A medida que sube el nivel del océano, las comunidades costeras se enfrentan a un riesgo cada vez mayor de inundaciones graves. La infraestructura existente que protege a muchas de estas comunidades no fue construida para resistir la amenaza combinada del aumento del nivel del mar y las fuertes tormentas que se han visto en este siglo.
por Collin Blinder, Universidad de California – Santa Cruz
Si bien reforzar las barreras contra inundaciones existentes plantea un desafío costoso para las comunidades en riesgo, también brinda la oportunidad de introducir soluciones innovadoras que pueden brindar prevención de inundaciones y beneficios ambientales.
Un grupo de investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz y el Servicio Geológico de Estados Unidos ha evaluado una de estas soluciones para mitigar inundaciones, que puede reforzar los diques y, al mismo tiempo, crear hábitats costeros beneficiosos para el medio ambiente. En un estudio publicado el 9 de mayo en Scientific Reports , el equipo evaluó la eficacia de los «diques horizontales» (diques tradicionales modernizados con un borde inclinado de humedal) para fortalecer las costas ante la amenaza del aumento del nivel del mar.
«Los ecosistemas desempeñan un papel fundamental en la reducción del riesgo climático», afirmó Rae Taylor-Burns, investigadora postdoctoral del Centro para la Resiliencia Climática Costera (CCCR) de la Universidad de California en Santa Cruz y autora principal del estudio. «Por lo tanto, la conservación de ecosistemas intactos y la restauración de ecosistemas degradados pueden contribuir a la seguridad y la resiliencia comunitaria ante el cambio climático».
Las tormentas que se avecinan
El aumento del nivel del mar intensificará el impacto de las condiciones meteorológicas extremas, que traen marejadas ciclónicas y olas intensas, en el futuro cercano. Para 2050, las inundaciones costeras causadas por tormentas extremas que actualmente consideramos eventos únicos podrían ocurrir cada dos años debido al aumento del nivel del mar. Además, las inundaciones que se esperan hoy debido a un evento único podrían ocurrir a diario para finales de siglo.
Alrededor de 250 mil millones de dólares en propiedades e infraestructura en California se ven amenazados por inundaciones costeras en el siglo XXI. Las costas densamente pobladas de la Bahía de San Francisco representan dos tercios de este riesgo proyectado por tormentas y el aumento del nivel del mar. Sin embargo, las comunidades de la bahía dependen casi por completo de un sistema de diques obsoleto para su protección; diques que no fueron construidos para soportar las condiciones extremas provocadas por el cambio climático.
Se ha demostrado que los hábitats acuáticos, como los arrecifes de coral, los manglares y los humedales, mitigan eficazmente el riesgo de inundaciones. Sin embargo, las marismas que antiguamente bordeaban la Bahía de San Francisco prácticamente han desaparecido debido a la urbanización exhaustiva de la costa.
«Hemos construido ciudades, comunidades y nuestro mundo bajo la premisa de que estos hábitats seguirán protegiéndonos», dijo Taylor-Burns. «Y, sin embargo, los degradamos».
Una mejora natural
Ampliar la altura de los diques que actualmente protegen la costa de la Bahía de San Francisco sería una iniciativa muy costosa. Taylor-Burns y sus colegas, con el apoyo del Consejo de Protección del Océano de California, se propusieron estudiar si la reintroducción de humedales en la costa de la bahía, mediante la construcción de diques horizontales, podría ser una alternativa más económica y eficaz.
Un dique horizontal es una pendiente gradual de sedimentos que se extiende desde un dique tradicional, creando una costa artificial cuya superficie puede convertirse en un ecosistema de humedal. Las plantas del dique reducen la energía de las olas entrantes, a la vez que proporcionan los beneficios ambientales de un hábitat natural.
«También puede secuestrar carbono, apoyar la pesca y brindar beneficios recreativos», dijo Taylor-Burns.
Para comparar los diseños de diques, el equipo de investigación comenzó con un modelo numérico de la Bahía de San Francisco, meticulosamente diseñado y probado, desarrollado por investigadores del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Patrick Barnard, director de investigación del CCCR y coautor del estudio, contribuyó a la adaptación de estos modelos al estudio de diques horizontales en su anterior puesto como científico del USGS.
«Esta fue una sinergia realmente buena entre la investigación y el desarrollo de modelos más fundamentales y el trabajo aplicado y orientado a soluciones que el Centro ha venido desarrollando», afirmó Barnard.
El equipo calibró el modelo utilizando datos de China Camp Marsh. Posteriormente, los investigadores realizaron una serie de simulaciones por computadora, aplicando diversas condiciones de nivel del mar y tormentas a diseños de diques horizontales y tradicionales para comparar sus beneficios en la reducción de riesgos.
Los diques horizontales tuvieron un buen rendimiento en las simulaciones, mejorando la protección contra inundaciones de los diques tradicionales hasta en un 30 %. Las simulaciones del equipo demostraron que los diques más anchos y con una pendiente más gradual fueron los que mejor previnieron las inundaciones.
La investigación indica que los diques horizontales podrían ser una solución rentable para las inundaciones costeras. «Los diques horizontales podrían ser una forma más económica de reducir el riesgo de rotura de diques debido al cambio climático, en lugar de aumentar su altura», afirmó Taylor-Burns.
Este estudio se basa en una década de investigación sobre el riesgo ambiental para las regiones costeras y las posibles soluciones de adaptación del laboratorio del profesor Michael Beck de la UC Santa Cruz, quien también fue coautor del estudio.
«Nos basamos en trabajos previos sobre riesgos costeros y la ingeniería de infraestructuras basadas en la naturaleza», afirmó Borja Reguero, profesor del Programa de Ciencias y Políticas Costeras de la UC Santa Cruz, laboratorio de riesgos costeros e ingeniería de la UC Santa Cruz e investigador principal del estudio. «Y luego aplicamos métodos avanzados y específicos para marismas y diques en el Área de la Bahía».
Más información: Rae Taylor-Burns et al., Soluciones basadas en la naturaleza prolongan la vida útil de un sistema regional de diques ante el cambio climático, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-99762-7
