y noviembre del 2010 de acuerdo con la propuesta del ITESM, se realizaron los pozos a cielo abierto a tres metros de profundidad con una separación aproximada de un kilómetro sobre el eje del río. En cada pozo se tomaron muestras alteradas a cada metro, es decir, hasta tres muestras por pozo.  Las muestras se analizaron en el laboratorio para su clasificación y para establecer parámetros de diseño.

Sondeos

Los trabajos de campo se iniciaron en octubre del 2010 y finalizaron en mayo 2011. Los sondeos perforados con equipo rotatorio se programaron en las márgenes el río a cada 500 metros alternados al “tresbolillo”. Para la perforación se utilizaron máquinas perforadoras con brocas tipo bulldog de 4 ½ pulgadas de diámetro y barrenos helicoidales sólidos de 4 pulgadas de diámetro y en algunos casos se colocaron ademes. La profundidad máxima de los sondeos fue de 20 metros aunque generalmente el estrato de roca se localizó a menor profundidad. En algunas zonas los sondeos se ubicaron en el lecho del río pero en otras se realizaron sobre los terraplenes de las avenidas adyacentes (I. Morones Prieto y Constitución) debido a la dificultad de acceso al lecho. En estos sondeos también se indica la profundidad del nivel freático.
Como parte de los trabajos de campo, se realizó la prueba de penetración estándar a cada cuatro metros de profundidad aproximadamente con muestreo alterado. El método consiste en dejar caer libremente desde una altura de 76 centímetros un martinete de 64 kilos de peso sobre un yunque acoplado a una sarta de tubería de perforación y en cuyo extremo inferior se encuentra el muestreador partido estándar. De esta manera se estimó la resistencia al esfuerzo cortante del suelo, mediante el número de golpes necesario para hincar los últimos 30 centímetros del muestreador partido y obtener muestras alteradas para la identificación del material y su análisis en el laboratorio. En esta prueba, cuando el número de golpes llega a 50 antes de penetrar 15 cm, se detiene la operación y se reporta el número de golpes igual a 50R.

 

 

Hidrología n2Arriba

Realizar el estudio hidrológico de la cuenca del río Santa Catarina, definida hasta la estación hidrométricas Cadereyta y determinar las avenidas de diseño para los periodos de retorno de 5, 10, 20, 50, 100, 500 y 1000 años en los sitios correspondientes a la presa Rompepicos; a la entrada de la zona conurbada; en los sitios definidos por las estaciones hidrométricas Monterrey, Los Lermas y Cadereyta. Los periodos de retorno para calcular las avenidas de diseño fueron convenidos y autorizados por el personal de la CONAGUA Organismo de Cuenca Río Bravo.

Para esta parte del estudio, se emplaron los datos de la cartografía del INEGI, escala 1:50,000, así como una imágen del satelñite SPOT, para el calculos de los números de curva.

 

 

Se calcularon los gastos o avenidas de diseño para los periodos de retorno de 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 y 1000 años, mediante la modelación del proceso lluvia escurrimiento, para lo cual se delimitó la cuenca del río Santa Catarina, hasta la confluencia con el río Pesquería. Cabe resaltar que los resultados obtenidos son calculados en base a las condiciones actuales de uso de suelo de la cuenca. Cualquier modificación importante de esta condición de la cuenca puede producir diferentes resultados.
Con la finalidad de tomar de una manera adecuada la variación espacial de la cobertura vegetal, el uso del suelo, la precipitación, así como el tránsito de la onda de la avenida por los diferentes cauces, la cuenca se dividió en 19 subcuencas, de las cuales tres corresponden a la presa Rompepicos.
Para el cálculo de las avenidas para los diferentes periodos de retorno por medio de la modelación lluvia-escurrimiento, se realizó un análisis de frecuencias de lluvias máximas anuales en 24 horas, resultando que la mejor Función de Distribución de Probabilidad que se ajusto a los registros de todas las estaciones climatológicas es la Gumbel Doble.
Para validar los resultados de las avenidas para los diferentes periodos de retorno fue necesario realizar una calibración para los huracanes Gilberto (1988), Emily (2005) y Alex (2010), tomando como puntos para calibrar la EH Monterrey II, la EH Los Lermas, la EH Cadereyta II y la presa Rompepicos.

Los resultados obtenidos con la modelación del proceso lluvia escurrimiento se compararon con los gastos máximos obtenidos de un análisis de frecuencias de gastos máximos anuales en le EH Monterrey II.
Cabe resaltar que los resultados de los gastos máximos obtenidos son tomando en cuenta las condiciones actuales del uso de suelo. Un crecimiento de la zona urbana alteraría esta condición, sin embargo este análisis de escenarios futuros del uso de suelo de la cuenca está fuera del alcance de este proyecto.

 

 

Hidráulica n2Arriba


Con el fin de simular o  reproducir el comportamiento hidrodinámico de una red de cauces es necesario llevar a cabo un proceso de modelación matemática. La modelación es la representación simplificada de un proceso físico en el sistema real y para lograr que lo represente lo más fielmente posible es necesario conocer la geometría de los cauces y las variables hidrodinámicas del propio sistema. Más aún, un proceso completo de implementación de un modelo debe contener una medida y una manera de poder  comparar los resultados de las simulaciones con lo observado en la realidad.
Para llevar a cabo una modelación hidráulica es necesario conocer algunas variables geométricas de la red de cauces, como lo son el eje del cauce, las características por sección tales como  elevaciones y profundidades. Esta información generalmente se obtiene del  campo, por lo que los levantamientos topográficos directos serian en principio el principal insumo además de constituir información ideal para fines  de modelación, ya permite manejar detalles en sitios específicos. Sin embargo, el uso de un  Sistema de Información Geográfica (SIG) podría  facilitar los procesos, al contar con la información topográfica del terreno a través de un Modelo Digital de Elevaciones (MDE) el cual permite el cálculo y extracción de las características geométricas de los cauces en forma sistemática.  Es importante, de cualquier forma, reconocer la dependencia de la calidad de la información extraída, de la resolución del MDE. Una adecuada escala permitirá generar la información precisa, sin el incremento sustancial del tiempo de cómputo.

 

Modelo Digital de Elevación de una porción del Río Santa Catarina


Adicionalmente, es necesario conocer algunas características hidráulicas tales como tipos y material del fondo y los taludes del cauce lo cual se obtiene generalmente a partir de visitas e investigaciones de campo.  A todo lo anterior se debe finalmente agregar la información sobre el flujo a modelar, el cual se deriva del análisis hidrológico de las cuencas de aportación. Por supuesto que no se debe olvidar considerar las obstrucciones presentes en el cauce, por ejemplo, puentes, vados y otras estructuras,  así como la ubicación de otras estructuras tales como presas, cárcamos de bombeo, etc., las cuales deberán ser tomadas en cuenta a fin de modelar las condiciones reales (actuales) del sistema hidráulico. Con fines de diseño de canalizaciones o rectificaciones, la modelación deberá contener de la misma forma, la información geométrica e hidráulica de las propuestas de solución y la correspondiente a las estructuras existentes o en proyecto.

Se implementó el modelo hidráulico en el software de dominio público HEC-RAS con el fin de simular el comportamiento del río Santa Catarina ante el tránsito de las avenidas hasta con un periodo de retorno de 1000 años. Se presentaron además las simulaciones del funcioamiento para el caso de diseño, el cual correspondió a un periodo de retorno de 1000 años. Se simuló en primer término el comportamiento del río antes Alex con la información topográfica de 2007, como un escenario base indicativo de lo que pudo haber ocurrido justo antes de la ocurrencia del evento de 2010. El resultado encontrando para este caso fue que la mayoría de las secciones presentaba problemas de capacidad generando desbordes. Se simularon posteriormente tres escenarios adicionales, uno correspondiente a la situación posterior a Alex, que se denominó como condiciones actuales y dos escenarios de proyecto, uno en condiciones ideales y otro denominado condiciones reales. La simulación en condiciones reales da una clara estimación de la capacidad del río en las condiciones prevalecentes en diciembre de 2010, un poco después de la ocurrencia del evento y establece la base real que se tendría en caso de no llevar a cabo ninguna acción sobre el cauce.
El primer escenario de proyecto, denominado 1, sección trapecial sin bordos, se derivó de una inquietud de la supervisión de la Conagua, cuyos técnicos aventuraron la duda sobre cuál sería la capacidad del río en el caso de que se trabajará sobre el cauce a fin de modificar su plantilla hasta la rasante, pero sin construir ningún tipo de bordo. En este caso, la simulación se llevó a cabo bajo la consideración de establecer la sección trapecial de proyecto pero sin ninguna sobrelevación. Así, este escenario 1 correspondería a las condiciones de capacidad del cauce una vez que se ha conformado en él la sección de proyecto, pero no se han construido los bordos que sobreleven las márgenes.
El escenario de proyecto 2 o alternativa ideal presupone la conformación de una sección de proyecto trapecial en todo el trayecto. Dicha sección mantiene un ancho constante en la base, por lo cual existen tramos en los que una o ambas de de las vialidades marginales se ven afectadas por la propuesta. Adicionalmente, en esta opción se han incluido los bordos marginales necesarios para “blindar” al río, proporcionándole una capacidad máxima de 5,083 m3/s que corresponde al gasto de diseño. Es de notarse que en esta alternativa existen tramos del río en los cuales existirían sobrelevaciones en los muros o bordos de hasta 4 m.
El escenario de proyecto 3 o real se construyó bajo la consideración de mínimo impacto sobre la infraestructura marginal. Así, esta alternativa tomó en cuenta la construcción de una sección del canal con una o ambas paredes verticales con el fin de reducir el área invadida en la parte superior del cauce. Esta consideración, aunque permite reducir las afectaciones marginales, genera una sobrelevación en los tirantes que debe ser cubierta por la construcción de bordos marginales. El escenario de proyecto 2 (real) también tomó en cuenta que la construcción de bordos de protección con alturas superiore a 1.5 m no son viables desde un punto de vista estético. Así, el proyecto final contempla el funcionamiento “húmedo” de algunos tramos del río. 
Por lo que respecta a los puentes, las alternativas de proyecto simuladas en el modelo hidráulico muestran que en condiciones naturales si se tendrían problemas con algunos puentes ante avenidas con periodos de retorno mayores que 200 años y que solo el puente, antes vado Zaragoza no tiene capacidad ni para avenida de 5 años de periodo de retorno. Sin embargo, en las alternativas de proyecto, todos los puentes, con excepción del otrora vado Zaragoza tienen capacidad suiciente para conducir el gasto de diseño correspondiente a los mil años de periodo de retorno.

 

Análisis histórico n2Arriba

 

Para esta fase del estudio se emplaron principalmente fotografías aéreas historicas de la ciudad de Monterrey, se localizaron 4 vuelos con datos adecuados, tres de ellos en los archivos históricos de la Compañia Mexicana de Aerofoto y el último en los archivos del INEGI. Las fotos corresponden a los años 1042, 1953, 1969 y 1973. Además, se emplearon imágenes de satélite para fechas mas recientes.

 

Vista aérea del centro de Monterrey en el años 1942. Al centro-fondo se observa el Palacio Federal y en primer plano la planicie de inundación del río Santa Catarina.


Los datos se fotinterpretaron para identificar los límites de la planicie de inundación del río y los poligonos obtenidos se sobrepusieron para identificar y cuantificar los cambios.

 

Planicies de inundación en las cuatro fechas estudiadas.

 

Presa Rompepicos n2Arriba

 Como parte de las estrategias de control de los escurrimientos en el río Santa Catarina, el Gobierno del Estado construyó, en el sitio conocido como Corral de Palmas, una presa de control de avenidas conocida localmente como “Rompepicos”. Sin duda la presa ha podido reducir la magnitud de los escurrimientos máximos sobre el río, aun cuando no ha operado en condiciones semejantes a las de su diseño original. El hecho es de que, aún con esa infraestructura, la cuenca de La Huasteca continúa siendo la principal aportadora de volúmenes de agua al río Santa Catarina, justo aguas arriba de su tramo urbano. Dentro del estudio que realiza actualmente el ITESM para la CONAGUA, el desempeño de la presa es de gran importancia en el esquema general del funcionamiento del río ante avenidas. Esa es la principal razón de este informe.

Vista aérea de la presa rompepicos tres días despues del huracán Alex.