El norte de Chile se ve afectado por la problemática aluvional debido a la ocurrencia de lluvias intensas sobre laderas con sedimento no consolidado. La comprensión de los procesos hidrometeorológicos y geomorfológicos se vuelve crucial para monitorear, modelar, gestionar y prever estos eventos en un contexto de cambio climático que puede incrementar la amenaza de estos eventos. A nivel global, los aluviones se han reconocido como una amenaza significativa, con consecuencias devastadoras para la infraestructura, la economía y la vida humana. Chile ha experimentado eventos aluvionales costosos, con pérdidas económicas y vidas humanas. A pesar de esta situación, el país invierte menos en reducción de riesgos en comparación con otras naciones. Existe una carencia de guías específicas para evaluar y calcular la amenaza aluvional en el país, lo que complica la planificación y la adopción de medidas de mitigación efectivas. Para abordar esta brecha, se propone el desarrollo de una guía que tenga en cuenta las particularidades del norte de Chile, así como la evaluación del cambio climático en su ocurrencia. Esta guía permitiría calcular la amenaza aluvional futura, mejorando la planificación territorial y la infraestructura de mitigación. En última instancia, este enfoque podría reducir tanto las pérdidas económicas como las pérdidas humanas en situaciones de desastre.

Los avances computacionales de las últimas décadas, junto a la aparición de nuevas técnicas de medición han permitido a la comunidad científica avanzar en la comprensión de procesos hidrológicos y, por lo tanto, en la capacidad de generar predicciones a distintas escalas espacio-temporales. En el contexto de Chile, se ha evidenciado una creciente instrumentación de cuencas que permite incorporar información esencial para realizar una modelación hidrológica, representando las cuencas tanto como una unidad única o de forma distribuida (modelos continuos vs distribuidos). Sin embargo, aún persisten importantes brechas, por ejemplo, la escasez de información meteorológica a nivel horario y minutario en zonas montañosas. Esto dificulta tener una estimación realista de los eventos de precipitación, y consecuente la estimación de caudales de crecida. 

Estudios previos realizados por este grupo dan cuenta de esta problemática, particularmente, en tormentas cálidas, donde existe una alta heterogeneidad espacio-temporal de la precipitación, dada la naturaleza convectiva de la misma. Además, los resultados sugieren que las técnicas aceptadas para la estimación de caudales de crecida en el país tienden a subestimar considerablemente los caudales líquidos en quebradas susceptibles a la ocurrencia de aluviones en la zona norte de Chile. Lo anterior se atribuye a deficiencias en la representación espacial de procesos de interacción agua-suelo, así como al desconocimiento de las intensidades reales de las precipitaciones en periodos de tiempo inferiores a una hora. 

Finalmente, existen problemas asociados a la instalación y operación de estaciones hidrométricas: (i) las estaciones de control fluviométrico se encuentran ubicadas muy espaciadas en los principales cauces, por lo que no existen estimaciones confiables de la escorrentía generada en quebradas aportantes, y (ii) las estaciones de control fluviométrico suelen ser sobrepasadas durante crecidas extremas, lo que genera importantes vacíos en el registro instrumental. Por lo tanto, la modelación de eventos de crecida permanece como una tarea desafiante, principalmente por la dificultad de representar los procesos de interacción de agua-suelo y los eventos de precipitación de carácter convectivo en el norte de Chile.

Los aluviones en la zona norte de Chile son activados por lluvias torrenciales de alta intensidad y duración moderada. La activación depende del volumen de sedimentos contenido en el flujo que se expresa en la concentración volumétrica de sedimento. La concentración volumétrica dependerá de la disponibilidad de sedimentos en las cuencas y de la capacidad del flujo de incorporarlos y movilizarlos. La incorporación de sedimentos es limitada cuando no hay disponibilidad sedimentos en las cuencas, o cuando la escorrentía no es capaz de movilizarlos. Las investigación de este grupo de trabajo sugieren que la disponibilidad de sedimentos se puede considerar como ilimitada en las cuencas del norte de Chile. En este entorno desértico las cuencas tienen baja conectividad y escaza capacidad de transferir sedimentos fuera de sus límites, almacenado grandes volúmenes de sedimentos durante los largos periodos sin tormentas. Además, durante una tormenta, las cuencas se recargan de sedimentos dada su baja conectividad y una elevada concentración volumétrica de sedimentos en flujos de alta viscosidad. Así, la disponibilidad de sedimentos no es un factor determinante para estimar el volumen y la concentración volumétrica de sedimentos, ya que existe sedimento preparado para ser incorporados a un aluvión durante una lluvia de alta intensidad. En cambio, la capacidad del flujo de movilizar sedimentos es un factor relevante para activar aluviones. Lo anterior implica que sea posible la predicción de volúmenes y concentraciones volumétricas de sedimentos en los aluviones considerando solo variables que determinan la movilidad de los sedimentos durante la tormenta.