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UNESCO RAPCA

Introducción a los conceptos de amenaza, vulnerabilidad y riesgo

Cees van W estenInternational Institute

for Geo-Information Science and Earth Observation

(ITC), Enschede, The N etherland s.E-mail: west en@itc.nl

RIESGO = AMENAZA * VULNERABILIDAD

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Amenaza, vulnerabilidad y riesgo?

RIESGO = AMENAZA * VULNERABILIDAD

Amenaza= PROBABILIDAD de un evento con una cierta magnitud

Vulnerabilidad = grado de destrucción. Función de:• Magnitud del evento, y • Tipo de elementos bajo riesgo

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Amenaza, vulnerabilidad y riesgo?

• Ejemplo:

10 anos RP

US $ 50.000

Amenaza = probabilidad en un periodo de tiempo= 0.1 / ano

Riesgo = amenaza * vulnerabilidad * cantidad= 0.1 * 1 *50.000 = 5.000 US $

V = 1

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Amenaza, vulnerabilidad y riesgo?• Ejemplo:

10 anos RP

US $ 50.000

Riesgo = amenaza * vulnerabilidad * cantidad= 0.1 * ((0.5*200.000)+(0.1*100.000)+(1 * 50.000)) = 0.1 * 160.000 = 16.000

$

V = 1V = 0.1

US $ 100.000US $ 200.000

V = 0.5

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Amenaza, vulnerabilidad y riesgo?

• Ejemplo:

2 anos RP10 anos RP

50 anos RP

US $ 50.000

Amenaza = 0.5 * 0.01 * 50.000 +0.1 * 0.1 * 50.000 +0.02 * 1 * 50.000 == 250 + 500 + 1000= 1750 US $

V = 0.01V = 0.1V = 1

100000

1

0

0.020.1

0.5

1000

Curv a de riesgo

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En realidad

• Ejemplo:

RP = ??

Precio ???

Riesgo = amenaza * vulnerabilidad * cantidad= ? * ? * ? = desconocido

Lo que se requiere: Evaluación de la amenaza, Mapeo de elementos bajo riesgo, Evaluación de vulnerabilidad, Estimación de costos.

V = ????

Profundidad = ????

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Riesgo es un problema espacial• Amenaza:

Que cantidad de aguaCuando y donde?

• Elementos bajo riesgo:Que elementos donde, cuantos ?

• Vulnerabilidad:Que cantidad de agua afectando cuales elementos bajo riesgo?

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Riesgo:problema espacial multidisciplinario

• Evaluación de la amenaza:realizado por científ icos expertos en temas tales como: hidrología, v ulcanología, sismología, etc.

• Elementos bajo riesgo:realizado por geógraf os, planif icadores urbanos, ingenieros civiles

• Estimación de costos:Realizado por economistas

• Vulnerabilidad:Realizado por ingenieros estructurales, civ iles

• Evaluacion del Riesgo:Ejecutado por expertos en SIG

Mapa de Vulnerabilidad

Mapa de Riesgo

Mapa de Amenaza

Informacion sobre costos

Elementos bajoriesgo

Fotos aéreas

Imágenes Satelitales

GPS

Info. estadística

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Procedimiento El uso de un SIG permitirá:• Disminuir tiempo para la

recolección de información (mobile GIS)

• Incrementar tiempo para manejo de datos (i.e. digitalización)

• Disminuir tiempo para el análisis de datos (hasta un 5% del tiempo total).

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Que es lo que se propone realizar?

• Primero defina los objetivos del estudio. • Puede ocurrir que los datos recolectados no se

adecuen a la escala o método seleccionado para el análisis.

• Puede acarrear perdida de dinero y tiempo: demasiado detalle, demasiado general.

• Los siguientes aspectos deben ser considerados:– El objetivo del estudio– La escala del estudio – El tipo de análisis que será implementado– Tipo de datos de entrada que serán recolectados

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Definiendo el objetivo• Estudios de la amenaza pueden ser llevados a cabo

con diferentes propósitos. Entre ellos:– Impacto ambiental de trabajos de ingeniería; – Administración de desastres en una municipalidad o

ciudad;– Modelamiento de producción de sedimentos en una

cuenca ;– Proyectos de manejo de cuencas;– Concientizacion de tomadores de decisiones; – Propósitos científicos.

• Cada uno de estos objetivos conduce a la definición de requisitos específicos con respectos a la selección de la escala de trabajo, el método de análisis el tipo y detalle de los datos requeridos.

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Escalas de análisis (1)

• Escala nacionalMenos de 1:1.000.000, cubre la totalidad del pais, el objetivo principal es el de llamar la atencion de los tomadores de decisiones y publico en general. A menudo mapas en esta escalas se disenan con el propositos de ser incluidos en atlases nacionales.

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Escalas de análisis (2)

• Escala regionalEntre 1:100.000 y 1:1.000.000, cubre una cuenca grande o una entidad politico-administrativa de un país. Mapas en esta escala diseñados en la fase de reconocimiento para la planificación de proyectos de infraestructura de gran dimensión.

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Escalas de análisis (3)

• Escala mediaEntre 1:25.000 y 1:100.000, cubre una municipalidad o una cuenca pequeña. Orientado a la planificación detallada de en el desarrollo de proyectos de infraestructura, estudios de impacto ambiental, planificación municipal.

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Escalas de análisis (4)

• Escala detallada Entre 1:2.000 y 1:25.000, cubre una municipalidad o parte de una ciudad. Usados en la generación de mapas de riesgo detallados.

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Escalas de análisis (5)• Investigación de

sitioEntre 1:200 y 1:2.000, cubriendo las áreas donde los trabajos ingenieriles serán ejecutados, o un solo sector problema. Usados en diseño detallado de trabajos de ingeniería tales como vías, puentes, túneles, represas, y la ejecución de trabajos de mitigación.

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Datos de entrada para el análisis de la amenaza

El tipo de datos a utilizar en un estudio de la amenaza utilizando SIG, depende de:

• El tipo de amenaza estudiada (e.g. sismos, inundaciones)

• El método de análisis que será utilizado (métodos complejos demandan mas datos).

• La escala del estudio (mientras mayor el área mas cantidad de datos son requeridos)

• Disponibilidad de recursos (dinero, personal)

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Topográficos:• Modelos de elevación digital existentes • Mapas topográficos en la escala

adecuada para ser digitalizados• Métodos fotogrametricos con fotos aéreas• Métodos fotogrametricos con imágenes

satelitales• LIDAR (Light Detection and Ranging) • Interferometria Radar.

Datos básicos para el análisis de la amenaza (1)

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Registro histórico de eventos:• Catálogos existentes/ registros (Catálogo sísmico,

medidas de descarga, precipitación)– Periodo de tiempo cubierto?? / Que tan completo?

• Estudio de archivos históricos (periódicos, libros de registro, etc.)

• Uso de imágenes multi-temporales (satelitales, fotos aéreas)– Que tan frecuente se pueden obtener? Escala? Durante el

evento?• Mapeo en campo (e.g. deslizamientos, marcas de

inundación)– Periodo de tiempo limitado.

• Entrevistas con pobladores/ enfoque participativo.

Datos básicos para el análisis de la amenaza (2)

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Recolección de datos sobre factores que determinan las amenazas:

• Mapas geológicos (e.g. deslizamientos, sismos)• Mapas geotécnicos (e.g. deslizamientos, sismos)• Mapas de uso del suelo (e.g. deslizamientos, inundaciones,

incendios forestales)– Idealmente multi-temporal

• Mapas de pendiente, orientación y longitud de la vertiente (e.g. deslizamientos)

• Recolección de datos de campo (e.g. perforaciones, estudios geofísicos, secciones transversales de ríos, descripción deslizamientos)

• Análisis de laboratorio (e.g. resistencia del suelo, composición de las rocas)

Datos básicos para el análisis de la amenaza (3)

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Tipos de evaluación de la amenazaEl pasado es la clave para entender el

futuro:• Análisis histórico:

– Mapeo de eventos históricos, determinar periodo de retorno y magnitud (e.g. inundación)

• Análisis “heuristico” (experto):– Susceptibil idad para un tipo de particular de amenaza

es determinada por un experto con base en su experiencia (criterios de decisión, asignación de pesos)

• Análisis estadístico:– Analiza las condiciones bajo las cuales ocurrieron los

eventos generadores de amenazas con base es relaciones estadísticas.

• Análisis determínistico:– Simulación de eventos utilizando modelos asistidos por

computador basados en el conocimiento de los fenómenos físicos involucrados en la generación del eventos.

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Ejemplo: deslizamientosCaida Volcamiento deslizamiento

Extension Flujo

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Evaluación histórica de la amenaza por deslizamientos

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Análisis heurístico de la amenaza por deslizamientos (1)

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Analisis deterministico de la amenaza (2)

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Caso de estudio: Tegucigalpa

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LIDAR y Deslizamientos

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Interpretación de imágenes en estereo

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UNESCO RAPCAVista 3-D, imagen anaglifo

UNESCO RAPCAMapeo de deslizamientos

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Calculo de volúmenes en un deslizamiento utilizando DEMs

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New CholutecaBridge

Location of Destro yed Neighborhoods

New CholutecaBridge Area

Inundada

Ejemplos: Inundaciones

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Ejemplo: Bangladesh, usando SPOT.Procesamiento: Imagen SPOT, band

3/Band 1 “density slicing”.

Evaluación de la amenaza por deslizamientos: limites entre terrenos secos y zonas bajo agua.

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Ejemplo 2: Modelamiento de la inundación en BangladeshEjemplo 2: Modelamiento de la inundación en Bangladesh

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Mapeo de la inundación a partir de entrevistas

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Modelamiento Hidrológico

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Ejemplo: simulación del rompimiento de un dique en un “polder” en Holanda.

DEM :height in cm AMSLFlood extent map; water h eight260 cm.

Resultling flood depthmap.

non flooded

flooded

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Modelamiento de amenazas asociada a la elevación del nivel del mar durante la ocurrencia de un ciclón

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Previous works

DTM 25 m

Arequipa Peru

Modelamiento de lahares

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Análisis histórico: Pinatubo

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DEMs Multi-temporales para el modelamiento de erosión (1)

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DEMs Multi-temporales para el modelamiento de erosión (2)

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Evaluación amenaza sismica

• Macrozonificación sísmica– Definir fuentes sísmicas– Caracterizar las fuentes– Calcularte PGA para diferentes

periodos de retorno• Microzonificación sísmica

– Determinar respuesta local– Amplificación del suelo /

amplificación topografía– Amenazas secundarias– Relación con edificaciones

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Esquema general métodos de zonificación sísmica

– Caracterización directa del sismo• Mapeo de daños• Observación Instrumental

– Predicción del tipo de movimiento • Amenaza sísmica regional• Calculo determínistico de parámetros del sismo

– Caracterización del sitio (local)• Método empírico

(Mapa de suelos, Anomalías de intensidadMapeo velocidad onda cortante, Earthquake spectral

ration techniques, Microtremor (e.g. Nakamura)

• métodos de simulación numérica– E.g. SHAKE

– Efectos topográficos

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Mapa de intensidad sísmica I. Mid Nepal Earthquake

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Mapa de intensidad sísmica II.North Bagmati Earthquake

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Mapa de intensidad sísmica III. KV Local Earthquake

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