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ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS

PÉRDIDAS ORIGINADAS POR EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS

Presentación de Avances

CNSFSeptiembre 29, 2006

Entrega de informe final: septiembre 30Entrega de sistema: diciembre 31

Avances en:Cálculo de los peligros

VulnerabilidadSistema Hidro-AMIS

Ingeniería de riesgos, probabilidadERNDra. Sandra Santa Cruz

SistemasERNIng. Edgar Osuna

SIG, SistemasERNIng. José Juan Hernández

InundaciónERNM. en I. Edith Vega

Viento, Calibración con daños históricosERNM. en I. Carlos E. Avelar

Granizo, Ingeniería de riesgosERNM. en I. Antonio Zeballos

Tsunami, Coordinador del sistemaERNM. en I. Benjamín Huerta G.

InundaciónInstituto de Ingeniería UNAMDr. Ramón Domínguez

InundaciónInstituto de Ingeniería/CENAPREDDr. Óscar Fuentes Mariles

Ingeniería de Costas, Marea, OleajeInstituto de Ingeniería UNAMDr. Rodolfo Silva Casarín

TsunamiCICESE, EnsenadaDr. Modesto Ortiz

TsunamiInstituto de Geofísica UNAMDr. Shri Krishna Singh

Ingeniería de riesgos, TsunamiInstituto de Ingeniería UNAMDr. Mario Ordaz Schroeder

Coordinación general del proyectoInstituto de Ingeniería UNAMDr. Eduardo Reinoso Angulo

Función o EspecialidadInstituciónParticipante

Beneficios

Para la CNSFFijar reservas con criterios técnicos

Para las compañías de segurosHerramienta técnica auxiliar para:

conocer su exposiciónfijar primasnegociar reasegurofijar cúmulos

Datos para el sistemaBienes asegurados

• Inmueble• Contenidos• Pérdidas consecuenciales• Bienes bajo convenio expreso

Tipo de carteras (una sola base de datos)• Individuales• Colectivas (agrupadas, semiagrupadas)

Datos de cada edificio (obligatorios y optativos)• Referencia• Financieros• Localización• Estructura

CÁLCULO GENERAL DE PÉRDIDAS

Cálculo general de pérdidas

Peligros

Pólizas

Edificios

Escenarios

Calcula pérdida bruta

Calcula efecto de seguro individual (I, S)

Calcula efecto de seguro colectivo (A, S)

Calcula factor de retención

Acumula primas netas totales y retenidas del escenario

Determina fdp de la pérdida en el escenario(media, varianza total, P0, P1, expuesto)

A

A B

B C

C

Calcula primas totales

Determina tasas por peligro y agrega tasas

Calcula efecto de reaseguro XL

Determina PML

Fin

Avances conceptuales

Se han formalizado los siguientes conceptos: escenario, póliza, edificioLo anterior permite un esquema computacional más claro y simple.Todo el código de cálculo actuarial de pérdidas es compartido por todos los peligrosSólo se programan módulos específicos de un peligro para el cálculo de pérdidas brutas


PÉRDIDAS ORIGINADAS POR:

HURACÁN


Bases del método

En principio, y sólo conceptualmente, generación de un catálogo de huracanes artificiales, con probabilidades anuales de ocurrencia asignadas empíricamente

Para simular huracanes se perturban: a) las trayectorias de huracanes observados; b) algunos parámetros como velocidad ciclostrófica y P0.

Se dispone de un modelo paramétrico para relacionar estas variables con las velocidades de viento y alturas de marea en puntos arbitrarios

Trayectorias perturbadas

Trayectorias perturbadas

La perturbación de la trayectoria se realiza como en un proceso bidimensional de Wiener, con media igual a la posición observada y varianza creciendo linealmente con el tiempo

Esto permite conocer la distribución de probabilidad de la posición del huracán simulado en cualquier punto, lo cual permite no tener que simular materialmente los huracanes más que para hacer calibraciones

Calibración

¿Cómo sabemos que el proceso de simulación es adecuado?

Cozumel

10

100

1,000

1 10 100 1,000 10,000

Tr

Vmax

Jalapa

10

100

1,000

1 10 100 1,000 10,000 100,000

Tr

Vmax

Falta adicionar seudo-huracanes o “ventarrones” en el interior



VIENTO


Modelo paramétrico para el cálculo de la velocidad de viento en un punto arbitrario

Aviso de huracán:Localización del ojo (latitud, longitud)

Velocidad (km/h)

Presión central (mb)

0.4785 413.01R Po= −

Silva et al. (2002)

Radio ciclostrófico (km)

( )( )0.886 0.5 cosv R FW F U V θ β= + +

Velocidad de Viento (km/h)

Velocidad de VientoHuracán Wilma

Catálogo de huracanes históricos para los Océanos Atlántico y Pacífico

Océano Atlántico: 1351 huracanes (1851 a 2005)Océano Pacífico: 795 huracanes (1949 a 2005)

Velocidad de Viento en Tierra

Efecto de la fricción con la superficie del terreno

Variación de la velocidad de viento con la altura

Topografía Regional

Variación de la velocidad de viento con la altura y para diferentes tipos de terreno

4 tipos de terreno (rugosidad):Campo abierto plano. Árboles o construcciones dispersas. Arbolado, lomeríos, barrio residencial.Muy accidentado, centro de ciudad.

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50

Frz

Z (m)

Frz-T1

Frz-T2

Frz-T3Frz-T4

centro de ciudad suburbano litoral

altura

250 m

500 m

velocidad como porcentajede la velocidad gradiente

100

100

100

90

9077

77

77

9061

Factores de Topografía

Sitios:Protegidos (FT=0.80)

Normales (FT=1.0)

Expuestos (FT=1.2)

Muy importante: Ubicación precisa del inmueble

Acapulco

Valle de México

Muy importante la información precisa de:Tipo de inmueble (Industrial, Tipo Edificio, Otros)

Tipo de cubierta (Ligera, Pesada)

Número de pisosUso del inmueble (Hotel, Vivienda, Bodega, etc. )

Vulnerabilidad

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 50 100 150 200 250 300

Velocidad (km/hr)

Pérd

ida

(%)

Industrial con muros ligeros y cubierta ligera

Industrial con muros macizos y cubierta ligera

Industrial con muros ligeros y cubierta pesada

Industrial con muros macizos y cubierta pesada

Marcos

Marcos y muros

Muros de carga de mampostería

Funciones de Vulnerabilidad

Forma de la cubierta.

Irregularidad en planta.

Postes de luz o teléfono, anuncios espectaculares o árboles que se encuentren cerca de la construcción y que en caso de colapsar pudiesen dañarla.

Objetos que se encuentran en la azotea del inmueble y que al presentarse fuertes ráfagas de viento pueden desprenderse y dañar la construcción.

Tamaño de cristal en fachadas.

Tipo de cristal (templados, no templados, con películas anti-impacto).

Apoyo de cristales (aluminio, acero, madera, vidrio ó sin marcos).

No contar con elementos de protección en ventanas.

Porcentaje de cristal en fachadas y domos respecto al área expuesta total.

Porcentaje de tablarroca, plástico, lámina en fachadas y techos respecto al área expuesta total.

Factores que incrementan la vulnerabilidad de las construcciones


PÉRDIDAS ORIGINADAS POR EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS

MAREA DE TORMENTAPresentación de Avances

BEATRIZ00000234210087 63 9706199324

PRISCILLA000001312.610098.54.870.310197123

Sin nombre000001110.810098.75.170.56195622

Sin nombre000006.66.6100995.571.411195421

SIMONE000001216.810009.5671.811196120

BUD000001424.610088.75.172.86198819

ROSA000001732.410019.96.673.211200018

FERNANDA000008.48.410099.15.573.89196017

Sin nombre000003857.6999106.776.96195416

ORLENE000002240.810048.75.177.39197015

OLAF00000415410038.64.980.510199714

OLIVIA000003131.2100795.582.610197113

Sin nombre000003130.610069.15.585.47195412

OLIVIA000006271.4999.99.76.387.29197811

DOUGLAS000001716.810079.96.689.28199610

Sin nombre000001918.610079.86.490.4919599

Sin nombre000002019.810059.45.9911019548

CRISTINA000001724.6991129.5101719967

BRIDGET000002228.21002107102619716

Sin nombre000001110.81004117.5104619515

ESTELLE00005.43131.21000118.1109919604

LESTER0000135060999.1117.81101019983

RICK000031719.898513111111119972

PAULINE001.87.2224343.2975.214131591019971

NOMBREH5H4H3H2H1TSTDPTAVMesAño#

Playa del Carmen, Quintana RooIsla de Cozumel, Quintana Roo.

Cancún, Quintana Roo.Progreso, Yucatán

Campeche, Campeche.Ciudad del Carmen, Campeche.

Paraíso, Tabasco.Coatzacoalcos, Veracruz.

Veracruz, Veracruz.Altamira – Tampico, Tamaulipas.

Puerto Madero, Chiapas.Santa María Huatulco, Oaxaca.

Acapulco de Juárez, Guerrero.Ixtapa Zihuatanejo, Guerrero.Lázaro Cárdenas, Michoacán.

Manzanillo, Colima. 1Puerto Vallarta, JaliscoSan Blas, Nayarit.Mazatlán, Sinaloa.Guaymas, Sonora.

Los Cabos, Baja California Sur.Ensenada, Baja California

2005/10/19/002005/10/19/14 2005/10/20/10 2005/10/21/06 2005/10/22/02 2005/10/22/22 2005/10/23/18 2005/10/24/14

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

η (m

)

Marea de Tormenta - Wilma (2005)Cancún

( )s bv

x gHτ τηρ

+∂ =∂

Sobrelevación debida al vientoTensión tangencial debida al vientoTensión tangencial debida a la fricción de fondoProfundidad totalSobrelevación por marea de tormentaProfundidad del agua en el ojo del huracán.Aceleración de la gravedad en m/s

2

ln100 ( )

aP Kw x hg h

ηη η

= + −

Presión atmosférica en el punto de evaluación (playa) en milibaresCoeficiente de arrastre del aire

Componente normal de velocidad del viento a la playa en m/sDistancia entre el ojo del huracán y el punto de interés (playa) menos el radio ciclostrófico

vη =

sτ =

bτ =

H h η= +

η =

h =

g =

aP =

aireD

agua

K Cρρ

=

w =

x =

Inventario de inmuebles

Casa dos niveles

Casa un nivelFunción 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)

Pérd

ida

Casa Residencial 1 nivelCasa 2 niveles

Daño asociado a inundación

Inventario de inmuebles

Hotel o Villas en primer Nivel

Descripción Porcentaje del valor

Daño en los contenidos para diferentes profundidades (m)

Habitación sencilla 0.05 0.5 1 1.5 2.5Cama 11.30% 2% 90% 100% 100% 100%Mesas de noche 0.90% 2% 30% 90% 100% 100%Lámparas 0.90% 0% 0% 70% 90% 100%Teléfono 0.27% 0% 0% 100% 100% 100%Tocador/espejo 2.71% 5% 50% 80% 90% 100%Televisión 1.81% 0% 0% 100% 100% 100%Clóset 1.36% 5% 40% 60% 70% 100%Ganchos 0.23% 0% 0% 80% 80% 80%Plancha 0.32% 0% 0% 100% 100% 100%Burro 0.14% 5% 40% 80% 90% 100%Caja seguridad 1.58% 0% 0% 20% 50% 60%Cortinas/baño 0.23% 0% 10% 20% 30% 30%Secadora 0.23% 0% 0% 100% 100% 100%Cafetera 0.23% 0% 0% 100% 100% 100%Mesa 1.36% 3% 30% 50% 80% 90%Sillas 0.68% 3% 30% 70% 80% 90%Minibar 1.58% 5% 50% 70% 90% 100%Cortinas 0.90% 0% 40% 80% 80% 90%Ropa/cama 1.13% 0% 100% 100% 100% 100%Adornos 0.45% 0% 0% 30% 100% 100%Otros Ventanas 0.90% 0% 0% 10% 20% 20%Pintura 0.23% 10% 40% 80% 100% 100%Instalación eléctrica 3.61% 0% 3% 60% 100% 100%Aire Acondicionado 6.78% 0% 0% 0% 60% 100%


Resumen Función 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)

Pérd

ida

Casa Residencial 1 nivel

Oficinas 1 nivel

Hotel 1 nivel

Restaurante 1 nivel

Bodega (5 mts)

Ejemplos para algunos tipos de Usos

Inmueble y Contenidos

Pendiente calibración



MAREMOTO


Asesores

Dr. Modesto Ortiz FigueroaDepartamento de Oceanografía Física

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California

Metodología de Peligro de Maremoto basada en la propuesta de Sistema Regional de Alerta de Tsunamis mediante la detección temprana y la simulación numérica

Dr. Mario Ordaz (Instituto de Ingeniería, UNAM) y Dr. Shri Krishna (Instituto de Geofísica, UNAM)

Consideraciones en México

Modelos de generación de Maremotos Locales

Planos de generación

189 Planos de Generación (celdas de 30x30 km2)

8 fuentes sísmicas = 603 escenarios

Fte 1

Fte 2

Fte 6Fte 7

Fte 8

Fte 3Fte 4

Fte 5

Localidades analizadas

Resultados en 172 localidades

Ejemplo de resultados

Alturas máximas de ola para el escenario propuesto

Calibración (Acapulco)

0.00

0.00

0.01

0.10

1.00

0.1 1 10A (m)

λ λ λ λ (A

) V-R Acapulco

CENAPRED Acapulco

NOAA Acapulco

Geist 2006

Green S=0.6

Green s=1

Green s=1 Alim=0.5

Green s=1 Alim=0.25

Green s=1 Alim=0.75 suave

Tirantes de inundación

h max d

Funciones de vulnerabilidad de Marea



INUNDACIÓN


Asesores

Modelo de flujo en cauces y llanuras de inundaciónDr. Óscar. Fuentes Mariles

Dr. Ramón Domínguez Mora

Metodología Alterna

Coordinación de HidráulicaCoordinación de HidráulicaInstituto de IngenieríaInstituto de Ingeniería

Modelo de flujo en cauces naturales

Parámetros necesarios:

• Topografía de detalle (100-500 m desde las orillas)• Carreteras• Puentes• Árboles

• Perfil de los ríos• Secciones transversales de los ríos (250 - 500 m)• Hidrogramas de entrada• Calibración de los resultados

Ecuacionesde Saint-Venant

Modelos Matemáticos

( )tyB

x)Av

∂∂=

∂∂

+

∂∂+

∂∂−=

∂∂

fStv

g1

xv

gv

xy


Flujo Permanente y no Permanente

RíoQuerétaro-Apaseo

Río Laja

La Begoña IILa Begoña

0+000

3+054

42+510

49+356

1,740

1,750

1,760

1,770

1,780

1,790

1,800

1,810

1,820

0+000 0+040 0+080 0+120 0+160 0+200 0+240

CADENAMIENTO

ELEV

AC

IÓN

(msn

m)

0+000 3+064 42+510 49+356

1,750

1,755

1,760

1,765

1,770

1,775

1,780

1,785

1,790

1,795

0+000 5+000 10+000 15+000 20+000 25+000

CADENAMIENTO

ELEV

AC

IÓN

(msn

m)

TALWEG BORDO IZQUIERDO BORDO DERECHO

9,679 km2

2,785 km2,785 km2 2

60 60 KmKm

24 24 KmKm

HIDROGRAMAS DE LA SV02

0100200300400500600700800

0 4 8 12 16 20 24 28 32TIEMPO (Días)

GA

STO

(m3 /s

)

TR=2 TR=5 TR=10 TR=100 TR=500

SimulaciónFlujo Bidimensional

Tr=2 años

Tr=10 años Tr=100 años

Tr=5 años


Resultados Malla regular

400 x 400 m CELAYA

TUXTLAMalla regular

50 x 50 m

VILLAHERMOSAMalla regular

100 x 100 m

Metodología Alterna

Parámetros necesarios:

• Lluvia de 24 horas

• Zonificación de la república mexicana por regiones pluviográficas

• Ubicación de ríos

• Relación de precipitación/escurrimiento

• Distancia 250 m



GRANIZO


Amenaza de granizo en México

PELIGRO POR CAÍDA DE GRANIZO

Muy alto Alto Medio Bajo Casi nulo

El granizo es un fenómeno muy localizado que afecta a zonas con determinadas características. La parte central del país, así como zonas altas de los estados de Chihuahua y Durango son las partes de mayor peligro de

tormentas de granizo.

Fuente: Servicio Meteorológico Nacional

Medición de la intensidad

Medida de intensidad adoptada: la energía cinética por unidad de área del granizo. Mide tanto la masa del granizo como su velocidad En México los registros sobre eventos pasados de tormentas de granizo son muy escasos. Son pocos los datos técnicos que se pueden emplear en la construcción de modelos de ocurrencia futura de eventos.Se ha construido un modelo empleando la información disponible, y adaptando la amenaza reportada de otras latitudes, así como la vulnerabilidadEl modelo se basa en el concepto de “tormenta de granizo”, con una magnitud dada y cierta atenuación de la intensidad

Modelación de peligro

≥≥≥≥

<<<<≤≤≤≤====

−−−−−−−−

−−−−−−−−

U

EE

0

U0

EE

0

EEe

EEEe)E(

0U

0

si

si

α

α

λ

λλ

Se propone una curva de peligro como la siguiente (Waldvogel, 1978) para la magnitud de una tormenta:

Donde λ(E) es la tasa de excedencia de la magnitud E, λ0 es la tasa de excedencia de E0, y EU es la máxima magnitud que se puede tener en ese sitio.

Tasa de excedencia de int ensidad

0 .001

0 .01

0 .1

1

10

0 200 400 600E

λλ λλ(E)

TLAXCALA CUAJIMALPA DE MORELOS (ZONA E ó 2 )

Atenuación de intensidad

Las tormentas de granizo sólo abarcan una pequeña extensión. Es necesario, entonces, considerar una atenuación de la intensidad en función de la distancia para representar correctamente este hecho. Se propone usar la siguiente:

gkr0k eErE −−−−====)(

At enuación de int ensidad

00 .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 .9

1

0 5 1 0 15 20 25 30

dist ancia (km)

E k0/

E(r)

k= 0 .0 6 , g= 1 .5k= 0 .0 2 , g= 1 .5k= 0 .0 6 , g= 2


Estudios realizados en otros países han conducido a funciones de vulnerabilidad determinadas con base en daños reportados

Hohl et al (2002), relacionan intensidad medida por la energía cinética por unidad de área con el daño reportado por compañías aseguradoras en Suiza:


A partir de lo encontrado en la literatura internacional, se deberán modificar los valores de los parámetros para construir funciones de vulnerabilidad de construcciones localizadas en MéxicoEsta calibración, idealmente, se deberá realizar con base en información de la siniestralidad exhibida por el universo de inmuebles asegurados en México.

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