IV Jornadas de Ingeniería del Agua La precipitación y los procesos erosivos Córdoba, 21 y 22 de Octubre 2015

C.9.

Metodología de priorización de

actuaciones estructurales dentro de las Áreas de Riesgo

Potencial Significativo de Inundación en la Comunidad

Autónoma del País Vasco

Elena Agüero Fernández, David Ocio Moreno, Mª Luisa Benito Hernández SENER INGENIERÍA Y SISTEMAS S.A.

Avda. Zugazarte, 56. 48930 – Las Arenas (Vizcaya)

Ángel Eraso Alberdi, Christian Stocker, José María Sanz de Galdeano Equiza,

Arantza Martínez de Lafuente de Fuentes AGENCIA VASCA DEL AGUA

C/Orio, 1-3. 01010 – Vitoria-Gasteiz (Álava)

1. Introducción

Las inundaciones causan grandes daños sociales, económicos y ambientales en toda Europa.

Conscientes de esta problemática, el Consejo y el Parlamento Europeo aprobaron en

octubre de 2007 la Directiva 2007/60/CE relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de

inundación, que fija objetivos y plazos de consecución, marcando a los estados miembros

una línea de actuación común.

El País Vasco presenta una orografía compleja desde la perspectiva del desarrollo urbano y

una hidrología marcadamente torrencial. Su modelo territorial, concentrado en torno a las

escasas llanuras aluviales disponibles, se ve afectado por eventos de inundación de modo

recurrente y ocasionalmente catastrófico, teniendo ejemplos en las avenidas de agosto de

1983, julio de 1988, febrero de 2003, noviembre de 2011 o las más recientes de enero y

febrero de 2015.

La Agencia Vasca del Agua, la Dirección de Atención de Emergencias y Meteorología, y el

Departamento de Medio Ambiente y Política Territorial, conforman un frente único en

continua búsqueda coordinada de herramientas eficaces en la mitigación de los efectos

negativos de las inundaciones en la Comunidad Autónoma del País Vasco (en adelante

CAPV). En sintonía con la filosofía de la Directiva Europea de Inundaciones, se han venido

desarrollando medidas no estructurales de prevención, entre las que destaca la ordenación

normativa de usos del suelo en zona inundable, con gran tradición en la CAPV desde la

aprobación en 1999 del Plan Territorial Sectorial de Ordenación de Márgenes de los Ríos y

Arroyos; y de preparación, entre las que sobresalen los Sistemas de Alerta Temprana y de

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Ayuda a la Decisión, sistema UHATE (Uholde Aurreikuspen Ta Erabakitzeko sistema), que en

combinación con una adecuada aplicación del Plan Especial de Emergencias ante el riesgo de

Inundaciones elaborado por Protección Civil, consiguen mitigar de forma global los daños

económicos, y sobre todo, reducir al mínimo el riesgo de pérdida de vidas humanas.

No obstante, aunque las medidas no estructurales son capaces de impedir la aparición de

nuevos riesgos y limitar la cuantía de los actuales, existen todavía zonas urbanas

consolidadas donde resulta ineludible la ejecución de medidas estructurales convencionales

para conseguir una reducción significativa del riesgo, asegurando en todo caso la

consecución del objetivo ambiental derivado de la aplicación de la Directiva Marco del Agua.

2. Antecedentes

La determinación de las actuaciones de protección necesarias, adicionales a las medidas no

estructurales implantadas y en desarrollo, debe realizarse una vez han sido definidas las

zonas de mayor vulnerabilidad y sus características ambientales, patrimoniales, urbanísticas

y sociales.

Disponer de herramientas de juicio para priorizar y programar las actuaciones en el tiempo,

es fundamental para asignar y optimizar los recursos disponibles para su ejecución.

Los hitos marcados dentro de la Directiva Europea de Inundaciones son sucesivos pasos

dentro de una estrategia común dirigida a la mejora del conocimiento integral de las zonas

con mayor riesgo potencial de inundación, con el objeto último de proporcionar un

programa de medidas para la gestión del riesgo que permita mitigar los daños.

Figura 1. Esquema de los trabajos de la Directiva 2007/60/CE

En este sentido, los trabajos realizados en el territorio de la CAPV promovidos por la Agencia

Vasca de Agua, más allá del estricto cumplimiento de la normativa, han adoptado una

filosofía integral, focalizándose en la obtención de información veraz y en la elaboración de

instrumentos objetivos para el desarrollo de una gestión responsable de la problemática de

inundación. Entre ellos, se encuentra la metodología de priorización de actuaciones

estructurales cuyo desarrollo se detalla en esta comunicación.

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2.1 Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundación

Los trabajos previos para la generación de la información necesaria para la planificación de

actuaciones comienzan con el desarrollo de las tareas marcadas por la Directiva, desde el

proceso de Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundación (en adelante EPRI), que partió de

la definición de la red fluvial de la CAPV; compuesta por 2525 Km en los que se incluyeron

los cauces con cuenca vertiente superior a 5 Km2, aquellos que se estimaban con riesgo

geomorfológico potencial, y los que habían presentado inundaciones en el pasado. El

carácter preliminar de esta fase hizo que la definición de la peligrosidad se realizara

mediante la recopilación de los estudios de inundabilidad existentes, completándose con

estudios hidráulicos simplificados. Por otro lado, la vulnerabilidad del territorio se cuantificó

de forma simplificada mediante las variables de afección a la salud humana, daños

materiales máximos e interrupción a vías de comunicación.

La evaluación del riesgo se realizó siguiendo una metodología basada en el grado de

exposición, intersecándose peligrosidad y vulnerabilidad, valorando los daños potenciales

máximos de la inundación con el fin de propiciar la comparación homogénea entre los

distintos tramos para la identificación de las llamadas Áreas de Riesgo Potencial Significativo

de Inundación (ARPSIs), 90 zonas que engloban el 85% de los daños identificados en esta

fase dentro de la CAPV y cuya concreción supone el objetivo final de los trabajos en 2011.

2.2 Mapas de Peligrosidad y Riesgo de Inundación

El segundo hito marcado por la Directiva de Inundaciones, la definición de los Mapas de

Peligrosidad y Riesgo, instaba a establecer de forma pormenorizada la problemática dentro

de cada una de las ARPSIs identificadas.

En esta fase se puso el acento en la información de partida. La hidrología vigente se revisó

mediante la generación estocástica de series de lluvias particularizadas a las distintas

regiones climáticas (Cowpertwait et al., 2013) y aplicadas a una simulación hidrológica

continua durante 500 años a nivel horario (Ocio et al., 2013), lo que permitió una definición

de caudales adaptada a la compleja realidad hídrica de País Vasco.

Se acometieron además trabajos topográficos y batimétricos actualizados, que permitieron

realizar estudios hidráulicos uni y bi dimensionales en los que se utilizó la nueva hidrología

para la definición de zonas inundables y sus variables asociadas, calado y velocidad, para

distintos escenarios de recurrencia. De forma adicional se definieron los ámbitos de Dominio

Público Hidráulico probable y la Zona de Flujo Preferente. Todos estos trabajos fueron

verificados geomorfológicamente, realizándose las rectificaciones oportunas, conformando

así una información rigurosa y minuciosa sobre la peligrosidad en las ARPSIs.

La valoración del daño anual asociado a las inundaciones se cuantificó de forma más precisa

que en la EPRI. Las pérdidas económicas esperables y las derivadas de la afección a vías de

comunicación se estimaron mediante una curva de daños en función del calado alcanzado.

Se trata de una adaptación de la metodología elaborada por la Federal Emergency

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Management Agency (2001) estadounidense y el Flood Hazard Research Centre (2011)

británico, calibrada con los datos del Consorcio de Compensación de Seguros (2004, 2012)

obtenidos en eventos históricos, constatando así la validez del análisis.

De igual modo, la pérdida de vidas humanas se estimó mediante una función de

peligrosidad, como combinación del calado y la velocidad de la avenida, y una valoración de

la vulnerabilidad del territorio y de la población establecida, adaptación en este caso de la

propuesta del Department for Environment, Food and Rural Affairs (2006) del Reino Unido.

Daños indirectos como alteraciones al medio, pérdida de producción industrial, trabajos de

rehabilitación o estrés asociado a la población, han sido conscientemente relegados a causa

de su difícil valoración de forma homogénea en todo el territorio.

2.2 Planes de Gestión del Riesgo de Inundación

La información generada descrita anteriormente constituye un cimiento sólido para el

desarrollo de la última y más relevante tarea marcada en el calendario de la Directiva, la

elaboración de los Planes de Gestión del Riesgo de Inundación, en la que se enmarca la

definición de un programa integral de medidas para la gestión del riesgo de inundación.

A pesar de que el enfoque de los planes de gestión pone el acento en la adopción de

medidas no estructurales, no descuida la necesidad de acometer actuaciones estructurales

dentro de los próximos horizontes de planificación para mitigar el riesgo en ARPSIs urbanas

consolidadas con grandes daños que no pueden ser reducidos de forma sensible sin

actuaciones de defensa que maximicen la capacidad hidráulica del cauce.

La voluntad de realizar la selección de los ámbitos de actuación de una forma responsable,

económica, social y ambientalmente, ha llevado a desarrollar una metodología común en el

territorio enmarcada en los trabajos de esta fase.

3. Desarrollo metodológico

La identificación de las zonas prioritarias de actuación comienza con una clasificación inicial

de las ARPSIs en función de su riesgo asociado calculado en la fase de los Mapas de

Peligrosidad y Riesgo. Para ello es necesario identificar primero las variables más

representativas del riesgo actual de forma homogénea en el territorio analizado. Se han

evaluado, por tanto, los datos disponibles, estableciéndose que el empleo objetivo de las

variables de población expuesta y daños materiales solo puede realizarse tras

adimensionalizarlas por la longitud de cauces existente.

Así, se han ordenado las ARPSIs en función de su riesgo unitario por longitud de red de

forma decreciente conformando una curva monótona creciente que tiende asintóticamente

hacia el valor global del riesgo en todo el territorio.

De forma similar a la metodología seguida en la EPRI para la selección de las ARPSIs, se ha

establecido un valor del umbral, fijado en el 85 % de los daños de la CAPV, a partir del cual se

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ha considerado que la agregación de nuevos tramos no supone un incremento significativo

del daño total englobado, siendo este el límite que distinga la existencia de un riesgo alto.

Dentro de las ARPSIs fuera del límite de riesgo alto siguen existiendo daños aunque de

menor entidad. Por ello se ha establecido un nuevo umbral, el 99,5 % del riesgo total, que

distingue las ARPSIs con riesgo significativo de las que tienen un riesgo marginal en las que

no se requieren a priori obras de defensa.

Esta selección mediante umbrales se ha realizado para las variables de población expuesta y

daños económicos, clasificando cada ARPSI en base al criterio más restrictivo.

Figura 2. Curva de población acumulada

Figura 3. Clasificación en función de la

afección unitaria a la población

Figura 4. Curva de daños materiales acumulados

Figura 5. Clasificación en función de

los daños materiales unitarios.

El análisis realizado permite la identificación de las ARPSIs con un mayor riesgo unitario, pero

esto es no es suficiente para realizar una programación temporal de las actuaciones, que

depende de diversos factores, como las capacidad de intervención de la Administración

Hidráulica, la recurrencia y magnitud de los daños históricos o potenciales, la capacidad de

respuesta de los servicios de emergencia, la resiliencia de las edificaciones o el grado de

concienciación de la ciudadanía, todos ellos difícilmente tipificables, máxime a la hora de

realizar un estudio comparativo.

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En las ARPSIs de riesgo alto, en las que se prevé la intervención estructural para la defensa

frente a inundaciones en los horizontes de planificación más cercanos, se ha realizado un

análisis pormenorizado que considera además la rentabilidad económica y social buscando

un equilibrio entre los requerimientos de protección y la capacidad de intervención para

obtener el máximo rendimiento.

Para ello, se ha desarrollado un análisis financiero de rentabilidad basado en aspectos de

coste y beneficio, tal y como especifica el Artículo 11 del RD 903/2010, que transpone la

Directiva Europea de Inundaciones a la legislación estatal. La metodología seguida ha sido:

- Definición preliminar de las obras de defensa para la avenida centenaria (grado de

protección establecido por defecto en el Plan Hidrológico), buscando la solución

más eficiente para la eliminación de los daños. La defensa se plantea mediante

criterios comunes de solidaridad enfocados a la menor intervención en cauce,

buscando en la medida de lo posible actuaciones denominadas blandas, que

promuevan la integración ambiental, urbanística y social.

- Estimación del coste a través de la valoración económica de las obras de protección

empleando mediciones de las unidades básicas de actuación.

- Estimación del beneficio económico calculado como la diferencia entre los daños en

situación actual, los estimados en los Mapas de Peligrosidad y Riesgo, y los daños

remanentes futuros para los periodos de retorno de menor recurrencia que el

considerado de 100 años.

- Análisis coste-beneficio empleando los índices del ratio beneficio/coste (IB/C) [1] y

el valor actual neto (VAN) [2] de manera que pueda seleccionarse aquel que mejor

represente la variable rentabilidad en la asignación de la prioridad de actuación.

n

tt

t

n

tt

t

CB

r

CosteInversión

r

Beneficio

I

0

0

1

1 [1]

Inversiónr

CosteBeneficioVAN

n

tt

tt

0 1 [2]

Para realizar una comparación homogénea, se deben emplear valores comunes

para la tasa de descuento r, considerada del 3 %, el periodo de amortización n,

establecido en 100 años, y el coste anual, que corresponde a los gastos de

conservación de la infraestructura, usualmente el 0,75 % de la inversión inicial.

Valores del I B/C mayores que uno y valores positivos del VAN, indican que la

inversión es rentable.

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De las ARPSIs con riesgo alto identificadas existen 6 en las que ya se disponen de actuaciones comprometidas o incluso parcialmente ejecutadas, por lo que se han adoptado las medidas ya definidas en los proyectos respectivos y se ha realizado el estudio de rentabilidad teniendo en cuenta los datos procedentes de los mismos.

4. Resultados

Como se ha venido indicando, la priorización de actuaciones es una tarea compleja, por lo

que de forma complementaria, y para introducir un indicador que contemple los

condicionantes sociales, se han testado distintos análisis bivariables como por ejemplo el

índice beneficio/coste frente a beneficio bruto, población expuesta frente a beneficio bruto,

población expuesta frente a VAN, etc, que se han confrontado con el conocimiento de la

problemática existente atesorado por la Agencia Vasca del Agua y la Dirección de Atención

de Emergencias y Meteorología del Gobierno Vasco en los últimos años.

Finalmente, la variable población expuesta para el periodo de retorno de 100 años se ha

considerado un buen indicador del número de habitantes que se verían beneficiados por la

ejecución de las medidas propuestas, cuya rentabilidad económica se ha cuantificado

mediante el Índice B/C y el VAN. La componente social se compara con la económica

suministrando así una herramienta objetiva para priorizar y programar las actuaciones,

asegurando que las primeras inversiones se ejecuten donde el ratio entre necesidad de

actuación dada la población afectada, y la rentabilidad financiera sea mayor, y por lo tanto,

los esfuerzos de inversión sean más eficientes en la disminución del riesgo.

En los gráficos confeccionados (ver Figura 6 y 7), la componente social se compara con la

económica. Representada por una línea de puntos, se establece la división dentro de las

ARPSIs con un nivel de riesgo muy alto, de aquellas en las que la rentabilidad financiera es

mayor respecto a la población afectada, bajo los criterios de:

- La población afectada para la avenida centenaria supera los 1000 habitantes, lo que

se considera un impacto social catastrófico.

- El índice beneficio coste es mayor que 1,5 o el VAN es superior a 2 M€, lo que

implica una rentabilidad moderada.

Los puntos rojos representan las ARPSIs con obras en curso o comprometidas, manifestando

que efectivamente se ubican en la zona de mayor prioridad, validándose así los trabajos

desarrollados.

Una metodología similar, basada en la disponibilidad de una información detallada a nivel

espacial del riesgo de inundación, se ha aplicado para la selección primero del periodo

óptimo de protección de cada ARPSI prioritaria (Figura 8 y tabla 1), para la identificación

posterior de las zonas dentro del ARPSI que concentran el mayor número de daños (Figura 9)

y en la selección final de la opción de defensa óptima.

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Figura 6. Comparación índice beneficio/coste vs población afectada para T100

Figura 7. Comparación VAN vs población afectada para T100

Particularizado, como ejemplo, al ARPSI de Tolosa, se seleccionó T100 como nivel de defensa

óptimo después de analizar la inversión necesaria y el beneficio esperado (diferencia entre el

riesgo medio anual actual y el esperado tras la actuación) de los periodos de protección de

50, 100 y 500 años de retorno.

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Figura 8. Estimación de la reducción de daños económicos para distintos periodos de protección.

ARPSI de Tolosa.

T protección (años) Inversión (M€) Índice B/C Reducción de la población afectada (%)

50 1,36 21,04 54,0

100 3,65 11,79 77,8

500 58,26 1,10 100

Tabla 1. Resultados del estudio del periodo óptimo en el ARPSI de Tolosa.

Sobre la cobertura espacial de los daños anuales esperados, con las pertinentes

consideraciones hidráulicas, ambientales y urbanísticas, pueden identificase 4 áreas

independientes siendo la número 1, correspondiente al casco viejo, núcleo del centro

urbano, la que engloba la mayor parte de los daños con un 58 % del total.

Figura 9. Distribución espacial del riesgo medio anual en el ARPSI de Tolosa.

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4. Conclusiones

Tras constatar que, con carácter general y a futuro, las medidas no estructurales son, sin

duda, las más eficaces y rentables, la metodología desarrollada ha permitido una

planificación eficaz y justificada de los recursos económicos disponibles para la protección

frente a inundaciones de la CAPV, mediante medidas estructurales. Aplicando esta técnica,

la priorización de la intervención en las ARPSIs descansa en indicadores coste/beneficio,

condicionados por la variable de afección a la población, y siempre respaldados por una

valoración ambiental favorable, constituyendo el único ejercicio de esta índole realizado en

España en cumplimiento de los requisitos establecidos en la trasposición a la legislación

estatal de la Directiva Europea de Inundaciones.

En definitiva, esta metodología proporciona una herramienta capaz de priorizar y programar

los ámbitos de actuación de forma ecuánime, focalizando los recursos disponibles del modo

más responsable. De esta forma, se asegura que las primeras inversiones se ejecutan donde

el ratio entre la necesidad de actuación, dada la población afectada y la rentabilidad

financiera, sea mayor y por lo tanto los esfuerzos de inversión sean más eficientes en la

disminución del riesgo.

Referencias

Cowpertwait PSP., Ocio D., Collazos G., de Cos O., and Stocker, C. (2013): Regionalised

spatiotemporal rainfall and temperature models for flood studies in the Basque Country, Spain.

Hydrology & Earth System Sciences 17(2), 479-494.

Ocio et al. 2013. Obtención de caudales extremos mediante simulación hidrológica continua y

generación estocástica de tormentas en la Comunidad Autónoma del País Vasco. JIA 2013.

Flood Hazard Research Centre 2010. The Benefits of Flood and Coastal Risk Management: a

Handbook of Assessment Techniques. Middlesex University Press, London

Department for Environment, Food and Rural Affairs. 2006: Flood Risks to People. Phase 2

Project Record. FD2321/PR. DEFRA, London.

Federal Emergency Management Agency (FEMA) 2001. Understanding your risks: identifying

hazard and estimating losses

Consorcio de Compensación de Seguros 2012. Estadística de Riesgos Extraordinarios- Serie

1971-2011

Consorcio de Compensación de Seguros 2004. Pérdidas por Terremotos e Inundaciones en

España durante el Periodo 1987-2001 y su estimación para os próximos 30 años (2004-2033)