Proyección del riesgo de inundación por aguas subterráneas en un sistema kárstico de llanura bajo climas futuros

Por qué importan las inundaciones subterráneas en aumento

Cuando imaginamos inundaciones, solemos pensar en ríos que se desbordan o en olas de tormenta que rompen muros costeros. Pero en partes del oeste de Irlanda, las inundaciones pueden ascender silenciosamente desde abajo, cuando las aguas subterráneas llenan depresiones naturales en el paisaje calcáreo creando lagos temporales llamados turloughs. Este estudio explora cómo es probable que cambien esas inundaciones ocultas a medida que el clima se calienta, usando modelado informático avanzado para mirar hasta finales de siglo y ayudar a las comunidades a planificar un futuro más húmedo.

Un paisaje moldeado por la roca, la lluvia y las mareas

La investigación se centra en una región kárstica de baja altitud que drena hacia la bahía de Galway. Aquí, la lluvia que cae sobre colinas cercanas se filtra por grietas y túneles en la caliza subyacente y reaparece en depresiones superficiales que periódicamente se llenan de agua. Estas cuencas naturales se conectan al mar a través del sistema subterráneo, por lo que las mareas oceánicas pueden elevar o bajar sutilmente los niveles freáticos en el interior. Como gran parte del proceso ocurre fuera de la vista, y porque el agua puede moverse rápido a través de este laberinto de pasajes, las inundaciones son difíciles de predecir con modelos tradicionales basados en ríos.

Enseñar a un modelo inteligente a seguir el agua

Para desenredar esta complejidad, los autores construyeron un modelo de aprendizaje automático conocido como red neuronal bayesiana. Lo entrenaron con casi una década de mediciones reales: precipitación diaria, cambios del nivel del mar en el puerto de Galway y el volumen de agua combinado almacenado en cinco turloughs monitorizados. El modelo aprendió no solo cómo la lluvia y la marea actuales afectan las inundaciones, sino también cómo los días húmedos o secos previos condicionan el sistema. Pruebas con datos no empleados en el entrenamiento mostraron que el modelo reproducía con gran precisión los volúmenes de inundación observados, aunque tendía a ser cauteloso con las inundaciones más extremas, lo que significa que sus proyecciones más severas probablemente sean conservadoras.

Mirando al futuro bajo diferentes trayectorias de calentamiento

Con este modelo entrenado, el equipo introdujo proyecciones futuras de precipitación de un conjunto de simulaciones climáticas regionales, junto con condiciones de marea, para los años 2016 a 2100. Examinaron dos trayectorias de gases de efecto invernadero: una en la que las emisiones globales se estabilizan (RCP 4.5) y otra en la que continúan aumentando con fuerza (RCP 8.5). En once realizaciones climáticas diferentes, ambos futuros mostraron más inundaciones subterráneas con el tiempo, pero la ruta de altas emisiones destacó. Los periodos de lluvia intensa se volvieron más húmedos, el terreno entró en estados propensos a inundación con más frecuencia y los volúmenes de turlough aumentaron más rápido, especialmente en invierno y en los meses limítrofes.

Cómo ráfagas cortas y la humedad de fondo desencadenan inundaciones

El estudio también investigó qué impulsa realmente los eventos más dañinos. Al comparar los picos de inundación con los totales de precipitación en los días y semanas previos a cada evento, los autores hallaron que la lluvia caída en los pocos días inmediatamente anteriores es la que más importa. Las acumulaciones más largas siguen teniendo un papel, pero las ráfagas cortas e intensas sobre un suelo ya húmedo son el desencadenante clave. A lo largo de las décadas, el escenario de altas emisiones produjo condiciones iniciales visiblemente más húmedas antes de las tormentas, de modo que el mismo tipo de aguacero que antes solo causaba inundaciones menores ahora tiene más probabilidades de generar lagos grandes y conectados a lo largo del paisaje.

Patrones en el tiempo: cuando el mar y el cielo se confabulan

Para ver cómo se alinean las distintas influencias a lo largo de meses y décadas, el equipo utilizó una técnica que desentraña relaciones a múltiples escalas temporales. La precipitación emergió como el principal impulsor de las inundaciones subterráneas en todos los casos, con su influencia fortaleciéndose a medida que el clima se calentaba. Los efectos de las mareas fueron más débiles pero cobraron importancia en el mundo de altas emisiones, especialmente en periodos plurianuales, pues niveles del mar más altos dificultan que las aguas subterráneas drenen hacia el mar. El análisis de eventos extremos añadió otra señal de alarma: tormentas que antes se esperaban una vez por siglo podrían ocurrir en el orden de cada 16 años hacia finales de siglo si las emisiones siguen altas.

Qué significa esto para la gente y la planificación

Para residentes, agricultores y planificadores en regiones kársticas de llanura, el mensaje es claro. Incluso sin un desbordamiento espectacular de ríos, las inundaciones desde abajo probablemente se vuelvan más profundas, frecuentes y extensas a medida que la Tierra se caliente, particularmente si las emisiones se mantienen altas. El estudio muestra que combinar mediciones locales detalladas, aprendizaje automático sofisticado y proyecciones climáticas puede revelar con qué frecuencia pueden ocurrir inundaciones peligrosas de aguas subterráneas en el futuro. Ese conocimiento puede orientar el diseño de carreteras, viviendas, sistemas de drenaje y planes de emergencia que sean robustos no solo para el clima actual, sino para las décadas mucho más húmedas que podrían venir.»

Cita: Tabbussum, R., Basu, B., Morrissey, P. et al. Projecting groundwater flood risk in a lowland karst system under future climates. Sci Rep 16, 13935 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43701-7

Palabras clave: inundación de aguas subterráneas, paisajes kársticos, cambio climático, riesgo de inundación, Irlanda