Hidrología y cambio climático

Laboratorio operativo de uso interno y servicio externo bajo contrato o convenio. El Laboratorio dispone de instrumentación para el estudio de la peligrosidad y riesgo asociados a eventos hidrogeomorfológicos extremos, así como el análisis de procesos climáticos, geomorfológicos y ambientales.

1. TÉCNICAS – SERVICIOS OFERTADOS

     1.1 Levantamientos topográficos de precisión

Transformamos el entorno físico en modelos digitales de alta fidelidad mediante el uso de sensores remotos y sistemas RPAS (drones). Nuestra metodología integra el apoyo terrestre con equipos GNSS de doble frecuencia para garantizar una precisión centimétrica en cada proyecto, así como datos LiDAR aéreos y terrestres. Realizamos desde la captura masiva de datos hasta la generación de nubes de puntos densas, ortomosaicos georreferenciados y modelos digitales de elevación (MDE), proporcionando una base cartográfica rigurosa para ingeniería, arquitectura y gestión del territorio.

     1.2 Análisis de imágenes de satélite, ortoimágenes e imagen multiespectral

El laboratorio realiza servicios de análisis de imágenes de satélite para aplicaciones en cambios de uso del suelo, morfodinámica fluvial o gestión forestal, entre otras. Trabajamos con imágenes Sentinel 2 procesadas con Google Earth Engine, ortoimágenes e imágenes de dron (Phantom o Mavic 3 Pro) adquiridas con cámaras multiespectrales. Las caracterizaciones de estos datos se desarrollan usando algoritmos de machine learning, principalmente Support Vector Machine y Random Forest.

        Figura 1. Segmentación de la nube de puntos con TreeIso obtenida con datos LiDAR de un bosque mixto en el Pirineo.

       

       1.3 Análisis dendrocronológicos

El laboratorio, dentro del área de dendrocronología, realiza estudios (i) dendrogeomorfológicos focalizados en determinar la peligrosidad y el riesgo asociado a riesgos naturales, tales como inundaciones torrenciales, aludes de nieve, deslizamientos o caídas de rocas en el contexto del cambio climático; (ii) dendroclimatológicos para reconstruir el clima del pasado (precipitación, temperatura, sequías); (iii) dendroecológicos para determinar aspectos relacionados con la ecología forestal o incluso la datación de restos de madera. Para ello, se emplea la información contenida en el registro de anillos de crecimiento de árboles y arbustos. Este servicio puede incluir el propio muestreo, la preparación de muestras y el posterior análisis de las mismas.

        Figura 2. Muestra anatómica de anillos de crecimiento de un árbol afectado por procesos erosivos.

 

1.4 Modelización de procesos hidroclimatológicos

El laboratorio realiza servicios de monitorización y modelización de procesos hidrológicos y climáticos. En concreto, se analizan datos climáticos observados; así como se desarrollan modelos climáticos ad hoc basados en Weather Research and Forecasting (WRF). El laboratorio es especialista en el análisis paleohidrológico de cuencas, en concreto, la reconstrucción de paleocrecidas, procesos de flujos de detritos, avalanchas de nieve, deslizamientos y caída de rocas. Estos estudios incorporan la simulación numérica de flujos newtonianos y no newtonianos (con elevada carga sólida). Finalmente, el laboratorio cuenta con expertos para el análisis estadístico de datos hidroclimatológicos e hidráulicos.

    

Figura 3. Árboles afectados por el proceso de derrubio en el Pirineo.

               Figura 4. Registro sedimentario de inundaciones en el Pirineo.

Figura 5. Modelos hidráulicos de detalle.

Figura 6. Desarrollo de pruebas en campo para evaluar la eficiencia de estructuras de madera para mitigar caídas de rocas.

 

1.5 Propuestas basadas en la naturaleza para mitigar riesgos naturales

El laboratorio realiza servicios de consultoría y análisis de las capacidades de los sistemas forestales para la mitigación de eventos extremos hidrogeomorfológicos. El laboratorio tiene experiencia en el codiseño y coimplementación de estrategias sostenibles para la reducción de aludes de nieve y caídas de rocas en el Pirineo.

 

2. EQUIPAMIENTO

• Dron Mavic 3 Pro Enterprise con sistema de navegación RTK
• Dron Phantom 4 con sistema de navegación RTK
• LiDAR Terrestre Móvil GEOSlam Zeb Horizon RT (MLS)
• Dianas de campo para posicionamiento
• Receptor GNSS Trimble R10 (uso como base o antena móvil)
• Receptor GNSS Trimble R12 (uso como base o antena móvil)
• Material para la preparación macro y microscópica de muestras de campo para dendrogeomorfología
• Mesa de medición TSAP-Win^TM
• Escáner de alta resolución EPSON V850 Pro
• Microtomo de testigos de madera (core-microtome WSL)
• Lupa binocular
• Microscopio óptico con cámara integrada
• Sistemas de análisis estructural de la vegetación en pie (pulling test y acoustic test)

 

3. SOFTWARE

• Pix4D mapper para levantamiento fotogramétrico
• MetaShape (Agisoft) para levantamiento fotogramétrico
• Cloudcompare
• Software para adquisición y tratamiento de datos
• Modelos hidráulicos (i.e. HEC-RAS)
• Modelos para flujos no newtonianos (RAMMS)