Dinámica del caudal en dos cuencas andinas: tendencias y propiedades multifractales

Resumen

Comprender la variabilidad temporal del caudal fluvial requiere no solo el análisis de tendencias de largo plazo, sino también la caracterización de cómo dicha variabilidad se organiza a través de diferentes escalas temporales. Este estudio investiga la dinámica de los caudales en los ríos Neuquén y Limay (norte de la Patagonia, Argentina) mediante el Análisis Multifractal de Fluctuaciones sin Tendencia (MF-DFA) y el test no paramétrico de Mann–Kendall. Las estaciones hidrométricas seleccionadas se localizan aguas arriba de embalses y represas, representando así condiciones hidrológicas esencialmente naturales. Los resultados revelan la presencia de persistencia de largo alcance en todas las series, con exponentes de Hurst entre 0.60 y 0.83, lo que indica una memoria temporal significativa en la dinámica de los caudales. También se observó multifractalidad moderada a fuerte, con anchos espectrales (Δα) entre 0.31 y 0.90, reflejando una variabilidad distribuida en múltiples escalas temporales. Las relaciones de escalamiento mostraron un comportamiento aproximadamente lineal dentro del rango temporal analizado, respaldando la robustez de los exponentes de escalamiento estimados. Se observaron diferencias entre las métricas de caudal: los caudales máximos presentan espectros multifractales más amplios, consistentes con la influencia de eventos extremos intermitentes, mientras que los caudales mínimos muestran una mayor persistencia y una estructura más estable, coherente con el papel de los procesos de almacenamiento. Los caudales medios exhibieron un comportamiento intermedio, integrando ambas componentes. También se identificaron diferencias sistemáticas entre cuencas. La cuenca del Neuquén presentó una diferenciación más marcada entre regímenes de caudal, mientras que la cuenca del Limay mostró una mayor dispersión multifractal en varias métricas. Estas diferencias sugieren organizaciones internas distintas de la variabilidad de los caudales dependiente de la escala entre ambas cuencas. En ambas cuencas se detectaron tendencias decrecientes en los caudales medios y mínimos. En conjunto, los resultados indican que los caudales en estas cuencas andinas se caracterizan, dentro del rango temporal analizado, por una variabilidad persistente y multiescala coexistiendo con una reducción general en la disponibilidad hídrica. La integración de análisis multifractales y de tendencias proporciona un marco complementario para describir tanto la magnitud como la organización temporal interna de la variabilidad hidrológica en regiones montañosas.