Dr. Marco Antonio Torres Prez Negrn

050

100

150

200

250

300

350

400

1629 21

175

119

102

6 11

380

19 2649

121

113

77

1 3

310

Ocurrencia de desastres naturales por tipo de desastre

Promedio 2002-2011

2012

-100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

frica Amrica Asia Europa Oceana

Mill

ones

de

US

D

BiolgicoGeolgicoHidrometeorolgico

Inundaciones50 %

Hambruna2 %Desprendimient o

de t ierras y avalanchas

11 %

Epidemias relacionadas con

el agua28 %

Sequa9 %

Prdidas econmicas reportadas por continente y tipo de desastre entre 1999-2005

FUENTE: Estrategia para la Reduccin de Desastres de las Naciones Unidas (UNISDR), 2005

Tipos de desastres naturales relacionados con el agua

FUENTE: Comisin Nacional del Agua (CNA), 2007

Prdidas por peligros hidrometeorolgicos 1999-2005 USD$ 900,000,000,000

77% de las prdidas por desastres naturales en el mundo

PIB 13.4% (pases en desarrollo) 4% (pases desarrollados)

Sistema de inventario de efectos de desastres (DESINVENTAR)

Elevacin anormal y progresiva del nivel de agua que

origina la ocupacin de zonas o reas que en condiciones

normales se encuentran secas, provocando, generalmente,

daos en la poblacin, agricultura, ganadera e

infraestructura.

Inundacin

Inundacin Pluvial. Son consecuencia de la precipitacin, se presentan cuando el terreno se ha saturado y el agua de lluvia excedente comienza a acumularse, pudiendo permanecer horas o das. Su principal caracterstica es que el agua acumulada es agua precipitada sobre esa zona y no la que viene de alguna otra parte (por ejemplo de la parte alta de la cuenca).

Ciclones Tropicales

Lluvias Orogrficas

Lluvias Invernales

Lluvias Convectivas

Inundacin Fluvial. Se generan cuando el agua que se desborda de los ros queda sobre la superficie de terreno cercano a ellos.

Inundacin Marina por Temporal (marea y oleaje). Se presentan cuando el nivel medio del mar asciende debido a la marea y permite que ste penetre tierra dentro, en las zonas costeras, generando el cubrimiento de grandes extensiones de terreno.

Falla de Infraestructura Hidrulica. Si la capacidad de las obras destinadas para proteccin es insuficiente, la inundacin provocada por la falla de dicha infraestructura ser mayor que si no existieran obras.

Altura del agua: La altura del agua influye sustancialmente en la magnitud del siniestro, cuanto mayor altura alcance el agua, tanto mayor ser el nmero de bienes que se mojan y ms elevados sern los daos. El agua puede ocasionar daos de mltiples maneras: los materiales absorbentes se hinchan y revientan; en instalaciones elctricas se producen cortocircuitos; los depsitos vacos tienden a elevarse y a flotar, rompiendo las tuberas a ellos conectadas; los metales sufren corrosin, sobretodo si son atacados por agua salada. Otro factor relevante es que las aguas de inundacin siempre transportan partculas contaminantes, que provocan desde una simple suciedad fsica, hasta contaminacin por sustancias qumicas o biolgicas.

Velocidad de la corriente: La corriente puede producir la erosin de las mrgenes del cauce fluvial y socavar edificios prximos a la orilla, ocasionando incluso su derrumbe. Estos efectos erosivos de la corriente pueden hacerse sentir incluso en zonas alejadas de la ribera, como consecuencia de desbordamientos, rotura de bordos de proteccin contra avenidas o intensas precipitaciones locales. Pero las corrientes no slo daan estructuras de edificios, sino que tambin arrastran objetos y los transportan lejos. De este modo, los rboles o automviles arrastrados colisionan contra las edificaciones, causando a menudo nuevos daos y difundiendo ampliamente sustancias contaminantes.

Transporte de slidos: Las avenidas fluviales arrastran grandes cantidades de material slido. De acuerdo con la velocidad de la corriente y las caractersticas del terreno, la composicin granulomtrica del sedimento transportado oscila, en su mayora, entre gravas y arenas finas. La capa de sedimentos aluviales depositados en el exterior del cauce normal puede alcanzar alturas entre unos pocos centmetros y ms de un metro, por lo que no es nada raro que los stanos de los edificios se llenen hasta el techo con estos aluviones.

Rapidez de la avenida: La velocidad de crecida de una inundacin influye sobretodo en la posibilidad de aminorar los daos. En caso de precipitaciones torrenciales, el agua puede ascender localmente hasta un metro o ms en cuestin de minutos. Por el contrario, en los grandes ros el nivel slo aumenta quiz en algunos centmetros por hora, lo que permite adoptar medidas preventivas, siempre y cuando funcione debidamente la organizacin de la alerta previa.

Dnde se inunda?

Cmo se inunda?

Por qu se inunda?

Cunto se inunda?

Qu tan frecuente

se inunda?

Anlisis de Inundacin

Anlisis de amenaza o peligro

Modelos hidrolgicos e hidrulicos

Y luego?

Anlisis de Inundacin

Qu/Quin se daa?

Cmo se daa?

Por qu se daa

Cunto se daa?

Qu tan frecuente

se daa?

Anlisis de riesgo

Modelos de vulnerabilidad y riesgo

No podemos predecir exactamente la secuencia futura de eventos, pero s podemos estimar algunas caractersticas de este proceso que nos permiten tomar decisiones ms racionales

De qu tamao son y qu tan frecuentemente ocurren los fenmenos perturbadores?

Cul es la distribucin geogrfica de las intensidades causadas por un fenmeno perturbador con caractersticas conocidas?

Qu tenemos expuesto, dnde est y cunto vale?

Cul es la relacin entre las caractersticas de nuestros bienes expuestos y los daos que sufrir ante eventos que produzcan intensidades conocidas?

AMENAZA

EXPOSICIN

VULNERABILIDAD

Cuando construimos en el cauce, el cauce estaba seco, pero un da llovi

Quin poda preverlo?

TRADITIONAL FLOOD HAZARD APPROACH

Mapa de precipitacin para Tr uniforme

Modelo Hidrolgico

Modelo Hidrulico

Mapa de inundacin asociado a un Tr

Amenaza Descripcin tradicional

TRADITIONAL FLOOD HAZARD APPROACH Escenarios tericos donde la lluvia en cada ubicacin tiene la misma probabilidad de ocurrencia, pero no se consideran incertidumbres sobre la distribucin espacial o temporal de la lluvia. La lluvia en los puntos A, B y C podran no ocurrir en el mismo evento, ni al mismo tiempo, ni con la misma intensidad proporcional, por lo tanto no se podran estimar las prdidas en cada punto. Adecuado para el diseo de infraestructura hidrulica, pero no es muy til para los tomadores de decisiones porque los mapas obtenidos no estn asociados a eventos reales.

Punto A

Punto B

Punto C

Amenaza Descripcin tradicional

Escenarios de lluvia histricos o simulados con una frecuencia de

ocurrencia

Escenarios de inundacin asociados a una frecuencia de

ocurrencia

Modelo Hidrolgico

Modelo Hidrulico

Modelo de Inundacin Anlisis probabilista

f1

f2

f3 . . .

fn

f1

f2

f3 . . .

fn

Escenarios lluvia

Topografa

Parmetros hidrolgicos Cubierta vegetal Informacin cuenca Informacin cauce

Modelos hidrulicos 1D 2D Simplificados

Modelo de Inundacin Informacin requerida (SIG)

PLUVIGRAFO: Registra la cantidad de agua cada en un periodo de tiempo determinado. A medida que el depsito se llena, el flotador asciende y hace que la plumilla se mueva hacia arriba; a este movimiento se le une el que tiene el tambor en horizontal, a modo de reloj y preparado para mediciones diarias, semanales o mesuales. Con el pluvigrafo se determina la hora de comienzo y de finalizacin de la precipitacin, as como su intensidad -litros por metro cuadrado cados en una hora-. Hay que tener mucho cuidado con este trmino, porque cuando omos que la precipitacin recogida en una hora ha tenido una intensidad determinada, no quiere decir que haya cado toda esa cantidad; significa solamente que, si la precipitacin hubiera continuado con esa intensidad durante una hora, se hubieran recogido los litros indicados.

PLUVIMETRO: Registra la cantidad de agua cada en un periodo de tiempo determinado. Por lo general se realizan lecturas cada 12 o 24 horas. El agua recogida en el depsito se introduce en una probeta graduada, y se determina entonces la cantidad de lluvia cada, es decir, la altura en mm de la capa de agua que se habra podido formar sobre la superficie horizontal e impermeable, de no evaporarse nada.

I. Verificacin y, en su caso, correccin de la posicin geogrfica de la estacin.

II. Eliminacin de estaciones repetidas.

III. Eliminacin de datos errneos.

IV. Los registros por encima del percentil 99 fueron checados. La mxima diferencia, entre una estacin y los valores promedios de los percentiles en las estaciones vecinas (25 km), fue de 30 unidades. Si la diferencia es mayor, este valor es sustituido por el de la estacin ms cercana.

V. Llenado de datos faltantes en las series en base a las estaciones ms cercanas (25km) utilizando el inverso de la distancia

RADAR METEOROLGICO: Es un tipo de radar usado en meteorologa para localizar precipitaciones, calcular sus trayectorias y estimar sus tipos (lluvia, nieve, granizo, etc.). Adems, los datos tridimensionales pueden analizarse para extraer la estructura de las tormentas y su potencial de trayectoria y de dao.

IMGENES SATELITALES:

Mayor resolucin

Rapidez en adquisicin y

procesamiento

Independencia Clima/Luz

Penetracin en cubierta

Alta densidad de datos

Costo/Beneficio

Topografa LIDAR (Light Detection And Ranging)

Topografa

Parmetros Hidrolgicos Informacin sobre cauce y cuenca

Bsqueda y correccin

de imgenes

Generacin de imgenes

multibanda

Clasificacin

supervisada

Firmas espectrales

Mapas de

cobertura

vegetal

Parmetros Hidrolgicos Cobertura vegetal a partir de imgenes satelitales

Parmetros Hidrolgicos Cobertura vegetal a partir de imgenes satelitales

Los Cabos, BCS

Monterrey, NL

Asuncin, Paraguay

Ubicacin geogrfica de los bienes expuestos

Asignarles valor de reposicin

Clasificarlos desde el punto de vista de su vulnerabilidad, es decir, asignar a cada bien una clase de vulnerabilidad de un catlogo de clases preestablecido

SEP: Nivel bsico y superior

SCT: Carreteras y puentes

SEDESOL: Vivienda en pobreza patrimonial SSA: Unidades mdicas

CONAGUA: Presas, Distritos de Riego y de Temporal Tecnificado

*Ms de 10 millones de vivienda en PP Ms de 13,500 unidades mdicas

*Aprox. 135,000 km de carreteras y ms de 7000 puentes

*Aprox. 900, 87, 21 presas, Distritos de Riego y Distritos de Temporal Tecnificado

Ms de 190,000 y 8500 escuelas de Nivel Bsico y Superior, respectivamente

Determinar relaciones probabilistas intensidad-dao para todas las clases de infraestructura bajo anlisis

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 Intensidad

Valo

r es

pera

do d

el d

ao.

Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4

Two-levels house

One-level house

Funcin de Vulnerabilidad

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4Tirante (m)

Prd

ida

Casa Residencial 1 nivelCasa 2 niveles

0 1 2 3 4 5 6 7Tirante (m)

Prd

ida

UN NIVELDOS NIVELESTRES NIVELES

Ejemplo de vulnerabilidad en edificio de varios niveles

1-b)-(1 1-a (b) (a)b) (a

)(|

yp

222 EE

Preparacin ante emergencias

Reduccin de Vulnerabilidad

PlaneacinTerritorial

Proteccin Financiera

Econmicas Humanas

Aplicaciones

Dao fsico esperado

Exposicin

Intensidad

% D

ao

Vulnerabilidad

Amenaza

% D

am

age

Prdidas

Modelo Probabilista de Riesgo

() = >

=1

( )

Ecuacin fundamental del riesgo

Curva de prdidas

100

1000

10000

100000

1.0E+01 1.0E+02 1.0E+03 1.0E+04 1.0E+05

Periodo de retorno (aos)

Prd

ida

(MD

P)

Curva de prdidas

1E-07

1E-06

1E-05

1E-04

1E-03

1E-02

1E-01

1E+00

100 1000 10000 100000

Prdida (MDP)

Frec

uen

cia

de ex

cede

nci

a (1/

ao

)

Curva de tasa de excedencia de prdidas

Prdida Anual Esperada

Prdida Mxima Probable (PML)

Peor(es) escenario(s) esperado(s)

Principales resultados por cartera o ubicacin

Escenarios de lluvia Mallas de precipitacin diaria(1979-2008) NARR + CLICOM Anlisis objetivo(Mtodo de Cressman) Dividida en lluvia huracanada y no huracanada

Topografa LIDAR @ 5m

Modelo Hidrolgico Cubierta vegetal LANDSAT Lluvia efectiva por pixel Volumen de agua por pixel Hidrograma triangular unitario

Modelo Hidrulico HEC-RAS

Ejemplo de aplicacin (Acapulco)

Exposicin de construcciones Base de datos de vivienda en pobreza patrimonial(SEDESOL)

100, 000 viviendas Ubicacin geogrfica Valor econmica Numero de niveles Tipo estructural

Funciones de vulnerabilidad Jaimes et. al (2008)

Ejemplo de aplicacin

Escenario del huracn Paulina, 1997

Peligro Riesgo

Ejemplo de aplicacin (Acapulco)

MANUEL?

Polticas y estrategias de prevencin Planes de desarrollo urbano Evaluar prdidas humanas y materiales inmediatamente despus de un evento Atender la emergencia inmediatamente despus de que ocurra un fenmeno natural o antropognico Contribuir a la cultura de la autoproteccin: orientacin y concientizacin Mejorar la gestin de seguros de infraestructura pblica

Atlas de Riesgo

Medidas de Mitigacin Regional

Infiltracin, Reforestacin

Aseguramiento, Transferencia financiera del riesgo

Planes de emergencia, rescate, mitigacin del dao, albergues

Sistemas de alerta temprana

Manejo de agua subterrnea

Almacenamiento, Presas y diques

Barreras y sistemas de contencin

Humedales y zonas naturales de amortiguamiento

Planeacin continua por parte del sector pblico y privado

Medidas de Mitigacin Colonia

Humedales y zonas naturales de amortiguamiento

Manejo de residuos slidos

Medidas comunitarias

Azoteas seguras

Defensas: Bordes de tierra

Diseo de construcciones

Uso de suelo, Zonas de inundacin

Almacenamiento subterrneo de lluvia

Encauzamiento de la inundacin

Azoteas verdes y alcantarillado

Medidas de Mitigacin Casa

Tuberas con vlvulas antirretorno

Materiales resistentes al agua

Tanques elevados de gas y agua

Puertas con protecciones contra el agua

Azoteas seguras, Recmaras en pisos elevados

Construccin elevada

Lneas elevadas de electricidad y comunicaciones

Zanjas y pozos de absorcin

Comentarios Finales

Cada escenario de inundacin es diferente debido al cambio constante de las condiciones urbanas y las incertidumbres que existen. Es necesario contar con buena informacin

Se requiere la integracin del riesgo en la planeacin urbana y en la toma de decisiones de las autoridades y dependencias

Manejo integral de las inundaciones requiere de equipos multidisciplinarios con comunicacin continua

Comentarios Finales

Mitigacin real de la amenaza nicamente con base a buena ingeniera mediante la implementacin de medidas estructurales y no estructurales

Es imposible eliminar al 100% el riesgo de inundacin en las zonas de peligro. Algunas medidas de mitigacin pueden transferir el riesgo aguas arriba o aguas abajo del lugar deseado

Se debe contar con planes para el manejo eficiente de la emergencia, incluyendo planes para una recuperacin rpida en trminos fsicos, sociales, econmicos, etc.

Dr. Marco A. Torres Prez Negrn

MTorresP@iingen.unam.mx