Investigadores de Cigiden R+, la Pontificia Universidad Católica de Chile y la Universidad de Valparaíso, publicaron en la prestigiosa revista Coastal Engineering, un estudio que analiza cómo las ondas infragravitatorias y modestos aumentos en el nivel del mar aceleran los procesos de colmatación y cierre de estuarios urbanos bajo escenarios de escasez hídrica..
Los estuarios intermitentemente abiertos, aquellas desembocaduras de ríos que se separan del océano por una barrera de arena, son ecosistemas altamente dinámicos y esenciales para la conectividad ecológica y el drenaje de las ciudades. Históricamente, estos sistemas mantenían un equilibrio relativo entre la fuerza de los ríos (que arrastran sedimentos hacia el océano, limpiando el canal) y la acción del oleaje (que introduce arena desde el mar hacia el interior). Sin embargo, la megasequía prolongada que afecta a la zona central de Chile ha alterado drásticamente esta balanza, disminuyendo los caudales fluviales y dejando la evolución morfológica de las desembocaduras casi exclusivamente bajo el control de los procesos marinos.
Para comprender esta nueva realidad, el artículo “Modeling wave-induced sediment transport and morphodynamic response in a bar-built estuary” (2026), desarrollado por Karol Gutiérrez, Megan E. Williams, Sebastián Correa, Patricio Winckler y Cristián Escauriaza, presenta un avance significativo en la modelación del transporte de arena. La novedad de este trabajo es que simula el movimiento del grano de arena resuelto a la escala de cada ola individual, tomando como caso de estudio el Estero Marga-Marga en Viña del Mar.
El rol de las ondas infragravitatorias y el transporte suspendido
Utilizando el modelo numérico de resolución de fase FUNWAVE-TVD (un software capaz de recrear el viaje real de las olas sobre la costa), el equipo simuló la interacción entre la hidrodinámica marina y la barra de arena durante una tormenta extrema de cuatro días ocurrida en junio de 2022, bajo una condición crítica de descarga fluvial cero.
Uno de los aportes más relevantes del estudio fue la identificación de las ondas infragravitatorias como las verdaderas «arquitectas» del relieve subacuático del estuario. Estas ondas son oscilaciones de baja frecuencia con periodos de varios minutos que se generan en la zona donde rompen las olas comunes. El investigador principal Cigiden R+ y académico de la Universidad de Valparaíso, Patricio Winckler, detalla que estas ondas suelen pasar desapercibidas visualmente frente a las olas de corto periodo (las que vemos reventar en la playa cada pocos segundos), pero son determinantes:
“Encontramos que entre el 70% y el 78% de la variabilidad del transporte de sedimentos dentro del canal está asociada a frecuencias infragravitatorias. En otras palabras, las olas cortas levantan la arena, pero son las ondas infragravitatorias las que finalmente determinan hacia dónde se mueve y dónde se deposita”.
Asimismo, las simulaciones demostraron que bajo estas condiciones de tormenta, la arena no solo se arrastra pesadamente por el fondo, sino que queda principalmente suspendida en el agua, es decir, flotando debido a la agitación. Esto facilita que las corrientes empujen la arena flotante hacia adentro del estuario, donde el agua se calma, permitiendo que el sedimento se asiente y quede atrapado, acelerando el relleno del canal.
Sensibilidad ante el aumento del nivel del mar
El estudio también funcionó como un test de sensibilidad frente al cambio climático, evaluando el impacto de un incremento de solo 20 centímetros en el nivel medio del agua. Los resultados demuestran la extrema vulnerabilidad de las desembocaduras urbanas a variaciones que en el día a día parecen sutiles.
Al respecto, Winckler advierte que este aumento de 20 cm, proyectado para las próximas dos décadas, facilita que las olas se propaguen con mayor facilidad a través de la boca del estuario al perder menos energía por fricción contra el fondo:
“Este aumento relativamente pequeño no modifica drásticamente la cantidad total de arena movilizada, pero sí cambia dónde termina depositándose. Con niveles de agua más altos, aumenta la retención de sedimentos dentro del estuario, favoreciendo el relleno progresivo del canal y acelerando los procesos de colmatación”.
Por el contrario, el modelo mostró que cuando el mar está más bajo, la energía de la tormenta se concentra en la entrada, desatando una fuerte erosión en la playa externa y en los bordes del canal.
Superando los límites de la ingeniería clásica
Otro de los pilares de este trabajo es la incorporación en el software de una formulación física de transporte de fondo (bedload) de no-equilibrio. Tradicionalmente, la ingeniería costera ha dependido de ecuaciones matemáticas formuladas a mediados del siglo XX, como la clásica ecuación de Meyer-Peter y Müller de 1948, las cuales fueron diseñadas para corrientes de ríos simples y unidireccionales.
El estudio demostró que estas fórmulas antiguas sobreestiman la erosión en la zona de swash (la playa interna donde la ola termina de romper y sube por la arena) en más del doble (120%). El nuevo enfoque implementado por el equipo es mucho más realista, porque calcula el movimiento considerando la pendiente inclinada del fondo de la playa, la inercia física del grano de arena y las aceleraciones rápidas del oleaje. Esta precisión metodológica entrega herramientas clave para planificar dragados eficientes, diseñar obras de protección costera basadas en la naturaleza y evaluar el riesgo climático real.
Hacia una gestión adaptativa e integral del riesgo
En términos de gobernanza y mitigación, el estudio abre un debate urgente sobre las intervenciones municipales tradicionales, como el uso frecuente de maquinaria pesada (retroexcavadoras) para romper de forma artificial la barra de arena y «abrir» el estero.
Cristián Escauriaza, investigador de Cigiden R+ y académico de la Pontificia Universidad Católica de Chile, recalca la necesidad de abandonar las respuestas reactivas ante la emergencia y adoptar una perspectiva integral:
“El mensaje principal a los municipios y gobiernos locales es que los eventos extremos en estas zonas urbanas relacionan múltiples factores y las amenazas naturales necesitan un análisis más integral. El oleaje contribuye al transporte de sedimentos y al cierre de las desembocaduras, pero estos procesos pueden a su vez tener un gran impacto en las consecuencias de las inundaciones fluviales. Las prácticas de gestión requieren una mirada integral de los procesos de la cuenca y su relación con la dinámica costera”.
En definitiva, si la desembocadura se llena de arena por culpa de las marejadas, el estero pierde la capacidad de evacuar el agua de lluvia de la ciudad, aumentando el riesgo de inundaciones urbanas graves.
El equipo de investigación proyecta expandir este marco de modelación en el futuro cercano. Buscarán integrar la evolución de la costa con variables ambientales complejas como la calidad del agua, los caudales variables del río y un factor crítico para el contexto chileno: el aumento súbito de lodo y sedimentos en la cuenca producto de perturbaciones extremas, tales como los incendios forestales en las zonas de interfaz urbana.
