INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN E INFORMACIÓNGEOCIENTÍFICA, MINERO-AMBIENTAL Y NUCLEAR,

INGEOMINAS

SUBDIRECCIÓN DE AMENAZAS GEOAMBIENTALES

CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL VALLE DELCAUCA, CVC

SUBDIRECCIÓN DE GESTIÓN AMBIENTAL

CONVENIO INGEOMINAS –003- CVC 006/2000

GUÍA METODOLÓGICA PARA LA ZONIFICACIÓN DEAMENAZAS POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA– MÉTODO UNIVARIADO - Y ESCENARIOS DE RIESGO

POR AVENIDAS TORRENCIALES

Bogotá - Colombia, Abril de 2001

ADOLFO ALARCÓN GUZMÁNDirector General INGEOMINAS

OSCAR LIBARDO OCAMPO V. (1998 – 2000)ALEJANDRO DELIMA BOHMER (2001 – 2003)

Director General CVC

CARLOS A. FORERO DUEÑAS (q.e.p.d.)FERNANDO MUÑOZ CARMONA

Subdirector Amenazas Geoambientales

WILLIAM OSPINA LÓPEZ (1998 – 2000)HOLGER PEÑA CÓRDOBA (2001 – 2003)

Subdirector Gestión Ambiental

ALBERTO OCHOA GARZADirector Unidad Operativa Cali

JANETH SEPÚLVEDA OSPINAInterventora CVC

JACOBO OJEDA MONCAYOJefe de Proyecto

OMAR CHAVES MONCAYOSupervisor Administrativo CVC

EDUARDO CASTRO MARÍNCoordinador General del Proyecto

AUTORESJacobo Ojeda MoncayoEduardo Castro Marín

Amílcar Valencia NúñezSonia Fonseca González

Apoyo Operativo INGEOMINASANA I. ALVARADO (Digitación)

MARGARET MERCADO (Revisión Editorial)FREDY AHUMADA (Diseño Portada)

Apoyo Técnico CVCRICARDO CAICEDO (SIG)

LUIS FERNANDO MEDINA (SIG)

PRÓLOGOCada año un desastre mayor con muertes y pérdidas de propiedades es causadopor deslizamientos y avenidas torrenciales en muchas partes de nuestro territorio.En 1985 la actividad del volcán Nevado del Ruiz causó una rápida fusión del hielo,el cual a su vez produjo grandes volúmenes de agua que se mezclaron con cenizay sedimentos, generando un gran flujo de lodos que llegó hasta la población deArmero localizada aguas abajo sobre las riberas del río Lagunillas, una de lascorrientes provenientes del volcán. El resultado, 25 mil muertos y la destruccióntotal de la población. Estos dramáticos eventos y muchos otros de pequeñasdimensiones producen pérdidas en términos de daño y de los trabajos derecuperación que ellos requieren.

Un desastre se produce cuando un fenómeno potencialmente peligroso ocurre yafecta a las personas, sus bienes y servicios. Si bien es cierto que algunosfenómenos están por fuera del control del Hombre, como podría ser el caso de lossismos, lluvias intensas y erupciones volcánicas, los desastres se deben en sumayoría a la ignorancia del fenómeno o a la negligencia del Hombre para tratar deprevenirlos. Desde tiempo atrás, la actitud política adoptada por los tomadores dedecisión y la misma población, han llevado a comunidades enteras a desarrollarseen zonas de alta amenaza y gran parte de sus esfuerzos y recursos debendedicarse a los trabajos de recuperación una vez los eventos catastróficos sepresentan. Afortunadamente se ha empezado a tomar conciencia de estasituación, en la medida en que el desarrollo se enfoca hacia la prevención,legislando en función de las amenazas presentes para prevenir futuros desastres.

En muchos lugares del mundo, antes de iniciar cualquier obra civil se requiereelaborar un mapa de amenazas que incluya los principales fenómenos peligrososque podrían afectarla como deslizamientos, sismos e inundaciones, indicando enalgunos casos las posibles pérdidas en caso de que el evento ocurra. Es por elloque este trabajo pretende dar a conocer algunos métodos para obtener este tipode mapas y los pasos necesarios para conseguirlo con el uso de las técnicas delos sistemas de información geográfica, SIG. Particularmente, en esta guía se tratael Método Estadístico Univariado para la zonificación de la amenaza porfenómenos de remoción en masa, empleado con buenos resultados en cuencashidrográficas a escala intermedia. Igualmente se muestra el uso de estossistemas en el estudio de escenarios de riesgo por avenidas torrenciales en zonasurbanas.

Con este documento se pretende compartir la experiencia ganada en el trabajocon entidades y personas que tienen responsabilidades frente a problemas

ambientales, confiando en su utilidad especialmente para aquellos involucrados enestudios ambientales, de planificación y toma de decisiones. También se esperaque sirva de orientación para quienes han tomado conciencia de la relevancia yefectividad en la reducción de costos que tienen los estudios de zonificación deamenaza y riesgo en la planificación y desarrollo inteligente del territorio.

Eduardo Castro Marín, geólogo INGEOMINAS.

CONTENIDOINTRODUCCIÓN

CAPÍTULO 1ELEMENTOS CONCEPTUALES GENERALES

1.1 DEFINICIONES

1.2. ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN ENMASA

1.2.1 Zonificación de la Amenaza

CAPÍTULO 2EL MÉTODO ESTADÍSTICO UNIVARIADO PARA LA ZONIFICACIÓN DE LAAMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA A ESCALAREGIONAL

2.1. DEFINICIÓN DE LAS VARIABLES GEOAMBIENTALES QUE INTERVIENENEN LA AMENAZA

2.1.1 Geología e Ingeniería Geológica.2.1.2 Geomorfología.2.1.3 Aspectos Agroecológicos.

2.2 ZONIFICACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS FENÓMENOS DEREMOCIÓN EN MASA

2.2.1 Análisis Estadístico

2.3 ANÁLISIS DE LOS FACTORES DETONANTES QUE INTERVIENEN EN LAAMENAZA

2.3.1. Hidrometeorología2.3.1.1. Relación Lluvia- Deslizamientos.2.3.2. Sismicidad.

2.4. ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN ENMASA

CAPÍTULO 3METODOLOGÍA DE ZONIFICACIÓN DE AMENAZA, VULNERABILIDAD YESCENARIOS DE RIESGO POR AVENIDAS TORRENCIALES EN CABECERASMUNICIPALES

3.1.ZONIFICACIÓN DE AMENAZA POR AVENIDAS TORRENCIALES3.1.1. Geología y Geotecnia.3.1.2. Geomorfología.3.1.3. Susceptibilidad a Avenidas Torrenciales.3.1.4. Análisis Hidráulico.3.1.5. Zonificación de Amenazas.

3.2. EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD Y ESCENARIOS DE RIESGO

3.2.1. Introducción

3.2.2. El Concepto de Vulnerabilidad.3.2.3. Evaluación de Vulnerabilidad3.2.3.1.Capacidad de Daño de un Fenómeno3.2.3.2. Identificación y Caracterización de los Elementos Expuestos.3.2.3.3. Determinación de los Modos y Niveles de Afectación de los Elementos

Expuestos3.2.4. Definición de Escenarios de Riesgo y Modelamiento3.2.5. Síntesis Metodológica para Vulnerabilidad y Escenarios de Riesgo

CAPÍTULO 4APLICACIÓN DE UN SIG PARA ZONIFICACIÓN DE AMENAZAS PORFENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA

4.1 ESTRUCTURACIÓN DE LA INFORMACIÓN TEMÁTICA BASE 4.2. GENERACIÓN DE MAPAS TEMÁTICOS 4.3. ZONIFICACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD 4.4. ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN

MASA

CAPÍTULO 5APLICACIÓN DE UN SIG PARA ZONIFICACIÓN DE AMENAZA,VULNERABILIDAD Y ESCENARIOS DE RIESGO POR AVENIDASTORRENCIALES

5.1. GENERALIDADES5.2. ESTRUCTURACIÓN DE LA INFORMACIÓN TEMÁTICA BASE5.3 MODELAMIENTO DE LA AMENAZA POR AVENIDAS TORRENCIALES

5.4 IDENTIFICACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y LOCALIZACIÓN DE LOSELEMENTOS EXPUESTOS

5.5 ESTRUCTURACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE TABLAS ASOCIADAS5.6. ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD Y DEFINICIÓN DE ESCENARIOS DE

RIESGO5.7 MODELAMIENTO O GENERACIÓN DE ESCENARIOS DE RIESGO5.8 CUANTIFICACIÓN DE ELEMENTOS Y EVALUACIÓN DE DAÑOS Y

PÉRDIDAS

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

GLOSARIO

ANEXO 1

USO DEL SIG PARA ZONIFICACIÓN DE AMENAZAS POR FENÓMENOS DEREMOCIÓN EN MASA: CASO EJEMPLO CUENCAS DE LOS RÍOS BOLO YFRAILE, VALLE DEL CAUCA

ANEXO2

USO DEL SIG PARA ZONIFICACIÓN DE AMENAZA, VULNERABILIDAD YESCENARIOS DE RIESGO POR AVENIDAS TORRENCIALES: CASOEJEMPLO CABECERA MUNICIPAL DE FLORIDA, VALLE DEL CAUCA

INTRODUCCIÓNEn el marco de la cooperación que adelantan desde hace varios años elINGEOMINAS y la CVC en diferentes campos del conocimiento, en 1998 seadelantó un proyecto conjunto en el que se evaluó la situación de amenaza porfenómenos de remoción en masa y riesgo por avenidas torrenciales en losmunicipios de Pradera y Florida en el Departamento del Valle del Cauca. En esteproyecto se aplicaron diferentes y novedosas metodologías que a la postreresultaron bastante apropiadas y cercanas a la realidad, quedando la intención deuna futura documentación del método para nuevas evaluaciones como un aporte a laprevención y la gestión de los riesgos generados por fenómenos de remoción enmasa.

Gracias a la inquietud de la CVC como autoridad ambiental en el Valle del Cauca yal interés que siempre ha tenido el INGEOMINAS por brindar más y mejoresherramientas para la prevención de desastres y la protección de la vida y los bienes,se concretó la realización de esta guía metodológica que pretende brindar algunosinstrumentos y técnicas para la evaluación de la amenaza por fenómenos deremoción en masa en cuencas hidrográficas y del riesgo en áreas urbanaslocalizadas en las riberas de los ríos, empleando los llamados Sistemas deInformación Geográfica (SIG).

El principal propósito en la mayoría de los proyectos que utilizan los Sistemas deInformación Geográfica, es la de combinar en forma rápida datos espaciales dediferentes tipos, para describir, analizar y sintetizar las relaciones entre ellos, de talforma que se puedan obtener modelos predictivos sobre algún fenómeno enparticular y brindar apoyo a los tomadores de decisiones. En esta guía se trataparticularmente el proceso para la evaluación de la Amenaza por Fenómenos deRemoción en Masa a escala regional, empleando para su zonificación el llamadométodo estadístico univariado, así como también el proceso para la construcciónde Escenarios de Riesgo por Avenidas Torrenciales en zonas urbanasmunicipales.

El primer capítulo presenta en forma general los elementos conceptuales para laevaluación del riesgo por fenómenos naturales, y establece una guía breve de losprincipales aspectos a tener en cuenta en una zonificación de la amenaza porfenómenos de remoción en masa; el segundo capítulo trata con detalle el métodoestadístico univariado para zonificar la amenaza por fenómenos de remoción enmasa a escala regional o de estudios semi-detallados, ilustrado en buena parte

con los resultados de su aplicación en las cuencas de los ríos Bolo y Fraile delestudio realizado para la CVC; el tercer capítulo está dedicado a la metodología dezonificación de amenaza y construcción de escenarios de riesgo por avenidastorrenciales en cabeceras municipales, empleando los resultados del estudio enlas cabeceras municipales de Pradera y Florida en el Valle del Cauca, tambiénpara la CVC; los capítulos 4 y 5 corresponden a la metodología para la aplicaciónen un Sistema de Información Geográfica de aquello que se trata en los Capítulos2 y 3, respectivamente, y requiere, por lo tanto, algún conocimiento sobre elmanejo de los SIG´s. Finalmente, en el Anexo 1 y Anexo 2 se presentan comoejemplos de aplicación en el SIG Arc/Info, la zonificación de las cuencas de losríos Bolo y Fraile y de las cabeceras municipales de Pradera y Florida.

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CAPÍTULO 1

ELEMENTOS CONCEPTUALESGENERALES

Jacobo Ojeda

1.1 DEFINICIONES

En el campo de estudio de los desastres, a los términos amenaza y riesgo seles ha dado un significado más particular de aquel que tienen en el lenguajecorriente, en que se suelen emplear indiscriminadamente para referirse a algo queimplica peligro, es decir, a una situación que se podría presentar y causar algúntipo de daño. Sin apartarse mucho de esta concepción semántica, la definición delos términos para la evaluación de riesgos fue establecida durante una reunión deexpertos organizada por la Oficina Coordinadora de las Naciones Unidas para elSocorro en Casos de Desastre (UNDRO, 1979), publicadas en el glosario delManual para el Manejo de Desastres del PNUD/UNDRO; estas definiciones sevuelven a repetir aquí para objetos de referencia, no obstante que aún esprematuro decir que hay una aceptación total de las mismas y todavía continúacierta discusión sobre ellas.

Además de las definiciones oficiales de UNDRO, hay otras versiones ointerpretaciones de las mismas como las dadas por González (1990) y Mora(1990), que se presentan junto con las originales por considerar que ellasexpresan el mismo significado pero con un sentido cuantitativo más específico, locual es importante para distinguir este tipo de valoración de una apreciacióncualitativa.

Amenaza(H)

• Evento amenazante o probabilidad de ocurrencia de un fenómeno naturalpotencialmente perjudicial en un área dada en un período específico (UNDRO,1979).

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• Probabilidad de ocurrencia de la magnitud de un fenómeno que pueda causardaño (González, 1990).

• Probabilidad de que en un tiempo “t” suceda un evento de intensidad “a” (Mora,1990).

Vulnerabilidad (V)

• Grado de pérdida (de 0 a 100%) como resultado de un fenómenopotencialmente dañino (UNDRO, 1979). En versiones más recientes seexpresa como: grado de pérdida de un elemento o conjunto de elementos bajoriesgo como resultado de la ocurrencia de un fenómeno natural de unamagnitud dada y expresada en una escala de 0 (ningún daño) a 1 (pérdidatotal), o como el porcentaje de pérdida esperado. (UNDRO 1991).

• Susceptibilidad de los elementos a sufrir daño por la magnitud del fenómeno.Se puede expresar en función de la exposición (E) y de la resistencia (S), demanera que V=E/S (González, 1990).

• Probabilidad de que con una intensidad “a”, al ser vencido un umbral de“fragilidad”, pueda generarse un nivel de daños “d” (Mora, 1990).

Riesgo Específico (Rs)

• Cálculo matemático de pérdidas (vidas, heridos, propiedad dañada y actividadeconómica interrumpida) durante un período de referencia en una región dadapara una amenaza particular. Riesgo es el producto de la amenaza por lavulnerabilidad (R = H x V) (UNDRO, 1979).

Elementos en Riesgo

• Son la población, los edificios, instalaciones, obras de infraestructura,actividades económicas, servicios públicos y otros, expuestos a una amenaza(UNDRO, 1979).

Riesgo (R)

• Número de pérdidas de vidas humanas esperado, personas heridas, daño apropiedades e interrupción de actividades económicas debidas a fenómenosnaturales particulares y, por consiguiente, el producto del riesgo específico porel valor de los elementos en riesgo (UNDRO, 1979).

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• Probabilidad de ocurrencia de un nivel de daño a los elementos (R= H x E/S)(González, 1990).

• Probabilidad de que durante un tiempo de recurrencia determinado, lamanifestación de un fenómeno exceda, en determinado sitio, una intensidad dereferencia que genere un cierto nivel de daño específico (Mora, 1990).

La relación entre éstas variables se suele representar con las siguientesexpresiones matemáticas (PNUD-UNDRO, 1991):

Rij = Hj * Vij R = Rs * Valor del elemento en riesgo

En donde:

Rij = Riesgo específico (Rs), es decir, la pérdida probable del elemento i debidoa una amenaza de intensidad j

Hj = Amenaza de intensidad jVij = Vulnerabilidad (grado de daño) del elemento i debido a una intensidad j del

fenómenoi = elemento en riesgoj = intensidad de la amenaza HR = Riesgo total

Otros términos relacionados con los anteriores, que no figuran en el glosario de laUNDRO, pero que se suelen emplear en los estudios de fenómenos de remociónen masa, son la Susceptibilidad, la Amenaza Relativa y la Amenaza Absoluta. Elprimero, para referirse al grado de propensión que tiene una zona a que en ella segenere o sea afectada por un fenómeno de remoción en masa debido a suscondiciones intrínsecas como pueden ser la geometría del terreno, la resistenciade los materiales, los estados de esfuerzo, las condiciones de drenaje superficial ysub-superficial y la cobertura del terreno.

La Amenaza Relativa se emplea para referirse a casos en donde la amenaza seevalúa de manera cualitativa o semi-cuantitativa, es decir, no se obtiene un valornumérico absoluto de probabilidad de ocurrencia del fenómeno, sino que pormedio de la ponderación empírica de los factores que intervienen en la generaciónde un movimiento en masa, se establecen zonas con mayor o menor posibilidadde fallar o ser afectadas por fenómenos de remoción en masa. La AmenazaAbsoluta corresponde a aquellos casos en que se hace una evaluaciónmatemática de la probabilidad de ocurrencia de la magnitud del fenómeno y seobtienen valores numéricos de la misma.

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En la Figura 1.1 se presenta en forma esquemática el proceso general para elcálculo del riesgo en los términos dados y que se explican como sigue:

a) En primer lugar es necesario establecer el espacio geográfico en donde serealizará el análisis. Esto implica contar con mapas topográficos a la escalaadecuada para el método o técnica escogida, como se indica más adelantepara los fenómenos de remoción en masa.

b) Para el caso de una evaluación integral de riesgos, será necesario hacer uninventario de todos los fenómenos que puedan constituir una amenaza, talescomo los movimientos en masa, las inundaciones, los sismos y las erupcionesvolcánicas; para la mayoría de los fenómenos se pueden obtener datosaproximados consultando a la población del sitio, así como los archivosinstitucionales y periodísticos. Registros instrumentales precisos se obtienende varias instituciones cuando se hayan instalados aparatos; en otros casos,como erupciones volcánicas con grandes períodos de recurrencia, seránecesario consultar a instituciones especializadas como el INGEOMINAS.

c) Conocidos los fenómenos, se procedería al análisis específico de la amenazade cada uno, esto es, a calcular la probabilidad de que durante un ciertoperíodo el fenómeno ocurra o supere una magnitud dada, lo cual requiereestablecer el período de análisis. González (1999) recomienda que para elcaso de análisis detallados de movimientos en masa se utilice el criterio deamenaza a largo plazo, considerando períodos de diseño de 20 a 50 años,preferiblemente de 50 años por compatibilidad con la norma sísmicacolombiana. La magnitud del fenómeno, por otra parte, depende de suscaracterísticas y se puede expresar de varias maneras. Por ejemplo, para elcaso de sismos se suele emplear como parámetro de magnitud la aceleracióndel terreno tal como se ha tomado en el Mapa de Zonificación de AmenazaSísmica de Colombia (AIS et al, 1996). No obstante también podría expresarseen términos de velocidad o de desplazamiento del terreno. Para losmovimientos en masa, el potencial destructivo estaría dado por la combinaciónde varios parámetros como la velocidad de desplazamiento del terreno, elvolumen del material involucrado, la energía potencial gravitatoria, el mismodesplazamiento del terreno y la magnitud del evento detonante.

d) La evaluación de la Vulnerabilidad (V), es decir, el análisis de daños a loselementos, tiene dos consideraciones: una se refiere al nivel de daño quedepende del grado de exposición al fenómeno (E) y de la resistencia delelemento (S), tal como lo define la fórmula de González (1999) (V=E/S), y laotra corresponde al modo del daño que es característico del tipo de elemento.Por ejemplo, el modo de daño a la población se puede expresar en términos denúmero de muertos y heridos, mientras el modo de daño a edificaciones podría

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Figura 1.1. Proceso general de análisis de riesgo

darse en términos de daños ligeros hasta destrucción total o en pérdidaseconómicas. Estas evaluaciones, en general, se realizan mediante el empleode matrices que correlacionan un nivel y modo de daño con una magnituddada del fenómeno por cada elemento (o conjunto de elementos) en riesgo.También se podrían construir gráficas como la mostrada en la Figura 1.2, endonde el nivel de daño está en función proporcional a la magnitud delfenómeno. Esta actividad requiere entonces un inventario y clasificación detodos los elementos comprendidos dentro del espacio geográfico definido,con un detalle que dependerá igualmente de la escala de trabajo adecuadapara cumplir con los objetivos que el trabajo se proponga.

Figura 1.2. Representación esquemática de una función de vulnerabilidad

DEFINICIÓN DEL ESPACIO GEOGRÁFICO

IDENTIFICACIÓN DE FENÓMENOS

ANÁLISIS PROBABILÍSTICO DE OCURRENCIA DE LA MAGNITUD “i”DEL FENÓMENO = AMENAZA Hi

ANÁLISIS DE DAÑOS AL ELEMENTO “j” POR CADA MAGNITUD Hi

VULNERABILIDAD Vij

SÍNTESIS Y CÁLCULO DEL RIESGO R= Σ Hi x Vij x Costoj

ASUMIR UN NIVEL DE RIESGO

MAGNITUD DEL FENÓMENO

NIV

EL

DE

DA

ÑO

MO M1 M2

0

1

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e) Con la evaluación de la amenaza y de la vulnerabilidad se puede proceder asuperponer efectos de manera que se obtenga el daño probable o mapas dedistribución de daños probables en la zona considerada, como último pasoen la evaluación del riesgo.

Con base en el mapa de riesgo preparado por los especialistas, continuaría la fasede planteamiento de medidas y estrategias para la reducción del riesgo, para locual es recomendable un análisis de Beneficio/Costo. En vista de que lapercepción del grado de pérdida es particular para una comunidad, no parecerazonable que sean los técnicos y científicos quienes den la connotación de alto obajo riesgo, sino es la misma comunidad o los tomadores de decisión quienesanalicen y acepten un nivel de riesgo; en este caso los especialistas pasarían ajugar un papel de consejeros, para ayudar a lograr una buena percepción de loque se conoce y lo que se desconoce sobre el riesgo calculado (Asté, 1998).Sobre este particular, Mora (1990) clasifica los riesgos así:

Riesgos evitables: Aquellos cuyos orígenes se pueden evitar y susconsecuencias anular totalmente mediante obras técnica y económicamentefactibles.

Riesgos controlables: Cuando el fenómeno amenazante puede predecirseaunque sus consecuencias puedan solamente atenuarse o mitigarse, porque lacapacidad tecnológica y económica no los puede manejar totalmente.

Riesgos incontrolables: Aquellos casos que la ciencia y la tecnología no estáncapacitadas para proponer soluciones técnica económicamente factibles y queaun su capacidad de evaluación es incompleta.

Riesgo aceptable: Corresponde a la diferencia entre la magnitud máxima delriesgo y el riesgo que se decide controlar o que es factible manejar técnica yeconómicamente. Es aquel que las autoridades responsables deciden aceptarcomo tolerables en términos de pérdidas económicas y de vidas humanas deacuerdo con sus responsabilidades y competencias.

1.2 ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓNEN MASA

Los Fenómenos de Remoción en Masa (FRM) comprenden una gran variedad ycomplejidad de movimientos de material geológico debidos a la fuerza de lagravedad, que hacen del tema un tópico difícil y a veces vago de tratar comoconjunto. Más aún, en ocasiones se alude a estos como procesos erosivos, noobstante la diferencia fundamental de que en el caso de la erosión existe un

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agente (agua, viento, hielo, Hombre) capaz de arrancar y transportar el material.Igualmente se utiliza en forma general el término “Deslizamiento” que en el sentidoestricto de su significado sólo correspondería a algunos tipos de FRM, y quizápoco adecuado para referirse a movimientos en masa tan diferentes en sumecanismo como una caída de rocas, un flujo de lodos o una subsidencia delterreno. En esta guía se entenderá por Fenómeno de Remoción en Masa oMovimiento en Masa, todo movimiento ladera abajo de material geológico debido ala fuerza de la gravedad, incluyendo dentro de ellos los flujos a lo largo de loscauces cuando el material que cae se mezcla con la corriente de agua, como es elcaso de las llamadas avenidas torrenciales.

Distintos autores han propuesto un buen número de clasificaciones de losmovimientos en masa, con base en las características que pueden distinguir a unode otro, como el tipo de material (suelo, roca), la forma de la masa desplazada, lavelocidad, la dinámica del movimiento y otras. En Colombia es bastante difundiday aceptada la clasificación dada por Varnes en 1978 (ver Figura 1.3 ) para variostipos de movimiento y cuya última versión (Cruden & Varnes, 1996) hace mayorénfasis en el tipo de movimiento y tipo de material involucrado.

El análisis de las distintas clasificaciones propuestas está por fuera del tema deesta guía metodológica y son ampliamente tratadas en textos como los citados, yotros de geotecnia e ingeniería geológica. Lo importante de ellas para laevaluación de la Amenaza es que contribuyen con la necesidad de adoptarunificadamente un vocabulario claro y preciso para referirse a los FRM, evitandoambigüedades que conduzcan a malas interpretaciones.

Cualquiera que sea la clasificación que se adopte, la parte sustancial del problemaes entender el FRM en sí mismo: la localización, la forma y dimensiones, losfactores que intervinieron o intervienen en la predisposición a la falla, elmecanismo que conduce a la falla del terreno, los factores detonantes, la dinámicadel movimiento, la magnitud, la distribución de velocidades y distancia que la masapodría alcanzar una vez se encuentre en movimiento. Desde un punto de vistacasuístico, los FRM son eventos de segundo o mayor orden puesto que como semuestra en la Figura 1.4, ellos son detonados por factores naturales o artificialesque constituyen las causas o eventos de primer orden (González, 1999).

1.2.1 Zonificación de la Amenaza

De acuerdo con Hartlén & Viberg (en Soeters y Van Westen, 1996), un mapa idealde amenaza por inestabilidad de laderas debería suministrar información sobre laprobabilidad espacial y temporal de ocurrencia, el tipo, la magnitud, la velocidad, ladistancia de viaje y el límite de avance retrogresivo de los movimientos en masa.

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Figura 1.3 Clasificación de los movimientos en masa (Modificado de Varnes, 1978)

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Figura 1.4 Secuencia de eventos naturales, antrópicos y amenazas (modificado de González, 1999)

Este ideal, sin embargo, raramente se logra en parte por la gran dificultad queentraña establecer cuantitativamente la probabilidad de ocurrencia de movimientosen masa en grandes áreas y por el costo y tiempo que se requeriría para levantarla información para un análisis de estabilidad detallado de todas las laderas. Noobstante se han logrado buenas aproximaciones en áreas relativamente pequeñasa escalas mayores a 1:5.000. Para estudios a escalas medias y regionales, esnecesario acudir a otro tipo de métodos cualitativos o semi-cuantitativos.

La precisión y objetividad del cálculo de la Amenaza, Vulnerabilidad y Riesgodependen en gran medida del método empleado para su evaluación y zonificaciónen mapas. A su vez, el método está en función de los objetivos y recursos de unproyecto particular y está estrechamente ligado con la escala de trabajo. Losaspectos metodológicos particulares se tratan en numerosos textos como porejemplo Soeters & Van Westen (1996), González (1990b, 1999), TCEGE-TC4(1993) y Leone (1996).

VOLCÁN SISMO VIENTO HURACÁN LLUVIA HOMBRE

DESHIELO

ERUPCIÓN EVAPOTRANSPIRACIÓN

INFILTRACION

ESCORRENTIA

EROSIÓN

SOBRECARGA/DESCARGA

CAUDAL

REPRESAMIENTO

ACELERACIÓN ALUD AVALANCHA INUNDACIÓN

DESLIZAMIENTO

ARBOLES

DETONANTES(1er Orden)

AMENAZAS(Orden Superior)

INTERMEDIOS

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En la Figura 1.5 se presenta la relación entre niveles de estudio, escalassugeridas para esos niveles y los factores a considerar en una zonificación deamenaza por fenómenos de remoción en masa. En el proceso de zonificación,cada factor de análisis constituye una capa de información representablecartográficamente y tiene un grado de importancia que en la figura se representacon colores. Por ejemplo, la topografía es una información imprescindible paracualquier nivel de estudio; en cambio, las propiedades geomecánicas de losmateriales no se requerirían en una zonificación a escalas menores a 1:25.000,pero son imprescindibles para estudios detallados en donde se pretenda calcularfactores de seguridad. Igualmente, en la misma figura se mencionan los métodos ytécnicas de zonificación recomendables para cada escala de zonificación.

De acuerdo con la manera como se sinteticen los factores o capas de informaciónpara obtener el mapa final de amenaza, el INGEOMINAS (Ojeda, 1996) clasificatales métodos como sigue:

Método implícito: La zonificación de un área geográfica es realizada medianteobservación directa por un experto, quien se basa primordialmente en suconocimiento y experiencia. Esta evaluación es subjetiva en el sentido de que nosigue reglas que puedan repetirse con exactitud por otro evaluador; no obstante,este método puede ser bastante preciso y ha sido empleado comúnmente por elINGEOMINAS para zonificaciones en varias escalas de diferentes regiones delpaís, así como para casos de emergencias. a) Método semi-implícito: Es también de tipo observacional, pero ayudado por

una “lista de chequeo” y contando con algunos criterios predefinidos, demanera que el grado de subjetividad se reduce, ya que se realiza unaevaluación de los mismos factores con criterios semejantes. Es igualmenteaplicable a todas las escalas de trabajo.

b) Métodos explícitos. Se subdividen en tres tipos:

! Explícito empírico: Los factores de análisis se combinan mediante el uso depuntajes ponderados que se asignan a cada uno. La ponderación es dada porun especialista, quien con base en su experiencia y conocimiento de la zonaasigna valores a los componentes de un factor (por ejemplo, el tipo de material)para indicar algún grado de contribución a la inestabilidad del terreno. La sumade los puntajes de todos los factores dan como resultado un mapa de valoresnuméricos los cuales se pueden dividir en rangos para definir zonas condistintos niveles de amenaza relativa. Esta técnica es conocida comocombinación de mapas cualitativos y es bastante atractiva y popular por sufacilidad de aplicación empleando Sistemas de Información Geográfico. Su

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dificultad radica en la asignación apropiada de puntajes, que en caso de nocontar con expertos idóneos con un conocimiento apropiado del terreno puedeconducir a resultados muy pobres.

Figura 1.5 Relaciones entre niveles de estudio, escala e información para zonificación de la amenaza porfenómenos de remoción en masa (Adaptado de Ojeda, 1996)

! Explícito semianalítico: En Este método los factores son calificados en forma

semejante al método anterior, pero se combinan con formulacionesmatemáticas. Dentro de las técnicas que se podrían incluir están los llamadosAnálisis Estadístico Univariado (o Bivariado) y el Análisis EstadísticoMultivariado. El primero es aplicable a zonas en donde se tenga una muestraestadística representativa de movimientos en masa de manera que se puedaobtener un mapa de distribución de movimientos en masa. Este mapa secombina con cada uno de los otros mapas de factores (por ejemplo,pendientes, geología, cobertura, etc) y para cada clase de parámetro (rango dependiente, material geológico, tipo de cobertura, etc) se calcula la densidad dedeslizamientos y se le asigna un peso ponderado. El Capítulo 2 de la presente

NIVEL DE ESTUDIOGENERAL SEMIDETALLADO DETALLADO

ESCALA INFORMACIÓN BÁSICA ESCALA INFORMACIÓN BÁSICA ESCALA INFORMACIÓN BÁSICA1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1:50.000 a1:250.000

a g1:10.000 a1:25.000

b gMayor a1:5.000

c g

TIP

OS

DE

AN

ÁLI

SIS

Y T

ÉC

NIC

AS

RE

CO

ME

ND

AB

LES

GRADO DE IMPORTANCIA DE LAINFORMACION BASICA

TIPO DE INFORMACIÓN BÁSICA

IMPRESCINDIBLE 1 TOPOGRAFÍA 6 COBERTURA DEL SUELO2 GEOLOGIA k. Vegetación

NECESARIA a. Litología l. Uso del suelob. Litología y estructuras 7 SISMOS

RECOMENDABLE c. Litología, estructuras e hidrogeología 8 ELEMENTOS ANTRÓPICOS3 GEOMORFOLOGÍA m. Población

NO SE REQUIERE d. Morfometria n. Actividades socio-económicase. Morfología o. Infraestructuraf. Morfodinámica

4 AGROLOGÍA 9 PROPIEDADES GEOMECÁNICAS5 CLIMA

g. Lluviah. Temperaturai. Evapotranspiraciónj. Viento

MÉTODOS EXPLÍCITOS1, Combinaciones de mapas cualitativos

2, Análisis estadístico bivariado3. Análisis estadístico multivariado

MÉTODOS IMPLÍCITOS1, Análisis geomorfológicos o de mapeo directo

MÉTODOS EXPLÍCITOS1, Análisis de factores de seguridad de laderas

MÉTODOS IMPLÍCITOS1, Análisis geomorfológicos o de mapeo directo

MÉTODOS EXPLÍCITOS1, Combinación de mapas cualitativos

MÉTODOS IMPLÍCITOS1, Análisis geomorfológicos o de mapeo

directo

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guía se dedica a explicar los detalles de Este método y en el Capítulo 4, suaplicación empleando un Sistema de Información Geográfica. En el MétodoMultivariado también se toman todos los factores de análisis, pero dividiendo lazona de estudio en cuadrículas o unidades morfométricas. Para cada una delas unidades se establece la presencia o ausencia de movimientos en masapara conformar una matriz que luego se analiza para cada factor medianteregresiones múltiples o análisis discriminantes.

! Explícito analítico: Corresponde a un análisis cuantitativo en donde se calcula

el Factor de Seguridad de cada ladera. Entre los métodos empleados seencuentran los análisis de equilibrio límite ampliamente utilizados por lageotecnia convencional para el análisis de estabilidad de taludes. Unaexcelente descripción de la aplicación de Este método a estudios detallados deriesgo por remoción en masa es dada por González (1999).

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CAPÍTULO 2

EL MÉTODO ESTADÍSTICO UNIVARIADOPARA LA ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA

POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASAA ESCALA REGIONAL

Eduardo CastroJacobo Ojeda

Como se mencionó en el capitulo anterior, una aproximación semi-cuantitativapara estimar la posibilidad de ocurrencia de movimientos en masa en distintaszonas de una región dada, es el método estadístico univariado.

La Figura 2.1 muestra el proceso general propuesto por Vargas (1994 y 1995), elcual parte de una serie de información inicial básica de distinto tipo, obtenida denumerosas fuentes, cuya confiabilidad debe verificarse. Esta información esanalizada y transformada a mapas digitales temáticos para poder emplearlasdentro de un SIG. Con esta transformación, se elaboran Mapas índice quecorresponden a los factores o parámetros de análisis que luego se ponderan porcomparación estadística con la densidad de movimientos en masa para obtenerinicialmente un mapa de susceptibilidad a fenómenos de remoción en masa. Estemapa se combina nuevamente con los factores detonantes Lluvia y Sismo paraobtener el mapa de zonificación de la amenaza relativa por fenómenos deremoción en masa. Finalmente, con base en Este mapa es posible recomendar eluso más apropiado que se le puede dar a una zona, lo cual también se puedeexpresar cartográficamente como un mapa de aptitud de uso del suelo.

Enseguida se presenta el procedimiento, explicando con algún detalle losprincipales aspectos del método.

2.1. DEFINICIÓN DE LAS VARIABLES GEOAMBIENTALES QUEINTERVIENEN EN LA AMENAZA

Según el alcance y la escala de trabajo, las variables geoambientales a utilizar enel estudio de susceptibilidad y amenaza varían, por lo cual se deben utilizarúnicamente aquellos mapas que se consideren importantes para el estudio. Sedebe tener en cuenta en este proceso, por lo menos, las siguientes variables:

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Figura 2.1. Diagrama Metodológico de Zonificación de Amenaza por Fenómenos de Remoción en Masa(Modificado de Vargas, 1995).

METEOROLOGÍA

PRECIPITACIÓN

TEMPERATURA

HUMEDAD RELATIVA

CLIMA Y ZONASDE DE VIDA

INTENSIDAD DURACIÓN

FRECUENCIA

ISOYETAS

FACTOR DETONANTE POR

PRECIPITACIÓN

fp

HIDROLOGÍA SISMOLOGÍA INFORMACIÓN

TEMÁTICA

PRODUCTOS

CARTOGRÁFICOS

SENSORES

REMOTOS

CAUDALESLÍQUIDOSY SÓLIDOS

SISMICIDAD GEOLOGÍA CARTOGRAFÍA ESC:1:25.000

FOTOS AÉREAS

MULTITEMPO-RALES

1930-1995 1995

NIVELES HISTÓRICA INSTRU

-MENTAL

EDAFOLOGÍA

MAGNITUDES

EPICENTROS

HIPOCENTROS

GEOMORFOLOGÍA

MORFODINÁMICA

FISIOGRAFÍA

PRODUCTOS

DE

BASE

MODELO

HIDROLÓGICO

INESTABILIDAD ACTUAL

Ie y Mrm

AMENAZA SÍSMICA

FACTOR DETONANTEPOR SISMICIDAD

fs

ZON IF ICAC IÓN

ΣΣΣΣ + fs))

MAPA

BASE DIGITAL

ESC:1:50.000

SÍSMICA

MICRO CUENCAS

MODELOSSISMOLÓGICO

GEOLOGÍA

TECTÓNICA LITOLOGÍA

ESTRUCTURAL

FORMACIONES

SUPERFICIALES

SUELOS

EDAFOLOGÍA

USO POTENCIAL

MAYOR

USO ACTUAL

Y COBERTURA

GEOMORFOLOGÍA

MORFODI-NÁMICA

MORFO-LOGÍA

MORFO-METRÍA

INTER-PRETA-CIÓNGEO-MORFO-LÓGICA

CARTOGRAF ÍA

TEMÁT ICA

DESLIZA- MIENTOS

Y EROSIÓN ENSAYOS DE

LABORATORIO

LINEAMIENTOS

TORRENCIALIDADDENSIDAD DE

LINEAMIENTOS

MAPAS

ÍND ICE

ANÁLISIS ESTADÍSTICO

VARIABLE INDEPEN/TE MORFODINÁMICA

DENSIDAD DESLIZAMIENTOS

POR U. DE PARAMETROW= ( d Z X 100)/S

DENSIDAD YMAGNITUD DE

DESLIZAMIENTOSMrm

S IG

MAPA DE ACELERACIONES O AMENAZA SÍSMICA

MAPADE INGENIERÍA GEOLÓGICA

MAPA DE CONFLICTOS DE USO DEL SUELO

MAPA MORFOLÓGICO

MAPA DE PENDIENTES

MAPA MORFODINÁMICO

MAPA DE DENSIDAD DE DRENAJE

MAPA DEINTENSIDAD DE

EROSIÓN (Ie)

MAPA DE PRECIPITACIÓN CRÍTICA DETONANTE

MAPA DE SUSCEPTIBILIDAD St

AMENAZA (H)

H =St+Ie+Mrm+(Fp + Fs)

MAPA DE APTITUD DE USO DEL SUELO

NEO TECTÓNICA

IMÁGENES DE SATELITE

MODELO DIGITAL DEL TERRENO

SOMBRAS, RELIEVE, 3D

MAPA DE PROXIMIDADA LAS FALLAS

VAR IABLES

ANÁL IS IS

PROCESO O PROCEDIMIENTO

DOCUMENTO MULTIPLE

DATOS DE ENTRADA PARA ANÁLISIS

DATOS DE SALIDA ORESULTADOS

TEMA DE ESTUDIO

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2.1.1 Geología e Ingeniería Geológica. Después de evaluar la informacióngeológica disponible y una vez realizada la fotointerpretación, se realizan lasrevisiones de campo para definir los contactos litológicos y fallas geológicas. Almapa geológico así obtenido se le superponen los diferentes tipos de depósitossuperficiales y se separan las clases de rocas con base en características demeteorización, discontinuidades, rasgos topográficos y drenaje, entre otros.

Para cada unidad de ingeniería geológica se establecen las propiedadesgeomecánicas indicativas de su resistencia y susceptibilidad a los procesos erosivosy de remoción en masa (Tabla 2.1). Estas propiedades finalmente se agrupan en elmapa de Ingeniería Geológica, el cual es considerado como un mapa índice ya quees el producto de una serie de datos geoespaciales que se integran en el SIG para elmodelamiento como una variable en la zonificación de amenazas (Figura 5, Anexo1).

Tabla 2.1. Características para la clasificación de las unidades de roca y de suelo en los mapas de ingenieríaGeológica.

2.1.2 Geomorfología. En este tema en particular se cuantifican las pendientes,altitud relativa, orientación de las pendientes, y otros (morfometría) y se clasificanlas formas del terreno de acuerdo con su génesis u origen para predecir laestabilidad y comportamiento frente a los procesos erosivos (morfología) (VanZuidam, 1985) (Figura 2.2).

DESCRIPCIÓNConvención: Ejemplo Rac

TIPOIgnea,

Metamórfica oSedimentaria

Granito, basalto, neis, cuarcita, arenisca,arcillolita, conglomerado, etc.

Rumbo y Familias principales

Buzamiento

ESTRUCTURAS Patrón Bloques romboidales, prismáticos, etc.

(Foliación, Espaciamiento

Muy estrechamente espaciadas (<6 cm),estrechamente espaciadas (6-20 cm),moderadamente espaciadas (20-60 cm),ampliamente espaciadas (60-2 m) y muyampliamente espaciadas (>2 m).

Esquistosidad PersistenciaMuy baja (<1 m), baja (1-3 m), media (3-10m), alta (10-20 m), muy alta (>20 m)

Diaclasamiento) Abertura

Muy apretadas (0,1mm-0,5 mm), lig.abiertas (0,5 mm-2,5 mm), abiertas (2,5mm-1 cm), muy abiertas (1-10 cm),extremadamente abiertas (10 cm- 1 m),cavernosas, (>1 m)

GRADO DE Grado

Suelo residual, roca completamentemeteorizada, altamente, moderadamente,ligeramente meteorizada y fresca.

METEORIZACIÓN Espesor Espesor de los diferentes niveles del perfil

GRADO DEFRACTURAMIENTO

Triturado, laminado, bloques, etc.

COMPORTAMIENTOGEOMECÁNICO

Facilidad de excavación, estabilidad entaludes y laderas

RESISTENCIA EN Ensayos de carga puntual, compresión,

LABORATORIO YCAMPO

Recomendablemartillo Schmidt

CARACTERÍSTICAS A TENER ENCUENTA EN LA CLASIFICACIÓN

DE UNIDADES DE ROCA

DESCRIPCIÓN DE LAUNIDAD DE SUELO

Convención: Ejemplo Sco1

ORIGENAluvial, coluvial, lacustre, residual,etc

ESPESOR Espesor de los horizontes de suelo

TIPO Clasificación USCS (Granulometría

Límites de Atterberg)

COMPORTAMIENTO Facilidad de excavación, estabilidad

GEOMECÁNICO en taludes y laderasCONSISTENCIA Blanda, dura, densa, suelta, etc.

HUMEDAD NATURAL %(W%)

SUCEPTIBILIDAD A Alta, moderada, baja, nula LA EROSIÓN

RESISTENCIA EN CAMPORecomendablePenetrómetro de bolsillo,Y LABORATORIO compresión inconfinada

DE UNIDADES DE SUELOCUENTA EN LA CLASIFICACIÓNCARACTERÍSTICAS A TENER EN

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Figura 2.2. Morfología de escarpes y laderas empinadas con procesos activos de erosión y remoción en masa en la parte baja.

Como variable importante que determina en gran medida los resultados de lazonificación de amenazas, se tiene la cartografía y clasificación de todos losfenómenos de remoción en masa presentes incluyendo la erosión(morfodinámica) (Figuras 2.3). Para poder utilizar este último mapa en el análisisen SIG, se hace necesario que todos los fenómenos de remoción en masa seclasifiquen y encierren en áreas afectadas (mapa de densidad de procesosmorfodinámicos). Los tres mapas obtenidos en esta parte son considerados tambiéncomo índices para el modelamiento (Figuras 3 a 6, Anexo 1).

2.1.3 Aspectos Agroecológicos. Estos estudios se enfocan a identificar los tiposde suelos, su cobertura y vocación de uso, así como la influencia que sobre estostienen las actividades del Hombre. Para ello se evalúan los mapas de usopotencial del suelo y de uso actual y cobertura vegetal del suelo. El primer mapase obtiene mediante análisis de la información taxonómica de los suelos(profundidad, textura, pedregosidad, propiedades químicas y otras) y las

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características geomorfológicas y climáticas del terreno. En el segundo mapa secartografían, mediante fotointerpretación y comprobaciones de campo, losdiferentes tipos de cobertura de los suelos desde el punto de vista de resistencia ala degradación erosiva y de remoción en masa.

Figura 2.3. Rasgos morfodinámicos antiguos y actuales: cicatriz de antiguos flujos de lodo, deslizamientocomplejo y flujos de lodo.

Finalmente, con base en unas tablas de calificación de Uso Actual vs Uso Potencial,se definen, en forma manual o en un SIG, las zonas de Conflictos de Uso queindican en gran medida el efecto de la actividad antrópica sobre los suelos (Tabla 3,Anexo 1). Este mapa de conflictos de uso se utiliza como un mapa índice paracalificación en el SIG, ya que con él se evalúa la influencia que tienen lasactividades del Hombre en la generación de procesos erosivos y de remoción enmasa (Figura 7, Anexo 1).

2.2 ZONIFICACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS FENÓMENOS DEREMOCIÓN EN MASA

Como se mencionó anteriormente, el modelamiento cuantitativo es estadísticounivariado, ya que utiliza como variable independiente el mapa de densidad deprocesos morfodinámicos, el cual se aplica donde se tiene un buen registro demovimientos en masa actuales y pasados. En este método se determina el peso ofragilidad que cada unidad de terreno tiene hacia la generación de fenómenos deremoción en masa. Las unidades de terreno consideradas para el modelamientoen el SIG son básicamente: pendientes, ingeniería geológica, geomorfología yconflictos de uso del suelo.

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El método de análisis comprende tres etapas:

1. Digitalización de las diferentes coberturas o mapas que van a ser utilizadosdurante el análisis. Ejemplos son el mapa de procesos morfodinámicos y losmapas índice (ingeniería geológica, pendientes, geomorfología, conflictos deuso del suelo).

2. Análisis digital estadístico que permite determinar cuantitativamente, el “peso” orelación de cada unidad de terreno (en cada mapa), con relación a cada tipo dedeslizamiento.

3. Obtención de los mapas digitales de susceptibilidad de cada unidad del terrenoa partir de los cuales se obtiene finalmente, por sumatoria, la susceptibilidadtotal del terreno (Figura 8, Anexo 1).

2.2.1 Análisis Estadístico. El método de zonificación de susceptibilidad se basaprincipalmente en identificar y determinar cuantitativamente el grado de influenciaque cada variable geoambiental, o factor intrínseco, tiene en la generación de losfenómenos de remoción en masa cartografiados.

El peso o grado de influencia que cada factor interno del terreno tiene sobre lageneración de los deslizamientos, se determina calculando la sumatoria de lasáreas de cada tipo de movimiento en masa que se encuentren dentro de las áreasque abarca cada Unidad Cartográfica de Parámetro (UCP), así:

W%= DZX*100/S (1)donde:

W= Peso o susceptibilidad de la UCP respecto al movimiento en masa analizado.DZX= Superficie acumulada de movimiento en masa de tipo X (km2 o ha) que hay sobre la UCP.S= Superficie total acumulada de la UCP (km2 o ha).

Para aplicar este método de análisis, se contrasta cada uno de los mapas índicecon cada uno de los tipos de movimientos en masa definidos en el mapa dedensidad de procesos o de tipos de fenómenos de remoción en masa. Así sepodrían tener clasificaciones como: Tipo 1: flujo de detritos; Tipo 2: flujo de suelos;Tipo 3: deslizamientos.

Este cruce de mapas se fundamenta en que el mecanismo de ruptura en una UCPes diferente para cada tipo de proceso de remoción. De esta forma se determina elpeso o susceptibilidad W de cada UCP por cada tipo de movimiento.

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A manera de ejemplo, en las Tablas 2.2 a 2.5 se presenta el resultado de laaplicación de esta técnica para el caso las cuencas de los ríos Bolo y Fraile, en elDepartamento del Valle del Cauca. Una vez establecida esta relación de pesospara los diferentes mapas, se recodifican los valores iniciales de las UCP entérminos de susceptibilidad, siguiendo los intervalos que para los mismos casos sepresentan en la Tabla 2.6.

Los rangos de susceptibilidad se definen con base en un análisis estadístico dedispersión mediante el ajuste de los datos a una curva de distribución normal paratodos los mapas índice, según el tipo de proceso. El máximo de las curvas indicala categoría media, a partir de la cual se seleccionan los rangos desde nula a muyalta. Estos rangos pueden ajustarse según el criterio del profesional a cargocuando se haga la validación de lo obtenido en el procesamiento comparado conla realidad vista en el campo.

Como ejemplo de cálculo de la susceptibilidad se puede mencionar la unidad DP(plano denudacional del mapa geomorfológico) que tiene un valor de 2,22 desusceptibilidad para el proceso tipo 2. En este caso, se asigna el número entero 5que corresponde al intervalo 2,01-4 con un grado de susceptibilidad Alta (Tablas3.2 y 3.6).

Los mapas de susceptibilidad del terreno se obtienen mediante la adición de losmapas de susceptibilidad específicos para cada tipo de proceso. Por ejemplo, decuatro mapas de entrada con valores de susceptibilidad de 1 a 6, se obtiene unmapa con números que van de 4 a 24.

El mapa de susceptibilidad del terreno a un FRM específico se realizarecodificando el mapa obtenido en categorías. Para el caso del ejemplo, losvalores menores que 4, se recodifican con el valor de uno (categoría nula); a losvalores entre 4 y 8 se les asigna el 2 (baja); entre 8 y 16 el 3 (media baja); entre16 y 20 el 4 (media alta); entre 20 y 24 el 5 (alta); y mayores de 24 el 6 (muy alta).El mapa final de susceptibilidad que involucra todos los fenómenos de remociónen masa se obtiene mediante el mismo proceso anterior de adición. Éste indica elgrado de susceptibilidad a la ocurrencia de los tres tipos de movimientos en masa,teniendo en cuenta los cuatro factores intrínsecos del terreno evaluados. Laszonas homogéneas de susceptibilidad están representadas en grados ocategorías que van desde nula a muy alta.

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Superficie acumulada de procesos Susceptibilidad o "peso de las Grado de susceptibilidadunidad geomorfologicas a los procesos de para cada unidad

Código UNIDAD No de Superficie Total/ Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

ocurrencias Unidad (HA) (HA) (HA) Flujo de Flujo de Desliza-

Detritos Suelo mientos

1 Dp 72 1794,5 1.95 39.89 5.82 0.11 2.22 0.32 1 5 22 Dd 67 2403 9.7 26.93 2.22 0.40 1.12 0.09 2 4 13 Gt 11 1296.09 10.26 0.00 0.79 0.00 1 3 11 15 Ds 46 1182.75 0.14 99.64 5.55 0.01 8.42 0.47 1 6 26 Dl 410 8596.7 43.1 567.2 76.07 0.50 6.60 0.88 2 6 37 Se 27 1596.41 3.35 0.00 0.21 0.00 1 1 18 Sc 152 4859.75 7.82 275.59 18.58 0.16 5.67 0.38 1 6 29 Sm 110 5579.87 2.67 373 12.94 0.05 6.68 0.23 1 6 110 Sf 24 394.8 0.25 6.35 0.1 0.06 1.61 0.03 1 4 111 Sd 5 105.49 18.78 0.00 17.80 0.00 1 6 115 Sco 23 630.16 1.46 2.89 0.03 0.23 0.46 0.00 1 2 116 Fi 45 1669.55 2.38 27.6 4.2 0.14 1.65 0.25 1 4 117 Fb 34 213.37 0.29 14.14 0.04 0.14 6.63 0.02 1 6 118 Fm 48 671.04 10.42 8.74 0.00 1.55 1.30 1 4 419 Fa 8 164.04 0.00 0.00 0.00 1 1 120 Fc 7 2619.16 5.42 0.00 0.21 0.00 1 1 121 Fl 12 7174.51 2.23 0.00 0.03 0.00 1 1 122 Gm 19 734.58 14.84 0.00 2.02 0.00 1 5 123 Gd 33 719.24 0.00 0.00 0.00 1 1 124 Gp 48 1117.73 2.96 0.00 0.26 0.00 1 2 125 CA 2 48.98 0.00 0.00 0.00 1 1 126 Dn 3 140.81 3.27 0.00 2.32 0.00 1 5 1

TOTAL 1366 51190.37 9279% 1771.93 145.89Total Area 51190.37 100%Total Area de Procesos de 2499.67 100%

Tabla 2.2. Cálculo estadístico del peso o susceptibilidad de las unidades morfológicas a losfenómenos de remoción en masa.

Superficie acumulada de procesos Susceptibilidad o "peso de las unidades de Grado de susceptibilidadpor unidad de pendiente pendiente a los procesos de remoción para cada unidad de pendiente

Código Tipo de No de Superficie Total/ Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3pendiente ocurrencias Unidad de pendiente (HA) (HA) (HA) Flujo de Flujo de Desliza-

Detritos Suelo mientos1 < 5º 59 11709.23 10.2621 2.07476 0.00 0.09 0.02 1 1 12 5º-15º 440 6541.66 3.94545 143.511 7.86322 0.06 2.19 0.12 1 5 13 16º-30º 497 7054.58 23.2461 116.192 24.9803 0.33 1.65 0.35 2 4 24 31º-45º 464 18123.12 49.8746 862.766 61.563 0.28 4.76 0.34 2 6 25 > 45º 428 7760.89 15.7185 638.931 49.41 0.20 8.23 0.64 1 6 3

TOTAL 1888 51189.48 92.8 1,771.7 145.89128

Total Area 51189.48 100%

Total Area de Procesos de Remoción 2499.67 100%

Tabla 2.3. Cálculo estadístico de los valores de pendientes en la susceptibilidad a los fenómenos deremoción en masa.

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Superficie acumulada de procesos Susceptibilidad o "peso de las unidades de Grado de susceptibilidad

por unidad de ingenieria Ingenieria a los procesos de remoción en masapara cada unidad de ingeniería

Código UNIDAD No de Superficie Total/ Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

ocurrencias Unidad de Ingeniería (HA) (HA) (HA) Flujo de Flujo de Desliza-

Detritos Suelo mientos

1 Rac2(6) 124 4127.79 527.6 25.44 0.00 12.78 0.62 1 6 32 Qca4 8 277.74 3.37 0.00 1.21 0.00 1 4 13 Rmd2 (6) 102 7546.6 295.54 11.69 0.00 3.92 0.15 1 5 14 Qca2 10 7648.41 5.45 0.00 0.07 0.00 1 1 15 Rac5(5) 37 3426.95 6.47 29.2 5.53 0.19 0.85 0.16 1 3 1

6 Rm5(5) 15 614.67 13.55 8.03 0.0 2.21 1.31 1 5 47 Qca1 11 262.5 1.92 0.73 0.00 0.00 3 1 18 Rmd2,3(3

)22 2441.64 20.84 42.78 5.43 0.85 1.75 0.22 3 4 1

9 Rmd5(3) 26 642.39 10.13 12.57 3.07 1.85 1.96 0.48 4 4 210 Rmd2,3(4

)38 1606.56 2.33 56.23 0.15 3.50 0.00 1 5 1

11 Sr 55 1064.19 26.59 2.48 0.00 2.50 0.23 1 5 112 Qca3 33 2590.84 7.91 6.83 0.00 0.31 0.26 1 2 213 Sla 8 403.21 2.8 0.00 0.70 0.00 1 3 114 Sco1 168 4412.05 35.21 125.04 32.59 0.80 2.83 0.74 3 5 315 Sco3 72 1600.68 7.64 49.82 0.52 0.48 3.11 0.03 2 5 116 Sco2 159 3074.65 397.83 34.21 0.00 12.94 1.11 1 6 417 Smo 21 775.8 13.85 0.00 1.79 0.00 1 4 118 Cuerpos de 9 92.31 0.01 0.00 0.01 0.00 1 1 119 RBm1 2 552.59 0.00 0.00 0.00 1 1 120 AI 29 1667.6 2.38 26.34 4.19 0.14 1.58 0.25 1 4 121 Rac5(4) 51 1122.8 1.077 49 2.81 0.10 4.34 0.25 1 6 122 Rac5(3) 26 642.39 4.79 28.02 0.08 0.75 4.36 0.01 3 6 123 Sta 64 3105.85 16.55 0.00 0.53 0.00 1 3 124 Rmd2,3(2

)14 211.61 4.26 0.00 2.01 0.00 1 5 1

25 Rac5(2) 42 830.39 0.01 37.24 2.96 0.00 4.48 0.36 1 6 2

TOTAL 1159 51190.71 92.79 1771.92 145.89Total Area 51190.71 100%Total Area de Procesos de Remocion 2406.86 100%

Tabla 2.4. Cálculo estadístico del peso de las unidades de ingeniería en la susceptibilidad a losfenómenos de remoción en masa.

Superficie acumulada de procesos Susceptibilidad "peso de las unidades Morfológicas Grado de susceptibilidad

por unidad de conflicto de uso a los procesos de remoción en masa para cada unidad de conflicto

Código UNIDAD No de Superficie Total/ Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3 Tipo 1 Tipo 2 Tipo 3

ocurrencias Unidad de conflicto (HA) (HA) (HA)

1 ALTO 283 4785.25 20.74 250.4 13.91 0.43 5.23 0.29 2 6 2

2 MEDIO 58 1434.36 3.97 56.85 0.28 3.96 0.00 2 5 13 BAJO 15 126.07 0.00 0.00 0.00 1 1 14 SIN 250 44843.98 68.08 1464.42 0.15 3.27 0.00 1 1 1

TOTAL 606 51189.67 92.79 1771.94 131.98 0.18 3.46 0.26Total Area 51189.67 100% 145.89Total Area de Procesos de Remoción 2485.77 100%

Tabla 2.5. Cálculo estadístico del peso de las unidades de conflicto de uso del suelo en lasusceptibilidad a los FRM.

VALOR INTERVALO CATEGORÍA DESUSCEPTIBILIDAD

123456

< 0,250,26 – 0,50,51 – 11.01 – 22,01 – 4> 4.01

Nula a Muy BajaBaja

Media BajaMedia Alta

AltaMuy alta

Tabla 2.6. Categorías de Susceptibilidad

22

2.3 ANÁLISIS DE LOS FACTORES DETONANTES QUE INTERVIENEN EN LAAMENAZA

Una vez obtenida la susceptibilidad del terreno, se analizan los factores externosque pueden detonar los fenómenos de remoción en masa como son laprecipitación y la sismicidad. En este proceso se determinan las áreas con lluviasextremas o críticas y aceleraciones sísmicas que pueden detonar los fenómenosde remoción en masa. En esta evaluación es importante dar al menos unaindicación aproximada de la frecuencia o períodos de retorno de estos eventosdetonantes, que en ocasiones puede inferirse a partir del estudio de la antigüedadde los mismos depósitos de material dejado por eventos pasados, así como deregistros documentales y testimonios de los pobladores más antiguos del sitio. Enlo posible, y cuando exista información instrumental, se debe recurrir almodelamiento estadístico con los datos disponibles.

2.3.1 Hidrometeorología. En el estudio hidrometeorológico se elaboran mapasde clima y zonas de vida y se identifica la red hidrográfica con sus cuencas ymicrocuencas para determinar, con base en datos de precipitación y caudales, lasisoyetas medias mensuales y anuales, curvas de intensidad – duración -frecuencia (IDF) que definen las lluvias torrenciales o aguaceros fuertes. Unejemplo de estas curvas IDF para las cuencas de los ríos Bolo y Fraile se muestraen la Figura 2.4.

Adicionalmente se debe estimar los caudales por los cauces principales paradiferentes períodos de retorno.

Toda esta información es utilizada para el cálculo de las lluvias detonantes de losfenómenos de remoción en masa en las cuencas y de los caudales y áreasinundables por las avenidas torrenciales a su paso por las zonas urbanas.

2.3.1.1. Relación Lluvia- Deslizamientos. Se ha confirmado que la mayoría delos deslizamientos que se originan en laderas de zonas montañosas ocurrendespués de intensas lluvias, lo que hace necesario para cualquier estudio deamenazas por FRM, conocer la cantidad de lluvia necesaria para detonarlos, laque se suele llamar lluvia crítica.

Una manera de establecer esta relación es la propuesta por Castellanos (1996),siguiendo el procedimiento que se ilustra en Figura 2.5, con el cual se determinanlas lluvias críticas, su duración y período de retorno. En este método se debenlocalizar exactamente los deslizamientos y su fecha de ocurrencia, así como losregistros de precipitación diaria y mensual precedentes a los eventos, obtenidosde estaciones cercanas a los mismos.

23

Figura 2.4. Curvas de intensidad-duración-frecuencia IDF. Ejemplo para las cuencas de los ríos Bolo y Fraile

Durante el procesamiento de la información se elaboran histogramas deprecipitación anual, mensual y diaria, con los cuales se observa la variación de laprecipitación en el tiempo.

La elaboración de las gráficas de lluvias máximas acumuladas y sus promediospara diferentes duraciones junto con la precipitación diaria acumulada queantecede al evento, permiten observar la magnitud de la precipitación que pudoproducir el movimiento.

Mediante un análisis de probabilidad de las lluvias máximas acumuladas con eluso de las curvas de Distribución Gumbel y Log-Normal, se determinaestadísticamente el período de retorno de la lluvia para diferentes duraciones.

Como ejemplo para los ríos Bolo y Fraile, se observa que para lluvias producidasantes de un gran evento (31 de enero de 1994), la curva de lluvias máximasacumuladas se acerca al promedio de lluvias máximas con duraciones entre 2 y 5días, donde la primera es la duración crítica (Figura 2.6). Esto significa que cadados años, si llueve durante dos días y se acumulan 72 mm de lluvia, muyseguramente se activarán deslizamientos sobre aquellas áreas consideradassusceptibles (Tabla 2.8).

Pmax 24h: 100 mm Promedio de las máximas anualesSmax 24 horas: 30 mm Desviación standard de la serieRelación Cp: 0.4 Relación entre horaria y diaria.Intensidades en mm/h.

Frecuencia Intensidades máximas para duraciones entre 10 y 120 minutos:Tr. años 10 20 30 60 90 120 180

2 72.4 58.9 50.9 38.2 31.9 27.9 23.05 97.2 79.0 68.3 51.3 42.8 37.4 30.8

10 113.6 92.4 79.8 60.0 50.0 43.7 36.025 134.3 109.2 94.3 70.9 59.1 51.7 42.650 149.7 121.7 105.1 79.0 65.9 57.6 47.5100 165.0 134.1 115.8 87.1 72.6 63.5 52.3

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

minutos

mm/h 2

5

10

25

50

100

24

Figura 2.5. Diagrama metodológico para determinar la relación lluvia-deslizamiento,Castellanos (1996).

Figura 2.6. Curva de precipitación y frecuencia. Estación Cajones, cuencas de losríos Bolo y Fraile .

DETERMINACIÓN DE LLUVIA CRÍTICA, DURACIÓN Y PERÍODO DE RETORNO

METODOLOGIA PARA LA DETERMINACION DEMETODOLOGÍA PARA LA DETERMINACIÓN DELA RELACION LLUVIA-DESLIZAMIENTOLA RELACIÓN LLUVIA-DESLIZAMIENTO

RECOPILACIÓN

PROCESAMIENTO

RESULTADOS

COMPARACIÓN CON INFORMACIÓNHIDROLÓGICA LOCAL

OBTENCIÓN DE LA LLUVIA ACUMULADA DIARIA PRECEDENTE AL EVENTO Y OBTENCIÓN DE LOS VALORES

MÁXIMOS DE LA LLUVIA ACUMULADA CON DIFERENTES DURACIONES

ANÁLISIS DE PROBABILIDAD POR MEDIO DE LA DISTRIBUCIÓN GUMBEL Y LOG-NORMAL DE LAS LLUVIAS MÁXIMAS ACUMULADAS PARA ESTABLECER EL

PERÍODO DE RETORNO DE UNA LLUVIA CON UNA DURACIÓN ESPECÍFICA.

ANÁLISIS MULTIANUAL, MENSUAL MULTIANUAL, MENSUAL DEL AÑO DEL EVENTO Y DIARIO

SELECCIÓN, DATACIÓN Y UBICACIÓN DE DESLIZAMIENTOS DISPARADOS

POR LLUVIAS

OBTENCIÓN DE LA INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA A NIVEL ANUAL, MENSUAL

Y DIARIO. ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD.

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA LLUVIA CRÍTICA

INFORMACIÓN

0

200

400

600

800

1000

1200

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

DURACIÓN (días)

PR

EC

IPIT

AC

IÓN

(m

m)

2 años

5 años

10 años

25 años

50 años

100 años

ene 31/94

25

Tabla 2.8. Distribución espacial de la precipitación crítica.

Estos resultados, junto con la información de las isoyetas y la intensidad de laslluvias, se delimitan en un mapa como zonas de precipitación crítica para unaduración y período de retorno establecidos, donde las lluvias de duración cortapueden alcanzar el promedio de los máximos y detonar fenómenos de remociónen masa (Figura 10, Anexo 1).

2.3.2 Sismicidad. Para zonificaciones regionales a un nivel de estudio semi-detallado, se puede considerar suficiente la información del Estudio de AmenazaSísmica de Colombia (AIS-INGEOMINAS, 1998), en donde se encuentran lasaceleraciones a nivel de roca basal para diferentes períodos de retorno de lasprincipales fuentes sismogénicas del país.

Sin embargo, si se requiere una mejor definición de la amenaza sísmica, deberárealizarse un estudio particular siguiendo el proceso que se esquematiza en laFigura 2.7 Inicialmente se deben recolectar datos históricos e instrumentales delocalización y magnitud de sismos ocurridos en un radio de por lo menos 200 kmalrededor de la zona de estudio y mediante estudios de geología y tectónicaidentificar las fallas activas. Conocidas las características de las fallas y asignandocon algún criterio los sismos inventariados a cada una de ellas, se establecen lasllamadas fuentes sismogénicas que pueden definirse como puntos, líneas o áreas.

Con los datos anteriores se establece la actividad de la fuente en términos de larecurrencia de las magnitudes de los sismos asignados a cada una. Para ello seordenan los sismos por su magnitud en secuencia creciente y a partir de unproceso estadístico se obtiene una función que permite estimar el número desismos anuales para cualquier valor de Ms, así:

Log N=A-B*Ms (2)En donde:

N = Número de sismos anuales que igualan o superan el nivel de referencia de Ms.A = Parámetro de tasa sísmica

Sector Precipitación Duración Período de Grado de EstaciónCrítica (mm) (Días) Retorno Intensidad Representativa

1 72 2 2 Alta CAJONES

Media

2 55 2 2 Baja BOLO BLANCO

3 530 73 2 Media LA DIANA

4 600 90 2 Media CHAMBU

26

B = Parámetro de tasa sísmica que indica la actividad sísmica promedioMs= Magnitud evaluada para ondas superficiales

Las curvas obtenidas a partir de la ecuación anterior proporcionan el modelo derecurrencia de magnitudes, el cual define los parámetros de tasa sísmica paracada una de las fuentes sismogénicas a utilizar en la evaluación.

Con el número de sismos anuales N (con una magnitud M>Ms) es posible obtener elperíodo de retorno T que corresponde al inverso de la frecuencia anual (T=1/N) yrepresenta el tiempo promedio entre eventos (M>Ms) que han ocurrido en el pasado.Asumiendo que los sismos son eventos independientes en el tiempo, se haestablecido como modelo probabilístico para el análisis de recurrencia la distribuciónprobabilística de Poisson, con la cual se calcula la probabilidad de excedencia, estoes, la probabilidad de que al menos un evento “favorable” ocurra en el período dediseño. Esta probabilidad está dada por la siguiente expresión:

P = 1-e(-L/T)

En donde:

P = probabilidad de excedenciaL = período de diseño (20 a 50 años en Colombia)T = período de retorno del evento

La energía de un sismo generada en el hipocentro de una determinada fuente, seatenúa con la distancia debido a las propiedades de los materiales que atraviesanlas ondas sísmicas hasta el sitio de interés. Para estimar esta atenuación seacude a modelos de atenuación que se expresan matemáticamente con la fórmulageneral dada en el recuadro de la Figura 2.7. En vista de que en Colombia aúnfalta establecer un modelo de atenuación apropiado, generalmente se recurre aecuaciones desarrolladas en otras latitudes como las de Donovan y la de MacGuire, con las cuales se obtienen las aceleraciones máximas esperadas a nivel deroca. Por ejemplo, la expresión de Donovan (1973) tiene la siguiente forma:

a = 1320 e 0.58 m ( r + 25 ) -1.520 (3)donde:

a = Aceleración Máxima. Horizontal a nivel de roca ( cm/seg2 )m = Magnitud de Onda Superficial ( Ms )r = Distancia a la Falla ( km )

Realizar éste proceso manualmente es bastante dispendioso por la cantidad dedatos que se requiere manejar, en especial cuando se trata con varias fuentessismogénicas. Por ello se han desarrollado programas de computador (p. Ej.Eqrisk, 1976 y Frisk88M, 1996), con los cuales se puede calcular de manera

27

sistemática los coeficientes de aceleración horizontal a nivel de roca para la zonade estudio, teniendo en cuenta tanto los aspectos mencionados en los puntosanteriores (geometría, recurrencia y ley de atenuación) como los parámetros deprobabilidad de excedencia y tiempo de exposición, definidos según las normassismoresistentes a nivel nacional (NSR-98).

El resultado de este análisis después de un proceso de interpolación de líneas deiso-aceleración, es el mapa de amenaza sísmica que muestra zonas homogéneasde aceleración máxima horizontal y que se emplea para el análisis de la amenazapor fenómenos de remoción en masa (Figura 11 del Anexo 1).

Figura 2.7. Proceso general para la zonificación de la amenaza sísmica

2.4. ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN ENMASA

En el modelamiento final de la zonificación de la amenaza se integran los tresfactores discutidos anteriormente, como son la susceptibilidad del terreno, lainestabilidad actual y puntual y la acción de los factores detonantes:

SISMICIDAD HISTÓRICA DE LA REGIÓN-Datos históricos (Pre-instrumentales)

-- Datos instrumentales

GEOLOGÍA Y TECTÓNICA DE LA REGIÓN-Fallas activas

ACTIVIDAD DE LA FUENTELog (N) = A – BxMMagnitud Máxima

MODELO MATEMÁTICO DE ANÁLISISPeríodo de Retorno T = 1/N

Probabilidad de excedencia p = 1-e-L/T

Modelo de Atenuación:Y = b1e

b2Mr-b3 e-b4r

FUENTES SISMOGÉNICAS-Puntos-Líneas-Áreas

ZONIFICACIÓNTrazado de isolíneas de aceleración

Agrupación en rangos de aceleración

28

H=St f(x) (fI) f(x) (fd) (4)

Donde,H= AmenazaSt= Susceptibilidad del terrenofI= Inestabilidad actual del terrenofd= Acción de los factores detonantesf(x)= Función matemática.

Cada uno de estos componentes de amenaza se analiza por separado paraintegrar finalmente la ecuación de la amenaza (Figura 9, Anexo 1).

• Susceptibilidad del terreno (St). Del análisis estadístico se obtienen diferentescategorías de susceptibilidad como fue explicado en el numeral 3.2.1 (Tabla2.9):

VALOR GRADO DESUSCEPTIBILIDAD

1 Nula a muy baja2 Baja3 Moderada4 Alta5 Muy alta

Tabla 2.9. Categorías de susceptibilidad

La formula a aplicar es: St f(ΣΣΣΣ 1-5) (5)

• Factores de inestabilidad actual. Están determinados por los fenómenos deremoción en masa (Mrm) y la intensidad de los procesos erosivos (Ie).

Para cuantificar el efecto de los movimientos en masa, se evalúa la magnitud decada movimiento teniendo en cuenta los mecanismos de falla, el volumen de lamasa inestable y su actividad (velocidad conocida y número de reactivaciones).Un ejemplo de calificación según los criterios anteriores para los movimientos enmasa, se muestra en la Tabla 2.10.

TIPO DE MOVIMIENTO VALOR ASIGNADOFlujo de detritos 1Deslizamientos 2Flujo de suelo 3

Tabla 2.10. Calificación de la magnitud de los movimientos en masa.

La formula a aplicar para este caso estaría dada en función de tres valores:Mrm f(ΣΣΣΣ1-3) (6)

29

De igual manera se hace con la inestabilidad por erosión según su intensidad(Tabla 2.11):

INTENSIDAD DE EROSIÓN VALOR ASIGNADOBaja 1Moderada 2Alta 3Erosión Fluvial 2

Tabla 2.11. Calificación de los grados de intensidad de erosión.

donde: Ie f(ΣΣΣΣ1-3) (7)

• Factores detonantes. El factor detonante por lluvia se califica con los valoresde lluvias críticas. Como ejemplo para un período de retorno de dos años sepueden tomar los siguientes valores (Tabla 2.12):

LLUVIA CRÍTICA CATEGORÍA VALOR ASIGNADO600 mm. Tr= 2 años y duración= 90 días. Baja 1530 mm. Tr= 2 años duración= 73 días. Media baja 255 mm. Tr= 2 años duración= 2 días. Media alta 372 mm. Tr= 2 años duración= 2 días. Alta 4

Tabla 2.12. Calificación de las lluvias críticas

donde: Fp f(ΣΣΣΣ1-4 ) (8)

El factor detonante por sismos se califica con el mapa de amenaza sísmica enfunción de la aceleración local calculada para una probabilidad de excedenciadada en un tiempo de exposición determinado (Tabla 2.13).

GRADO DE AMENAZA SÍSMICA VALOR ASIGNADOModeradamente alta 1Alta 2Muy Alta 3

Tabla 3.13. Calificación del grado de amenaza sísmica.

donde: Fs f(ΣΣΣΣ1-3 ) (9)

Como todos los parámetros que intervienen en la amenaza son crecientes seestablece la función f(x) como una suma.

Como los factores detonantes de precipitación y sismicidad son independientesentre sí, por corresponder a diferentes períodos de retorno, se establecen dosmapas de amenaza, uno con el factor detonante lluvia y el otro con el factordetonante sismos. Un tercer mapa de amenaza que se puede obtener considera la

30

posibilidad de que para una lluvia crítica detonante, se presente al tiempo unsismo detonante.

De esta manera se aplican las siguientes ecuaciones para el cálculo de los mapasde amenaza en el SIG.

Hp=St + [[[[Mrm + Ie]]]] + [[[[Fp]]]] (10)Hs= St + [[[[Mrm + Ie]]]] + [[[[Fs]]]] (11)Ht= Hp +Hs (12)

donde,Hp= Amenaza con factor detonante por precipitación.Hs= Amenaza con factor detonante por sismicidad.Ht= Amenaza con factores detonantes por precipitación y sismicidad.St= Susceptibilidad del terreno a los fenómenos de remoción en masa.Mrm= Magnitud del fenómeno de remoción en masa.Ie= intensidad de erosiónFp= Peso del factor precipitación.Fs= Peso factor sismicidad.

Una vez obtenidos los valores de amenaza (1 a 29 para el caso del ejemplo), seagrupan estos intervalos en categorías (Tabla 3.14):

INTERVALO CATEGORÍAS DE AMENAZA2-7 Muy baja

8-12 Baja13-18 Moderado19-23 Alta24-29 Muy Alta

Tabla 2.14. Intervalos de calificación de la amenaza.

Los mapas de amenaza relativa obtenidos a partir de esa categorización (Figura12, Anexo 1) tienen cierto grado de incertidumbre, debido a que hay variables decalificación como los rangos empleados en las fórmulas del modelo, la escala detrabajo, tamaño del área de estudio, la relación entre los deslizamientos y losagentes detonantes, entre otros, que no pueden ser establecidos con total certeza,debido a que muchas veces la información no es completa y confiable, o loscostos para obtenerla son demasiado altos. De esta manera, los límites entrezonas de diferente amenaza son graduales y aproximados. De cualquier manera,sea cual fuere el método de zonificación de amenaza a emplear, su exactituddepende de la profundidad de conocimiento que se tenga de todos loscomponentes geoambientales del área en cuestión y de los factores que puedendetonar los eventos.

31

CAPÍTULO 3

METODOLOGÍA DE ZONIFICACIÓN DEAMENAZA, VULNERABILIDAD Y ESCENARIOSDE RIESGO POR AVENIDAS TORRENCIALES

EN CABECERAS MUNICIPALES

Amílcar ValenciaEduardo Castro

En Colombia la mayoría de las ciudades y poblaciones han sido construidas sobrevalles y abanicos aluviales intramontanos, lo cual las ha convertido en zonas dealto riesgo debido a que su crecimiento se ha concentrado hacia las márgenes delos ríos. Dicha situación ha colocado en alto grado de exposición a la población ylas construcciones civiles, con graves daños causados cuando ocurren estostorrentes de detritos o las llamadas avenidas torrenciales.

En este capítulo se describe la metodología utilizada para identificar, categorizar yzonificar estos fenómenos geológicos amenazantes y determinar la vulnerabilidady el riesgo en zonas urbanas expuestas (Figura 3.1).

Los sistemas de información geográfica se utilizan para apoyar los análisis devulnerabilidad y escenarios de riesgo en las zonas inundables durante crecientesextraordinarias, con el fin de orientar a la población y a las autoridades sobre lasposibilidades de reducir el efecto de las avenidas torrenciales.

3.1. ZONIFICACIÓN DE AMENAZA POR AVENIDAS TORRENCIALES

Para zonificar la amenaza por avenidas torrenciales en zonas relativamenteplanas se utiliza con éxito el método implícito basado en observación minuciosa ydetallada de campo de las características geológicas (composición de losmateriales), geomorfológicas e hidráulicas de las áreas urbanas. En estas zonasdonde se deposita material proveniente de las avenidas torrenciales, se debentener en cuenta, además, aspectos tales como las alturas de las terrazas conrespecto al nivel de las aguas del río, zonas con erosión lateral y las rutas deacceso de los materiales cuando se generan las avenidas.

32

Figura 3.1. Diagrama metodológico de zonificación de amenaza y riesgo por avenidas torrenciales.

INFORMACIÓN Y PRODUCTOS

DE BASE

INFORMACIÓNTEMÁTICAREGIONAL CARTOGRAFÍA

DE BASE

TOPOGRAFÍADIGITAL

ESC. 1:2.000ESC. 1:5.000

SENSORESREMOTOS

FOTOGRAFÍASAÉREAS LOCALESESC. 1:10..000

FOTOGRAFÍASAÉREAS REGIONALES ESC. 1:23.000-1:60.000

ESTUDIOS

LITOLOGÍA ESTRUCTURAL

GEOTECNIA GEOMORFOLOGÍA

EXPLORACIONES DEL SUBSUELO

CARACTERIZACIÓNGEOTÉCNICA

LOCALES

MORFOMETRÍA MORFOLOGÍA

MORFODINÁMICAFLUVIAL

SUSCEPTIBILIDAD AAVENIDAS TORRENCIALESEFECTOS LOCALES

DEL SUELO

AMENAZAPOR AVENIDASTORRENCIALES

ESTIMACIÓN DELA MAGNITUD DELFENÓMENOAMENAZANTE

RECURRENCIADEL FENÓMENOAMENAZANTE

ZONIFICACIÓN

DE AMENAZA

S I G

ANÁLISIS

DE LOS

ESCENARIOS

DE RIESGOAPTITUD PARA USO URBANO

VULNERABILIDAD

ESCENARIOS DE RIESGO

HIDROMETEOROLOGÍA

GEOMORFOLOGÍA

GEOLOGÍA

SUELOS

SISMOLOGÍA

GEOLOGÍA

33

3.1.1. Geología y Geotecnia.

En los estudios de geología local de zonas planas aledañas al piedemonte de lascordilleras se deben identificar las fallas y los diferentes materiales con susespesores, tales como, niveles de terrazas de origen fluviotorrencial (flujos deescombros y depósitos de canal), llanuras de inundación y sedimentos activos delcauce del río.

Se evalúan, además, las características y el comportamiento geomecánico de losmateriales mediante muestreos y ensayos de laboratorio, como: humedad,granulometrías y límites de Atterberg, ensayos de penetración estándar y perfilesde refracción sísmica para comprobar el espesor de los depósitos y la capacidadportante de los materiales. Se evalúa, además, la posibilidad de licuación en lazona.

3.1.2. Geomorfología.

A partir de los aspectos geomorfológicos, se identifican las formas típicas de losdepósitos como colinas de piedemonte, conos de deyección y barras, al igual quela presencia de antiguos canales que definen las rutas de acceso de los materialesy las posibles zonas de afectación durante las avenidas torrenciales. De otra partese analiza la dinámica de las corrientes fluviales a través del tiempo mediante lainterpretación de rasgos estructurales. En esta parte juega un papel muyimportante la presencia de cauces abandonados y el comportamiento seguido porlas demás corrientes de la región.

3.1.3. Susceptibilidad a Avenidas Torrenciales.

Esta evaluación se basa principalmente en la observación y análisis de datos detipo sedimentológico, geomorfológico, geología estructural y el registro histórico ytestimonial de avenidas torrenciales que causaron daños.

Con base en la información sedimentológica se puede establecer la evolución delos procesos de sedimentación que conllevaron a la formación de depósitosfluviotorrenciales. Igualmente se pueden delimitar las zonas que han sidoafectadas por avenidas torrenciales antiguas o actuales y su orden de magnitudrelativa.

Mediante la interpretación de registros históricos y testimonios relacionados conavenidas torrenciales extractados de periódicos, bases de datos y comunicacionesde personas que han vivido en estos sectores durante largo tiempo, se llega aconclusiones acerca de la actividad de formación y migración de los depósitos,

34

magnitud de aporte de sedimentos de origen fluviotorrencial y áreas que han sidoy podrían ser afectadas.

El mapa de susceptibilidad obtenido a través de este proceso debe mostrar loscauces fluviales antiguos y recientes y todas aquellas zonas que pueden serafectadas por procesos erosivos, socavación, inundación y acumulación desedimentos.

3.1.4. Análisis Hidráulico.

El estudio de la hidráulica se realiza con el objetivo de afinar el mapa desusceptibilidad mediante el levantamiento de perfiles topográficos detallados a lolargo del río para calcular con diferentes períodos de retorno, los niveles máximosesperados y áreas mojadas o de extensión areal de las avenidas torrenciales. Elanálisis hidráulico se complementa con estudios de torrencialidad en los que sededuce, a partir de la observación, la viscosidad de los fluidos, composición de losmateriales durante las avenidas torrenciales, velocidad y caudales máximosesperados.

Como ejemplo para los ríos Bolo y Fraile a su paso por las poblaciones de Praderay Florida, respectivamente, el estudio hidráulico se realizó mediante el método delflujo gradualmente variado en cauces naturales, con desbordamiento, utilizando elfactor de rugosidad de Manning. Los parámetros que definen las característicasde rugosidad y pendiente del cauce se seleccionan con base en el perfil del fondodel levantamiento topográfico y en las observaciones de campo y análisisgranulométrico de los materiales que conforman el lecho del cauce. Con unarugosidad de 0,08 y una pendiente hidráulica de 0,018 se calcularon para cadaperfil topográfico y batimétrico, los desbordamientos y niveles máximos deinundación para diferentes períodos de retorno (entre 2 y 100 años). Estosresultados se plasman en el mapa de susceptibilidad, los cuales se comparan conlos límites establecidos anteriormente y se afinan para obtener finalmente laszonas de afectación por los flujos viscosos de las avenidas torrenciales.

3.1.5. Zonificación de Amenazas.

En el análisis de la amenaza por avenidas torrenciales se tienen en cuenta losfactores detonantes como la lluvia y los sismos, los cuales se evalúan en laszonas donde se originan los materiales que alimentan los flujos torrenciales, esdecir, en las zonas montañosas. Por lo tanto, una vez conocida la temporalidadcon la que se pueden presentar dichos eventos, la evaluación de la amenaza secentra en determinar el tipo de material de las avenidas y el efecto o daño quepuedan causar en las zonas por donde transiten.

35

Como ejemplo se tiene que en las áreas urbanas de Pradera y Florida, lasavenidas torrenciales se presentan en períodos de tiempo entre 13 y 25 años, conuna probabilidad de ocurrencia de uno; es decir, que al menos una vez en eselapso de tiempo se puede presentar un fenómeno de características desastrosas.

A partir del mapa de susceptibilidad, se clasificaron tres grados de amenaza: alta(zonas de susceptiblidad muy alta y alta), moderada (zonas de susceptibilidadintermedia) y baja (zonas de susceptibilidad baja); al interior de ellas, y con baseen la revisión de eventos precedentes, se subdividen áreas teniendo en cuenta lacombinación del agua con sedimentos y las posibles consecuencias sobrediferentes sectores, resultando zonas por impactos de bloques, inundación,presión y acumulación de material, así como erosión por socavación lateral.

3.2. EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD Y ESCENARIOS DE RIESGO

3.2.1. Introducción

Los efectos de los fenómenos de remoción en masa (FRM) resultan, en muchoscasos, de magnitudes catastróficas que hacen necesario su estudio tendienteprincipalmente a la prevención de los daños y pérdidas probables, dentro de unapolítica global de reducción de los riesgos naturales.

Hasta el momento la evaluación del riesgo asociado a FRM es limitada, pues seconsidera de manera primordial la caracterización del fenómeno per se, pero conun tratamiento más superficial de aspectos tan importantes como los efectoseconómicos, sociales y ambientales resultantes en caso de la materialización delfenómeno. Los costos, el tiempo y el nivel de conocimiento que requiere el estudiode los FRM han llevado a una deficiencia palpable de mecanismos e instrumentosque permitan realizar un análisis de carácter integral desde el fenómeno deinestabilidad propiamente dicho, hasta las consecuencias potenciales para lasociedad; esto deberá servir finalmente como herramienta importante para laplanificación territorial y la prevención de desastres, principalmente en lo referentea los asentamientos humanos.

En este sentido, y con el fin de mejorar el análisis y percepción del riesgo,principalmente desde el punto de vista de los daños que pueden ser ocasionadosa los elementos potencialmente afectables, se debe revaluar el concepto de“vulnerabilidad” de manera que facilite un análisis, hasta donde sea posiblecuantitativo, de las pérdidas esperadas y un mejor entendimiento por parte de lacomunidad y en especial de los tomadores de decisiones.

36

3.2.2. El Concepto de Vulnerabilidad.

Debido a la poca relevancia que hasta el momento ha tenido por parte de lostécnicos el análisis de la vulnerabilidad, las aproximaciones tradicionales reposansobre protocolos de evaluación simples, poco elaborados y muy variables de unautor a otro, que hace difícil su generalización. Si se considera que dentro delanálisis del riesgo, la vulnerabilidad aparece como la variable a ser modificadacomo parte de una política de prevención y reducción del mismo, es necesarioproponer una teoría sobre la vulnerabilidad que permita dar un soporte mástécnico al análisis y la posibilidad de su reproducción.

La teoría de la vulnerabilidad propuesta se articula alrededor de conceptosrelativamente nuevos como el de elemento expuesto, interacción fenómeno –elemento, entre otros. Estos intentan facilitar la estimación de las consecuenciaspotenciales en caso de la materialización del fenómeno amenazante.

La definición más apropiada de vulnerabilidad, de acuerdo con el nuevo concepto,sería: “Magnitud o nivel de daño comprobado o potencial que puede ser evaluadopara un elemento expuesto dado, sometido a la acción de un fenómeno dado y deuna intensidad dada”. De ésta se desprenden las tres nociones fundamentales dela vulnerabilidad en la que está soportada esta teoría:

! La noción de elemento expuesto.! La noción de interacción entre fenómeno y elemento expuesto.! La noción de nivel de daño potencial del elemento expuesto.

Elemento expuesto es equivalente a lo que se conoce como “elemento en riesgo”,pero se considera más adecuado, pues no introduce prematuramente el conceptode “riesgo”; la interacción entre fenómeno y elemento hace referencia a la formafísica de expresión del fenómeno sobre los elementos, y a los mecanismos derespuesta de Estos. El nivel de daño potencial, por último, pretende expresar lamagnitud de la afectación ocasionada a los elementos expuestos.

De acuerdo con la Figura 3.2, la evaluación de la vulnerabilidad que se plantea nosólo está en función de las características intrínsecas del elemento expuesto –como hasta el momento se ha trabajado – sino que también depende delfenómeno amenazante y en particular de sus expresiones físicas (fuerza,velocidad, volumen, entre otros). Se puede elaborar, por tanto, funciones deinteracción fenómeno - elemento expuesto en términos del daño potencial, lascuales serán denominadas Funciones de Daño.

37

De acuerdo con la experiencia, se ha observado que algunos elementosexpuestos difieren en su naturaleza de otros a la hora de analizar la percepción dela comunidad frente a su daño. Es necesario por tanto plantear una subdivisión entres grandes familias de elementos expuestos: a) las personas; b) los bienesmateriales y c) las actividades o funciones.

Figura 3.2. Interacción fenómeno - elemento

Consecuentemente, las Funciones de Daño también se subdividen en tres tipos:

! Funciones de daño corporal que se aplica a las personas para definir losperjuicios corporales.

! Funciones de daño estructural que se aplica a los bienes físicos para definir losdaños estructurales o materiales.

! Funciones de daño funcional que se aplica a las actividades o funcionesdiversas para definir las perturbaciones funcionales.

Los perjuicios corporales y los daños estructurales están en función de laintensidad del fenómeno, de la sensibilidad de los elementos corporales ymateriales (generalmente definida por factores de resistencia), y de la duración deesta interacción, aun cuando en algunos casos los perjuicios corporales están

38

supeditados a los daños estructurales; las perturbaciones funcionales dependende la afectación a los dos grupos anteriores. Esta consideración resultafundamental, pues en el análisis algunas funciones de daño serán dependientesde otras.

De lo anterior resulta que es necesario conocer los modos de interacción físicaentre fenómenos y elementos expuestos implicados, lo cual puede resultar mássencillo con la introducción de dos conceptos:

a. Capacidad de daño de un fenómeno frente a un elemento expuesto, elcual puede ser evaluado a partir de dos nociones fundamentales:

! Procesos generadores de daño, que caracteriza la acción preferencialdel fenómeno sobre el elemento y cuyo concepto se puede asociar al deSolicitación.

! Intensidad, que caracteriza la magnitud del proceso de daño generadopor el fenómeno y que puede ser cuantificada a partir de criterios físicossimples.

b. Modo y nivel de daño potencial de un elemento expuesto a esefenómeno, el cual está en función de su propia naturaleza, de la intensidaddel fenómeno o del daño de otros elementos.

Son estos dos conceptos principales los que fundamentan y sustentan laevaluación de la vulnerabilidad en esta guía, como se muestra en la Figura 3.3.

3.2.3. Evaluación de Vulnerabilidad.

Como se ha mencionado, para la evaluación de vulnerabilidad es necesarioestablecer y, hasta donde sea posible, cuantificar las características de lainteracción entre el fenómeno y los elementos expuestos.

Aunque en esta teoría se plantea un análisis menos cualitativo al utilizar conceptoscomo capacidad de daño de un fenómeno y modo de daño de un elementoexpuesto, la complejidad y variabilidad espacio - temporal de los mecanismos dedesarrollo de los FRM han hecho muy difícil cuantificar numéricamente esos dosconceptos. Esto obliga, hasta el momento, a un análisis semicuantitativo quetenga como soporte principal la evaluación de eventos precedentes de los quehaya registros estadísticos y gráficos.

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Figura 3.3. Metodología para evaluación de la vulnerabilidad.

3.2.3.1.Capacidad de Daño de un Fenómeno

La capacidad de daño de un fenómeno viene expresada básicamente por doscaracterísticas propias del fenómeno: el Proceso Generador de Daño, quecaracteriza la manifestación en términos físicos del fenómeno sobre el elemento, yla Intensidad, que representa la magnitud de esa manifestación.

Proceso Generador de Daño

Los procesos generadores de daño tienen el mismo concepto de lo que eningeniería sísmica se conoce como Solicitación; pretenden representar de unamanera objetiva las distintas formas de interacción que hay entre los fenómenos,con características dinámicas complejas, y los diferentes elementos expuestos aEstos, de tal forma que se facilite un poco más el análisis de la intensidad delevento y por consiguiente de sus daños generados.

Para el análisis de esa intensidad es necesario establecer unos parámetros ocriterios que permitan cuantificar o cualificar diferentes magnitudes. Considerandolas deficiencias de información en lo referente a la dinámica de los FRM, la forma

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de definir dichos parámetros o criterios debe incluir un análisis retrospectivo de losfenómenos antes ocurridos.

En los FRM se puede distinguir 4 grandes familias de solicitaciones (Leone , 1996)como son:

• Los desplazamientos y deformaciones asociadas.• Las presiones resultantes de impactos o fuerzas laterales.• Las acumulaciones.• La socavación.

Cada una de ellas puede estar con mayor o menor intensidad dependiendo deltipo de fenómeno. Es necesario, con base en revisión de eventos precedentes,identificar las solicitaciones del movimiento en estudio y su área de influenciacomo un primer paso a la evaluación de la capacidad de daño; esto deberealizarse en conjunto con la evaluación de la amenaza presentada al inicio deeste capítulo.

En el caso de las avenidas torrenciales, y teniendo en cuenta la diversidad,complejidad y variabilidad de los mecanismos que intervienen en este tipo defenómenos, se consideran en general de una manera simple, pero representativa,los siguientes procesos de daño: impactos, presiones, socavación lateral yacumulaciones (Figuras 3.4 y 3.5).

Figura 3.4. Diferentes solicitaciones y su área de influencia.

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SF Superficie de acción del fenómenoF Fuerza generada por bloques u objetos de gran tamañoSE Superficie de exposición del elemento.P Presión generada por el volumen del fenómenoV Velocidad de viaje del fenómenoH Altura de acumulación

Figura 3.5. Procesos generadores de daño

ACUMULACIONES :Deposición de material con un mínimo de energíacinética, pero que por simple ubicación sobre loselementos expuestos genera presiones osimplemente taponamiento.

HH

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SF F

IMPACTO :Zona donde la avenida torrencial transportabloques y troncos de gran tamaño que chocancon gran fuerza contra los elementos a su paso.

PRESIÓN LATERAL:Zona donde la avenida torrencialchoca con los elementos expuestosgenerando sobre ellos una fuerza quedepende de la velocidad y del pesoespecífico de la masa en movimiento.

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SE

v

MATERIAL SOCAVADO QUEDEJA SIN SOPORTE LASESTRUCTURAS.

SOCAVACIÓN:Zona de arranque de material que aumentala carga de la avenida torrencial. Deja sinsoporte los elementos ubicados en lasmárgenes del fenómeno.

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Como impactos se considera la solicitación generada por elementos de grantamaño como bloques y troncos, con altas velocidades, que generan fuerzaspuntuales causando en la mayoría de los casos daños severos a las estructuras y,en general, a todo elemento que encuentra a su paso; como presiones seconsidera la solicitación generada por flujos de gravas y arenas que se desplazana gran velocidad y que ejercen fuerzas “uniformes” sobre las superficies decontacto con los elementos, permitiendo así una mejor respuesta de estos.

La socavación lateral se entiende como la erosión hídrica intensa de algunasmárgenes de cauces y acequias que afectan las bases de los taludes,desestabilizando algunas áreas superficiales; el grado de afectación puede variardependiendo de su magnitud y de los elementos ubicados en el área de influencia.Las acumulaciones son procesos de deposición de materiales generalmentefinos que, más que una solicitación física, se puede considerar como unaafectación por obstrucción y taponamiento de ciertas estructuras; ese grado deafectación dependerá de la magnitud de la acumulación, en donde se tendrá muyen cuenta la posibilidad de recuperación del elemento.

Intensidad

La importancia de evaluar la intensidad del fenómeno radica en poder categorizarla interacción con los elementos expuestos y el comportamiento de ellos frente aesas solicitaciones. Es necesario, por tanto, intentar expresar esas solicitacionesen parámetros que permitan analizar la respuesta de los elementos expuestos.

Así como en el caso del fenómeno sísmico el parámetro utilizado para evaluar lamagnitud de la solicitación es la aceleración del suelo, en los FRM es necesariobuscar parámetros representativos, teniendo en cuenta de antemano lacomplejidad y diversidad de solicitaciones, que involucra a su vez un gran númerode parámetros posibles.

Los FMR poseen parámetros característicos como velocidad, volumen,profundidad de la superficie de falla, presiones, alturas de deposición, distancia deviaje, entre otros; sin embargo, no hay que perder de vista que el interés final espoder establecer la respuesta del elemento expuesto frente a diferentes niveles deesos parámetros de solicitación. La decisión de los parámetros a utilizar, por tanto,dependerá de la posibilidad de establecer el comportamiento del elemento frente aellos, lo cual podría lograrse de dos formas: de una forma bastante precisamediante modelos y ensayos de laboratorio, o de una forma indirecta con unanálisis retrospectivos de eventos similares y sus consecuencias; la decisióndependerá de los costos y el tiempo que se pueda invertir en establecer dichosparámetros.

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De acuerdo con la revisión de eventos precedentes y considerando los tipos desolicitación ya definidos, se propone unos criterios (Figura 3.6) asociados a lasgrandes zonas de amenaza establecidas, y cuya descripción se presenta acontinuación:

Figura 3.6. Tipos de solicitaciones y criterios de intensidad

Alta por impacto e inundación (AI): aquellos sectores amenazados por agua consedimentos gruesos (desde 10 cm a bloques de 1,5 m), que pertenecen al caucefluvial activo del río y parte de su cauce mayor; se incluyen depresionesgeomorfológicas correspondientes a cauces antiguos. Se puede prever unadestrucción parcial a total de las estructuras y elementos que pueda encontrar asu paso; la deposición de bloques en estas zonas restringe considerablemente eluso futuro del suelo y afecta significativamente las secciones de las acequias(Figura 3.7).

Alta por presión, acumulación e inundación (AP): son áreas donde la energíacinética del agua con sedimentos (tamaño limo, arena y grava) es tal, que causaesfuerzos compresivos sobre estructuras y ocasiona destrucción de paredes yobras transversales al flujo; los daños también pueden deberse a inundación yacumulación de sedimentos dentro y fuera de las construcciones. Se puedeafectar de manera significativa las actividades agrícolas y pastoriles y las acequiaspueden sufrir colmatación o destrucción (Figura 3.8).

FENÓMENO SOLICITACIÓN CRITERIOS DE INTENSIDAD

ACUMULACIONES

Presión ( P)PRESIONES

LATERALES

IMPACTO

SOCAVACIÓNLATERAL

AVENIDAS

TORRENCIALES

Energía Cinética ( EC )

Altura Acumulación ( H)

Área de Afectación ( AA )

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Figura 3.7. Río Fraile cerca al ápice en la avenida de 1994. Obsérvese la magnitud de los bloques y, al fondo,una vivienda destruida.

Figura 3.8. Daños en muros causados por un flujo de materiales a gran velocidad. (Avenida del ríoGuadalajara, Buga, 1997)

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Alta por acumulación e inundación (AA): corresponde a zonas donde la energíadel agua es mínima y en raras ocasiones puede producir destrucción de paredes yobras transversales al flujo; en estas áreas el proceso dominante es lasedimentación de la carga sólida con alturas mayores a 1,0 m (principalmentearenas y limos). Se pueden presentar taponamientos de algunos elementos y enalgunos casos, para efectos prácticos, el nivel de los daños puede considerarsecomo destrucción total (Figura 3.9).

Figura 3.9. Zona urbana de Florida en la avenida de 1994.Obsérvese la acumulación de material en calles yviviendas.

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Alta por socavación lateral (AS): zonas localizadas en los bordes de terrazas yescarpes, contra el cauce activo del río, que poseen alta susceptibilidad o estánsiendo afectadas por procesos de erosión o socavación lateral, esta última,principalmente durante las crecientes tanto normales como extraordinarias del río.A ella se asocian desprendimientos y derrumbes de variada magnitud (Figura3.10).

Figura 3.10. Zona de socavación margen izquierda río Fraile. Obsérvense las dos viviendas ubicadas en lacorona del escarpe, a punto de ser alcanzadas.

Moderada por impactos (MI): zonas correspondientes a superficies ligeramenteplanas, cruzadas por varias depresiones geomorfológicas, con presenciasuperficial de bloques de roca de variado tamaño de hasta 1,5 m, dejados porantiguas avenidas torrenciales. Zonas consideradas de impactos por bloques, perocon baja probabilidad de que el fenómeno alcance esas áreas.

Moderada por presión, acumulación e inundación (MP): son áreas donde laenergía cinética del agua con sedimentos (tamaño limo y arena) puede causaresfuerzos compresivos moderados, con posibilidad intermedia de dañarestructuras. Se espera daños menores a moderados dependiendo de laconstitución de las estructuras; las actividades agrícolas y pastoriles se puedenver parcialmente afectadas al igual que los canales, estos últimos porsedimentación parcial (obstrucción).

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Moderada por acumulación e inundación (MA): zonas consideradas deinundación y sedimentación, esta última de moderada a pequeña magnitud (< 1,0m). Se pueden presentar daños ligeros en estructuras y afectación principal amuebles y enseres; perturbación parcial a total de las actividades agrícolas ypastoriles y posible obstrucción de canales.

Moderada por erosión y remoción en masa (ME): zonas de colinas y bordes deterrazas susceptibles o afectados por procesos de erosión de tipo laminar, surcos,cárcavas, terracetas, y donde hay probabilidad de generarse fenómenos deinestabilidad como deslizamientos, desprendimientos, entre otros. Se consideranniveles de daño variados en los elementos expuestos, con una probabilidad deocurrencia muy baja.

3.2.3.2. Identificación y Caracterización de los Elementos Expuestos.

Para el análisis de la vulnerabilidad, y antes de entrar a evaluar los modos yniveles de daño de los elementos, es fundamental su identificación, paraconsiderar únicamente aquellos que se encuentran dentro del área de influenciadel fenómeno, y su caracterización, para establecer su resistencia a sufrir daños,perjuicios o perturbaciones cuando el evento se materialice sobre ellos. Laselección de los elementos expuestos debe tener en cuenta la infraestructurafísica del área de estudio, los diferentes procesos generadores de daño(solicitaciones), la información secundaria disponible y la información de campoque resulta viable levantar.

De acuerdo con lo mencionado en el parágrafo 3.2.2, la clasificación de loselementos expuestos se puede realizar en tres grandes grupos: corporales,estructurales y funcionales. A su vez, estos pueden subdividirse en variossubgrupos dependiendo de la naturaleza de los mismos y de la infraestructurapresente en el área de estudio.

Los elementos corporales representan los habitantes expuestos; los elementosestructurales, que representan los bienes materiales, pueden subdividirse en trestipos según su naturaleza: 1. construcciones (edificaciones), 2. redes (vías,conducciones, líneas y acequias) y 3. superficies naturales (suelo); los elementosfuncionales, que representan las actividades económicas y no económicas,pueden subdividirse en cuatro tipos: 1. económicas, 2. transporte, comunicación ydistribución, 3. sociales, culturales y educativas y 4. socorro, salud y seguridad.

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Elementos Corporales

Los elementos corporales deben ser los de mayor importancia a la hora de evaluarlas condiciones de riesgo de una población; por esto es importante conocer laubicación y dinámica de la sociedad para un análisis más acertado.

Otro aspecto relevante a la hora de la evaluación de la vulnerabilidad es si loselementos se encuentran expuestos totalmente al fenómeno o si se consideranubicados dentro de alguna estructura (en este caso las construcciones) que hagandisminuir la exposición y por ende el perjuicio. El primero de los supuestos es muydifícil de establecer al depender de muchos factores imprevisibles en el mismoinstante de la ocurrencia del fenómeno, además de lo poco práctico que resultadefinir la ubicación de cada elemento a lo largo del día.

La información sobre los elementos corporales puede ser obtenida a partir delsistema de beneficiarios SISBEN, programa adelantado en todo el país que buscauna cobertura total del sistema de salud, en donde hay una base de datosactualizada y con información amplia acerca de las condiciones de habitabilidad,de educación y de ocupación de la población; igualmente expresa la localizaciónde estos elementos en los municipios, fundamental para evaluar el grado deexposición al fenómeno. Es importante recalcar que la información extraída delSISBEN en cuanto al número de habitantes presenta una clara subvaloración conrespecto a la realidad, lo que igualmente plantea una subestimación a la hora decuantificar los habitantes afectados.

Para esta guía, la evaluación considerará únicamente a los elementos corporalesubicados al interior de las construcciones, por lo que su grado de perjuicio poravenidas torrenciales estará supeditado al daño que sufran las estructuras.

Elementos Estructurales

a) Construcciones

Para evaluar la afectación de las construcciones por avenidas torrenciales, esnecesario establecer algunas propiedades de donde se pueda inferir su potencialde daño, como su localización, su material constitutivo y, en algunos casos, sualtura y su profundidad de cimentación. Sin embargo, la selección de laspropiedades que caracterizan las construcciones debe considerar el análisis deeventos precedentes, la posibilidad de acceder a información veraz y la escala deanálisis.

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De acuerdo con lo anterior, se consideran los materiales constitutivos y lalocalización de las construcciones como las características a tener en cuenta; talescaracterísticas pueden ser analizadas por unidad de vivienda, pero de acuerdo ala escala de trabajo, la modelación y presentación puede utilizar como unidadmínima de evaluación la manzana.

La información acerca de las construcciones se encuentra en el SISBEN, como sulocalización y el material constitutivo de los muros. De aquí se tipificanprincipalmente tres (3) tipos de muros que pueden implicar en su orden tresgrados de resistencia. Se presenta a continuación una correlación entre latipificación propuesta y la que posee el SISBEN así:

Tipo 1 (Tapia pisada o adobe) : Muros tipo 6 (SISBEN).Tipo 2 (Bloque, ladrillo, piedra, concreto): Muros tipo 7 (SISBEN).Tipo 3 (Guadua, zinc o bahareque): Muros tipo 1 a 5 (SISBEN).

En el caso en que la unidad de evaluación sea la manzana y la información en elSISBEN se encuentre por unidad de vivienda, se puede asumir el tipo de muro demayor representación, teniendo en cuenta para casos particulares la tipificación delas viviendas más expuestas al fenómeno.

b) Redes

Como redes se entiende toda infraestructura que tiene como función el transportary distribuir una serie de bienes y servicios; su expresión física esfundamentalmente de manera lineal, pero forma un entretejido que le permiteabarcar áreas determinadas.

La subdivisión de las redes en cuatro entes distintos y la forma como se puedeabordar cada uno de ellos se describe a continuación.

• Vías

Las vías, desde el punto de vista estructural, son una franja de terreno que poseecaracterísticas específicas de capacidad de soporte, pendiente y ancho, y quepermite el tránsito de vehículos y otros. El análisis debe intentar definir laafectación física debido a un fenómeno como las avenidas torrenciales y laperturbación funcional por el tiempo en que se encuentre fuera de servicio.

La afectación que puede sufrir una vía por este fenómeno puede ser la obstruccióndel tránsito por acumulación de material, daños en la calzada por abrasión yruptura parcial o total de la plataforma por socavación lateral de su soporte; de

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estos tipos de afectación, los daños en la calzada por abrasión son los másdifíciles de evaluar y, en muchos casos, los menos significativos.

Como se puede apreciar, los otros tipos de daño (acumulación de material yruptura de la calzada) no están en función de los materiales constitutivos de la vía(asfalto, cemento o afirmado), por lo que para el análisis del daño no es necesarioconsiderar la resistencia del elemento y tan solo resulta importante su ubicación.

• Conducciones

Como conducciones se considera, para este caso, la red de acueducto en razón ala importancia que representa su funcionamiento en una etapa posterior a laocurrencia del fenómeno; sus estructuras son sub-superficiales, por lo que laafectación debida a avenidas torrenciales se limita a las zonas cercanas a lasmárgenes de los cauces en donde se puede presentar socavación lateral, pérdidade soporte y ruptura del ducto.

• Líneas

Se entiende por líneas todas las redes de transmisión de energía ytelecomunicaciones presentes en la zona de estudio. La evaluación de lavulnerabilidad de estas estructuras con respecto a un fenómeno como lasavenidas torrenciales debe considerar tanto su ubicación espacial como suresistencia, además de otros factores como la importancia relativa y grado deafectación a la población en caso de quedar fuera de servicio.

Debido a su condición aérea, la afectación sobre las líneas está ligada a los dañossobre sus elementos de soporte (postes), elementos en los que se centra laevaluación de los daños estructurales de dichas redes. Deben ser consideradoslos postes de redes de alta, media y baja tensión, caracterizándolos de formaseparada en razón a la importancia que representan; sin embargo, la posibilidaddel análisis dependerá de la disponibilidad de información.

La información requerida para la evaluación de la vulnerabilidad es la localizaciónde los postes y la ubicación de transformadores sobre ellos; adicionalmente, ysegún la distribución de la red en los municipios, algunos postes representanespecial importancia por ser fundamentales para el suministro de la energía deamplios sectores. Esto se debe considerar en la evaluación al asignar como unatributo a cada elemento la cantidad de energía que depende de su buenfuncionamiento.

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Similar tratamiento tiene la red de telecomunicaciones, aunque su importanciaestá determinada de acuerdo con el número de pares (líneas telefónicas)instalados en los postes.

• Acequias

Las acequias son las estructuras que permiten el direccionamiento y el transportede un fluido por gravedad; son los caminos preferenciales de las avenidastorrenciales al servir como cauce alternativo, lo que implica no sólo daños en lasección de los mismos sino, por lo general, una colmatación por aporte desedimentos. Su importancia para la evaluación de la vulnerabilidad desde el puntode vista estructural es principalmente su ubicación; por lo demás, es casi seguro eltaponamiento y afectación de su estructura en caso de que sea alcanzada por elfenómeno.

c) Superficies Naturales.

La evaluación del riesgo por cualquier fenómeno busca determinar la afectaciónque se puede presentar sobre todos los elementos en el territorio. Estoselementos pueden generalizarse como los aspectos del medio ambiente, que sonla agrupación de los componentes abióticos (recursos agua, aire, suelo y paisaje),bióticos (recursos flora y fauna) y antrópicos (aspectos sociales, económicos yculturales).

Al considerar las cualidades del fenómeno amenazante (avenida torrencial) y lascaracterísticas de la zona expuesta, hay algunos recursos del medio que no sonafectados como el aire y el agua (lagos, ríos, acuíferos, entre otros). Es importantetener en cuenta que en este análisis, el cauce del río no se consideraría afectadopor la avenida torrencial sino, por el contrario, representaría el fenómenoamenazante.

En lo referente a los aspectos bióticos, es necesario establecer las característicasque puedan resultar afectadas, las que poseen información y que resulta relevanteevaluar; se debe considerar, por tanto, el uso del suelo para actividadeseconómicas productivas o de conservación, y la posible existencia de especiesendémicas o en vía de extinción que pueden resultar afectados. Todos estosaspectos pueden ser involucrados en esta subcomponente de los elementosexpuestos, aunque puede resultar apropiado complementarlo con evaluacionesfuncionales como la económica, entre otras.

En esta guía se presenta como superficies naturales el suelo en términos de suuso para actividades agrícolas y ganaderas. El análisis se centra entonces en la

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definición de las áreas de posible afectación que posean una actividad agrícola oganadera y las características de estas actividades.

Elementos Funcionales

Como actividades funcionales se tiene todas aquellas actividades de tipoeconómico y no económico que se desarrollan en las áreas de afectación y queson susceptibles de perturbación; estas actividades funcionales están ligadas aelementos corporales y estructurales, por lo que su evaluación depende de losdaños en ellos.

Como se puede suponer, la precisión en la evaluación de estos aspectos dependede muchos factores en algunos casos imposibles de cuantificar, al entrar en juegola percepción que tenga la población con respecto a la pérdida de ciertasfunciones; sin embargo, es posible realizar una evaluación a priori que permitaprever de una manera muy general los alcances sociales negativos que unfenómeno como el estudiado pueda traer a la población.

Las principales actividades que pueden ser consideradas son:

a) Actividades Económicas.

Las actividades económicas hacen referencia a todas aquellas que generanbeneficios monetarios a las personas y al Estado, y que son vitales para eldesarrollo de un municipio o región.

En el análisis se deben involucrar todas las actividades económicas que puedanresultar afectadas por la materialización del fenómeno y que cuenten coninformación útil para realizar dicha evaluación. Para el caso considerado en estaguía, se tomaron como principales actividades económicas la agrícola y lacomercial; la agrícola se asocia al recurso suelo y la comercial (que consideraúnicamente las zonas de mayor actividad en los municipios) se asocia a las víasque las sirven y a las construcciones que las contienen. Esta última resulta la máscompleja de evaluar en el sentido estrictamente económico, por lo que puede serabordado como la cuantificación de unidades de negocio y los correspondientesempleos afectados.

b) Transporte, Comunicación y Distribución.

Las actividades de transporte, comunicación y distribución están ligadasbásicamente a las vías, redes (energía y teléfonos) y acequias. El daño en cadauno de estos elementos acarrea una perturbación de la función principal a ellos

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encomendada y que muchas veces representa un valor social y económico muchomás importante que el valor intrínseco del elemento.

Las vías cumplen una función de transporte de personas y de carga para eldesarrollo y subsistencia de grupos poblacionales; las redes realizan una funciónde distribución de bienes y servicios de gran importancia social; por último, lasacequias cumplen una función de transporte y distribución del recurso agua parael buen funcionamiento de una actividad económica.

Las perturbaciones en cada una de las funciones podrían ser expresadas entérminos económicos, pero esto requiere de una buena cantidad de información yanálisis socioeconómico con la que en muchos casos no se puede contar; poresto, el alcance se puede limitar, por ejemplo, a la estimación de abonadosafectados por el corte del servicio (para las redes de energía) y una cuantificaciónde las áreas y tipos de cultivos sin irrigación (por afectación de las acequias), entreotros.

c) Actividades Sociales, Culturales y Educativas.

La actividad educativa se asocia a los centros escolares ubicados en las zonasurbanas y rurales por lo que la afectación física de estas estructuras se refleja enuna perturbación de la función académica. El nivel de esta afectación depende dela importancia de cada centro educativo y esto a su vez puede ser categorizado enproporción directa a la población estudiantil de la institución; en esta forma sepropone la evaluación de este aspecto.

Se consideran igualmente los sitios donde se realizan actividades religiosas,culturales, recreativas y deportivas. La administración pública (alcaldía y demásestamentos municipales) se consideran como sitios de interés social querepresentarían una afectación a la población.

Debido a que la afectación de las instituciones antes mencionadas tiene granimportancia ante un eventual fenómeno natural, se pueden subdividir y agrupar dela siguiente forma:

• Grandes congregaciones: escenarios deportivos, parques, institutos debienestar familiar y ancianatos, colegios y escuelas, iglesias y movimientoscristianos y evangélicos, centros comerciales, galerías y almacenes grandes.

• Centros administrativos, culturales y económicos: alcaldía, entidadesbancarias, entidades de servicio (Telecom, Seguro Social, entre otros),bibliotecas y centros de cultura y recreación (cinemas, teatros y otros).

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• Sistemas de servicios funcionales y otros: bombas de gasolina, mataderomunicipal, cementerios, centrales de teléfonos, energía y acueducto, plantasde tratamiento y almacenamiento de agua, bocatomas de acueducto ysubestaciones eléctricas.

d) Actividades de Socorro, Salud y Seguridad.

En éstas se enmarcan principalmente los sitios de interés logístico en caso de lamaterialización del fenómeno; estos se pueden sintetizar en un gran grupo que sedenominó: instituciones de primeros auxilios, que incluyen: hospitales y clínicas,centros de salud, seguridad (inspecciones de policía, batallones, juzgados,defensa civil y otros), cuerpo de bomberos e instituciones de tránsito.

3.2.3.3. Determinación de los Modos y Niveles de Afectación de los ElementosExpuestos

Ya se ha analizado el fenómeno tanto en términos de Procesos Generadores deDaño – Solicitación - como en la Intensidad del mismo, con la selección deparámetros que resultan apropiados para evaluar la respuesta de los elementos ala acción del fenómeno; igualmente se han determinado y caracterizado loselementos expuestos susceptibles a ser afectados. Sólo falta establecer los modosy niveles de daño esperados en caso de que ocurra el evento.

Los modos y niveles de daño pretenden dar una idea de la magnitud de afectaciónde los diferentes elementos expuestos; éstos pueden ser expresados de maneracualitativa (p.ej. obstrucción de una calzada o derrumbe parcial o total de unaestructura) o cuantitativa (en términos de tasas de daño). Aunque las dos formasde expresión pueden ser correlacionadas, en muchos casos es más acertado yobjetivo expresar el nivel de la afectación en términos cualitativos, pues permiteuna definición más real de la forma y, hasta cierto punto, de la magnitud del daño,para evitar imprecisiones cuantitativas muy fáciles de cometer a la hora deevaluaciones que incluyen un fenómeno cuyas características son tan pococonocidas debido a su complejidad.

Para establecer estos modos y niveles de daño resulta apropiada la revisión de loseventos precedentes de tal forma que se caracterice lo mejor posible la interacciónfenómeno – elemento. Se considera, por tanto, conveniente evaluar cada una delas zonas definidas en el mapa de amenaza y, con base en la experiencia,fotografías y videos del fenómeno, caracterizar dentro de cada una de ellas losdiferentes modos de daño. En la Tabla 3.1 se presenta una propuesta de modos yniveles de daño.

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Tabla 3.1. Modos y niveles de daño de los elementos expuestos. Adaptada de Leone, 1996.

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ELEMENTOS EXPUESTOS Intensidad MODOS DE DAÑO Tasasde daño de Daño

PERSONAS P I Heridas leves sin secuelas.II Heridas importantes (fracturas).III Heridas graves (invalidez).IV Muerte.

CONSTRUCCION Co I Daños ligeros no estructurales. Estabilidad no afectadaII Daños importantes. Fisuración de elementos.III Daños graves o destrucción total de la estructura

REDES VIAS Vi I Obstrucción de la calzada.II Obstrucción de la calzada de gran volumen.III Ruptura de la calzada. Obstrucción definitiva.

CONDUCCIONES Cd I Ruptura de la conducciónLINEAS Li I Caída de la línea.

ACEQUIAS Ac I Obstrucción por depositación menor.II Afectación de la sección.III Destrucción total del canal.

SUPERFICIES NATURALES SUELO Su I Daños parciales a uso actual del suelo.II Daños totales a uso actual del suelo. Uso recuperable.III Restricción permanente en el uso del suelo.

FUNCIONES ECONOMICA F-eco I Interrupción temporal; afectación productividad.II Interrupción prolongada; pérdida cosecha.III Interrupción definitiva.

TRANSPORTE F-tcd I Interrupción momentanea (horas - días)COMUNICACION II Interrupción prolongada (días - meses).DISTRIBUCION III Interrupción definitiva.

SOCIAL - CULTURALF-sce I Interrupción temporal de la actividad.EDUCATIVA II Interrupción definitiva de la actividad.

SOCORRO F-sss I LImitación operativa temporal.SALUD II Limitación operativa prolongada.SEGURIDAD III Limitación operativa definitiva.

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• Corporales

I. Se consideran en general perjuicios por heridas leves sin secuelas, aunqueeventualmente hay una probabilidad baja de heridas más graves e inclusomuerte.

II. Se consideran en general perjuicios por heridas leves a lesionesimportantes (fracturas) con una probabilidad media de lesiones graves eincluso muerte.

III. Se consideran en general perjuicios por lesiones importantes a graves(invalidez) con una probabilidad alta de muerte.

IV. Se consideran en general lesiones graves a muerte con una probabilidadmuy alta.

• Construcciones

I. Daños ligeros no estructurales como rotura de puertas y ventanas, daño demuebles y enseres por presencia de lodo o por inundación.

II. Daños de carácter importante por fisura o rotura de elementos como murose incluso vigas. Se compromete la estabilidad de la edificación y serecomienda su evacuación.

III. Derrumbe parcial a total de la estructura; deposición de material con alturassuperiores a 1,0 m que obligan a un abandono de la edificación.

• Vías

I. Deposición de material sobre la calzada de altura baja a moderada (30-70cm) que genera obstrucción y plantea la necesidad de intervención demaquinaria para su rehabilitación.

II. Deposición de material sobre la calzada, de altura media a alta (>70 cm)que genera obstrucción y requiere ardua labor de limpieza e incluso planteala apertura de una variante.

III. Ruptura de la calzada por afectación de su estructura de base, debido aacciones erosivas por socavación lateral.

• Líneas

I. Caída de la estructura de soporte (poste) que genera ruptura de la línea ycorte del servicio.

• Conducciones

I. Ruptura del elemento (tubería) que genera interrupción del servicio.

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• Acequias

I. Obstrucción del canal o reducción de su sección por deposición de material,que imposibilita un adecuado funcionamiento hidráulico. Requiere laboresde limpieza.

II. Afectación de la sección del canal y daños estructurales del mismo queimplican un cierto grado de reconstrucción.

III. Afectación total del canal por sedimentación de gran volumen o dañosestructurales severos. Colmatación total del mismo.

• Suelo

I. Daños parciales a predios con actividad agrícola o pastoril. Probablepérdida de cosechas y de pastos.

II. Daños totales a predios con actividad agrícola o pastoril. Pérdida decosechas y pastos.

III. Deposición de bloques que restringe altamente la aptitud de uso del suelo.Difícilmente permite actividad agrícola o pastoril posterior.

• Actividades Económicas

I. Interrupción temporal de la actividad comercial; afectación de la producciónagrícola.

II. Interrupción prolongada de la actividad comercial; pérdida cosecha.III. Cierre definitivo de la actividad comercial; pérdida de la capacidad agrícola.

• Actividades de Transporte, Comunicación y Distribución

I. Interrupción momentánea del transporte, servicios públicos e irrigación decultivos (horas - días).

II. Interrupción prolongada del transporte, servicios públicos y canales deirrigación (días - meses).

III. Interrupción definitiva del transporte, servicios públicos y canales deirrigación.

• Actividades Sociales, Culturales y Educativas

I. Interrupción temporal de las actividades escolares, de recreación y decultura.

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II. Interrupción definitiva de las actividades escolares, de recreación y decultura.

• Actividades de Socorro, Salud y Seguridad

I. Limitación operativa temporal de los servicios de atención de desastres delmunicipio (horas).

II. Limitación operativa prolongada de los servicios de atención de desastresdel municipio (días).

III. Servicios de atención de desastres del municipio no operativos.

Ya definidos los modos de daño y asignado un nivel, representado con númerosromanos, resta únicamente definir las Funciones de Daño que establecen lasinteracciones entre el fenómeno y los elementos en términos de los modos yniveles de daño anteriormente enumerados. Estas Funciones de Daño sonexpresadas en forma de matrices que facilitan la evaluación y el posterior análisisen los sistemas de información geográfica SIG.

Se presentan en las Tablas 3.2, 3.3 y 3.4 las interacciones entre solicitaciones yelementos expuestos. La separación radica en que el análisis considera que lasafectaciones corporales y las perturbaciones funcionales están supeditadas a losdaños estructurales, como se ha explicado anteriormente.

3.2.4. Definición de Escenarios de Riesgo y Modelamiento

De acuerdo con la definición presentada en el capítulo inicial, el riesgo se refiere apérdidas esperadas a causa de una amenaza determinada sobre un elementoexpuesto durante un período futuro específico. Sin embargo, debido a lacomplejidad de los fenómenos de remoción en masa y a la dinámica de loselementos expuestos, hay una variedad de posibilidades tanto en la amenazacomo en la vulnerabilidad que hace necesario enriquecer el análisis para que sirvacomo herramienta en la planificación territorial y la prevención de desastres.

En este sentido, Velásquez & Asté (1997) han propuesto un instrumento quepuede complementar el análisis del riesgo asociado a los fenómenos deinestabilidad mediante la concepción de Escenarios de Riesgo; dichos escenariospretenden representar y reflejar de manera próxima a la realidad, diferenteshipótesis en relación con los alcances de una amenaza y con las consecuenciasnocivas para una sociedad, en lo posible mediante la ilustración, calificación y lacuantificación de los efectos esperados.

59

Tabla 3.2. Matriz de interacción fenómeno - elementos para evaluación de niveles de daños estructurales.

NOTA. Los rangos I, II, III presentes en esta matriz hacen referencia a la intensidad de daño expresada en la Tabla 3.1

SOLICITACIONES ELEMENTOS EXPUESTOS

INTENSIDAD CONSTRUCCIONES(1)

REDES

SUPERF.NATURAL

I TIPO 1 TIPO 2 TIPO 3 Vías Conducc. Líneas Canales Suelo

AI III III III I II-III (III) III

MI(2) III III III I II-III (III) III

AP II III III 0-I (I) II II

MP I II III 0 I I

AS III III III III I I II-III (III) III

ME I - III (I) I-III (I) I-III (I) I-III (I) 0-I (I) 0-I (0) 0-II (0) I

AA III III III II III II

MA I I II I I I-II (II)

1 Construcción en tapia pisada o adobe.

(1) 2 Construcción en bloque y concreto. No se considera interacción.

3 Construcción en bahareque.

(2) Modo de daño igual al AI, pero con probabilidad baja de que el fenómeno alcance esas zonas.

ACUMULACIONES

NATURALEZA

IMPACTO

PRESIONESLATERALES

SOCAVACIÓNLATERAL

60

INTENSIDADES DE DAÑO

ESTRUCTURAL

IDCo IDVi IDCd IDLi IDAc IDSu

I II III I II III I I I II III I II III

F-económica 0 I II-III I II III I II II I II III

F-tcd (1). I II III I-II I-II I II III

F-sce (2) I I-II III

F-sss (3) I II III I II III

(1) Función transporte, comunicación y distribución. IDCo: Daños estructurales en construcciones

IDVi: Daños estructurales en vías

(2) Función social, cultural y educativa. IDCd: Daños estructurales en conducciones

IDAc: Daños estructurales en acequias

(3) Función socorro, salud y seguridad. IDSu: Daños estructurales en suelos

IDLi: Daños estructurales en líneas

No se considera interacción.

FUNCIONES

INTENSIDADDE DAÑO

FUNCIONAL

Tabla 3.3. Matriz de interacción entre daños estructurales y funcionalesNOTA. Los rangos I, II, III presentes en esta matriz hacen referencia a la intensidad de daño expresada en la Tabla 3.1

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ELEMENTOS INTENSIDAD DE DAÑOS ESTRUCTURALES

BAJODE LAS CONSTRUCCIONES

CONSTRUCCIONES I II IIIPERSONAS I II-III III-IVTabla 3.4. Matriz de daño corporal de las personas al interior de las construcciones.

NOTA. Los rangos I, II, III presentes en esta matriz hacen referencia a la intensidad de daño expresada enla Tabla 3.1

Los escenarios son herramientas utilizadas desde principios de la década de los 60que intentan entender qué puede pasar en un futuro, considerando lasincertidumbres existentes. Representan una serie de futuros posibles contra loscuales se pueden elaborar estrategias de prevención y mitigación.

La construcción de los escenarios debe considerar posibilidades serias en cuanto ala magnitud del fenómeno, como también a la dinámica de los elementos expuestos.Para el caso ejemplo de esta guía, se considera una magnitud del evento única a laque se le ha determinado una buena probabilidad de ocurrencia; por tanto, no existirámás que un escenario.

Para el caso de los elementos expuestos, y al pensar en la dinámica diaria de lapoblación, es importante plantear diferentes situaciones y ubicaciones de laspersonas; por ello se han considerado como posibles escenarios para la ocurrenciadel evento el diurno y el nocturno. En el diurno se asume que las personas quelaboran y los estudiantes no se encuentran en sus viviendas, mientras que en el casonocturno, todas las personas se asumen como ubicadas en sus correspondientesviviendas; de igual forma se tiene en cuenta los estudiantes en los centroseducativos durante las jornadas académicas.

De acuerdo a lo anterior, se pueden considerar dos tipos de escenarios que sedescriben a continuación:

ESCENARIO AOcurrencia del fenómeno diurno: se asume que los estudiantes y trabajadores nose encuentran en sus hogares; los establecimientos educativos se encuentran contoda su población estudiantil.

ESCENARIO BOcurrencia del fenómeno nocturno: se asume que todos los habitantes seencuentran en sus hogares.

Hasta este momento se ha obtenido toda la información necesaria para elmodelamiento de los escenarios de riesgo, de acuerdo con las premisas establecidas

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para estos. Es necesario, por último, definir en qué términos se obtendrá delmodelamiento los daños esperados, puesto que la información con que se cuentapuede arrojar resultados que no sean relevantes a la luz de lo que puede resultarimportante para la comunidad y, en particular, para los tomadores de decisiones;algunos indicadores de pérdidas esperadas pueden ser los siguientes:

Personas:

• Número de personas con nivel de daño I, II-III y III-IV.

Construcciones:

• Número de manzanas con tipificación de muros 1, 2 y 3, afectadas con nivel I, II yIII.

• Establecimientos e instituciones afectadas con nivel I y II.

Vías:

• Longitud de vías urbanas y rurales afectadas con nivel I, II y III.• Número de establecimientos comerciales afectados con nivel I, II y III.• Número de empleos afectados.

Líneas:

• Número de postes de energía y teléfonos caídos.• Número de transformadores de cada tipo caídos.• Número de viviendas urbanas y rurales afectadas.

Conducciones:

• Longitud de tubería afectada según su tipo de constitución.

Canales:

• Longitud de canales averiados con nivel I, II y III.• Número de hectáreas que se dejan de irrigar.• Tipos de cultivos que se dejan de irrigar (por Has.).

Suelo:

• Número de predios y hectáreas afectadas con nivel I, II y III.• Número de hectáreas afectadas por tipo de cultivo y por nivel.

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Debido a que las zonas de amenaza en muchos casos dividen unidades deelementos estructurales (manzanas, predios, vías, entre otros), se puede repartirproporcionalmente las características de los elementos. Es así como en lasmanzanas parcialmente afectadas es posible asignar un número proporcional depersonas para esa fracción de manzana; igual tratamiento pueden tener los predios ylas vías.

3.2.5. Síntesis Metodológica para Vulnerabilidad y Escenarios de Riesgo

De una manera simplificada, el análisis de Vulnerabilidad y Escenarios de Riesgopropuesto en el presente documento tiene en cuenta los siguientes aspectos:

a) Determinación de los procesos generadores de daño (solicitaciones).

El análisis de la amenaza considera que un fenómeno de una cierta magnitud, alentrar en contacto con los elementos, se traduce en unos procesos generadores dedaño que tienen el mismo concepto de lo que en ingeniería sísmica se conoce comosolicitación.

Los procesos generadores de daño pretenden representar de una manera objetivalas distintas formas de interacción que hay entre el fenómeno, con característicasdinámicas complejas como en el caso de las avenidas torrenciales, y los diferenteselementos expuestos a estos, de tal forma que se facilite un poco más el análisis dela intensidad del evento y, por consiguiente, del daño generado.

El análisis de esa intensidad obliga a establecer unos parámetros o criterios quepermitan cuantificar o cualificar diferentes niveles. La forma de definir estos procesosy criterios debe incluir un análisis retrospectivo de los fenómenos antes ocurridos;para esto se debe utilizar la información fotográfica disponible, así como también losvideos y demás ayudas. b) Identificación, caracterización y localización de los elementos expuestos.

La clasificación de los elementos expuestos se puede realizar en tres grandesgrupos: corporales, estructurales y funcionales. Los elementos corporales es posibleevaluarlos de acuerdo a una temporalidad diaria, esto permite analizar diferentesescenarios. Al considerar como fenómeno amenazante una avenida torrencialproducida por una precipitación de fuerte intensidad, el perjuicio podrá analizarsesuponiendo su ubicación al interior de las construcciones (no se asumirán, por tanto,personas expuestas directamente al fenómeno); esto es importante mencionarlo, yaque el perjuicio corporal dependerá directamente de los daños causados en lasedificaciones.

Los elementos estructurales se han subdividido en tres tipos según su naturaleza:construcciones (edificaciones), redes (vías, conducciones, líneas y acequias) y

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superficies naturales (suelo). Las construcciones son objeto de una tipificación enrelación con su resistencia a este tipo de fenómeno.

La evaluación de las redes con respecto a este fenómeno en particular tiene que veren cierta forma con su resistencia (postes de energía y de teléfono) y, en otros, porsu ubicación, ya que habría afectación sobre ellos aun con la mínima presencia delfenómeno (acumulaciones y obstrucción en acequias, conducciones y vías).

Como superficies naturales, específicamente el suelo, se entiende la capa dematerial orgánico que posee una aptitud y un uso determinado y que en caso de laocurrencia del fenómeno puede afectarse o sufrir una variación permanente.Adicionalmente se debe considerar como pérdida de esa capacidad la afectaciónsobre la producción.

Como elementos funcionales se incluyen todas aquellas actividades de tipoeconómico y no económico que pueden sufrir alguna perturbación por lamaterialización del fenómeno; adicionalmente se debe tener en cuenta que lasactividades funcionales están íntimamente ligadas a los elementos estructurales ycorporales, por lo que su evaluación depende de los daños que se obtengan en ellos,lo que hace más complejo su análisis.

Las actividades, agrupadas de acuerdo a su afinidad funcional, son las siguientes:

• Actividades económicas: se define espacialmente las principales zonas deactividad comercial, agrícola y ganadera; de igual forma, se establecerespectivamente la generación de empleo y los tipos de cultivo.

• Actividades de transporte, comunicación y distribución: se caracteriza el grado deimportancia de las vías de comunicación, el sistema de comunicación telefónica(sus abonados), el sistema de distribución de energía (con una estimación delnúmero de beneficiarios del servicio) y los sitios de importancia vital para elsuministro de los servicios básicos (agua, luz y teléfono).

• Actividades sociales, culturales y educativas: se establece la población educativaactiva y su localización, ubicación de los entes administrativos y culturales, sitiosde recreación y otros.

• Actividades de socorro, salud y seguridad: ubicación de los hospitales, centros desalud, cuerpo de bomberos, Cruz Roja y policía; estas actividades son de sumaimportancia en la etapa posterior a la posible materialización del fenómeno.

c) Determinación de los modos y niveles de afectación de los elementosexpuestos.

Los modos y niveles de daño pretenden dar una idea de la magnitud de afectaciónde los diferentes elementos expuestos; los modos expresan esa magnitud de una

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manera cualitativa y los niveles intentan definir el porcentaje de afectación causadopor la acción del fenómeno. Esta última plantea per se una cierta incertidumbre en ladefinición de los valores, pero es absolutamente necesario a la hora de hacerestimaciones económicas. d) Cuantificación de los elementos expuestos a la amenaza y las posibles

pérdidas.

Con la identificación, caracterización y localización de los elementos expuestos y conel análisis de la dinámica del movimiento y su probable extensión final, se handeterminando unos modos y niveles de afectación de los elementos expuestos. Apartir de esta fase se procede a la cuantificación de las pérdidas que se puedanpresentar en caso de la materialización del fenómeno.

La estructuración metodológica se presenta esquemáticamente en la Figura 3.11.

Figura 3.11 Metodología para la estructuración de un escenario de riesgo.

66

CAPÍTULO 4

APLICACIÓN DE UN SIG PARAZONIFICACIÓN DE AMENAZAS POR

FENÓMENOS DE REMOCIÓN EN MASA

Sonia FonsecaEduardo Castro

El propósito de este capítulo es mostrar la metodología para generar los mapas dezonificación de amenazas por fenómenos de remoción en masa mediante lautilización de un Sistema de Información Geográfica (SIG). En el Anexo 1 seilustra cada uno de los pasos de la metodología mediante un caso ejemplo.

Como es sabido, las funciones principales de un SIG son la captura,almacenamiento, manipulación, análisis y despliegue de informacióngeoreferenciada. Esta funcionalidad puede ser aprovechada para generar mapasde zonificación de amenazas por fenómenos de remoción en masa mediante lossiguientes cuatro procesos (Figura 4.1).

• Estructuración de la información temática base.

• Generación de mapas temáticos.

• Generación de mapas de susceptibilidad

• Generación de mapas de amenazas

A continuación se explica la utilización del SIG en cada uno de estos procesos.

4.1 ESTRUCTURACIÓN DE LA INFORMACIÓN TEMÁTICA BASE

Durante este proceso se recopila toda la información cartográfica disponible enformato digital de los mapas base y temáticos, al igual que la información tabularde los mismos para el área en estudio. De esta manera se conforma el mapa basedigital que se compone de diferentes capas correspondientes a cada tema (curvasde nivel, ríos, quebradas, infraestructura y demás)

De otra parte se digitalizan todos los mapas temáticos necesarios para lamodelación en el SIG, cada uno con su topología y atributos, para conformar labase de datos geográfica. Posteriormente, el modelamiento de variables y

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estructuración de tablas de datos adicionales permite realizar y documentar elproceso de análisis.

Figura 4.1. Funcionalidad de un SIG aplicado a la generación de mapas de zonificación de amenazas por

fenómenos de remoción en masa.

A continuación se explica la metodología aplicada para la estructuración de lainformación y consolidación de la misma para ser utilizada en el SIG (Figura 4.2).

Figura 4.2. Proceso de estructuración de información temática base

Paso 1 . Edición de la información espacial

El proceso de edición de la información espacial incluye la digitalización y edición

Estructuración de la informacióntemática base

Generación de Mapas temáticos

Generación Mapas deSusceptibilidad

Mapas de Amenaza

CAPTURA Y ALMACENAMIENTO

MANIPULACIÓN Y ANÁLISIS

MANIPULACIÓN Y ANALISIS

MANIPULACIÓN Y ANÁLISIS

DESPLIEGUE

DESPLIEGUE

DESPLIEGUE

Captura, digitalización oconversión de la

información temática base

Creación de Topología

Definición de atributos yEstructuración de tablas

ErrorTopológico¿

Modelo EntidadRelación

Capastemáticas

Capastemáticas

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de las diferentes capas de información base y temática de tal forma que éstas seencuentren libres de errores de tipo espacial. Los elementos de un tema quetengan las mismas características espaciales (puntos, líneas o polígonos) deben iren capas separadas de acuerdo con su tipo de elemento y atributos asociados.Por ejemplo, el tema de geología se puede representar mediante tres capas:formaciones geológicas (polígonos), fallas y pliegues (líneas), buzamientos(puntos), cada uno de ellos con diferente topología y atributos.

Todas las herramientas SIG traen un módulo o funciones especiales para realizarla edición de los datos espaciales. Por ejemplo, en Arc/Info la edición de datosespaciales se hace mediante el módulo Arcedit. Este módulo, además de laadición y edición de líneas, puntos y polígonos, permite también la identificaciónde cada uno de estos elementos espaciales, de tal forma que se facilita másadelante la asignación de sus atributos. También se puede utilizar otrasherramientas de dibujo para la digitalización de los datos espaciales (p.e.j,AutoCad) y luego ser convertidos a un formato compatible con la herramienta SIG.

Paso 2 . Creación de topología

Este procedimiento propio de los SIG permite establecer el tipo de elemento quealmacena cada capa de información (puntos, líneas o polígonos), propiedades delos elementos (área y perímetro de polígonos, longitud de líneas), y relacionesespaciales entre los elementos geográficos de una misma capa (por ejemplo,conectividad entre líneas o adyacencia entre polígonos). Si es necesario, esteproceso se debe repetir hasta que la capa de información quede libre de errorestopológicos, los cuales se presentan cuando hay polígonos abiertos, sinidentificador o con múltiples identificadores, líneas que no se conectan o líneasinnecesarias.

Como producto de este paso se generan las tablas de atributos de las capas deinformación. Estas tablas contienen información asociada a cada elemento de lacapa de información, tal como propiedades e identificadores.

Paso 3 . Definición de atributos y estructuración de tablas

En este paso se definen los atributos que describen los diferentes elementosgeográficos, mediante la adición de nuevos ítems a las tablas asociadas con cadacapa temática, definición del diccionario de datos y definición de las relacionesentre las tablas de atributos. Es aquí donde se establece el modelo EntidadRelación del SIG.

4.2. GENERACIÓN DE MAPAS TEMÁTICOS

69

Durante este proceso se generan mapas temáticos producto del cruce de dos omás capas de información base o temática. Este es el caso de los mapas deconflictos de uso, pendientes, ingeniería geológica y otros.

Los SIG proveen variedad de herramientas de análisis para realizar este tipo deoperaciones. La mayoría de ellas involucran un par de coberturas de polígonos, yen algunos casos de tipos diferentes. Las operaciones más utilizadas son launión, intersección, diferencia, generación de buffers, entre otros.

La generación de cada uno de estos mapas es diferente y puede involucrar una omás capas y operaciones diferentes entre ellas. También se puede generar capasintermedias que necesiten ser reclasificadas, generalizadas o simplificadas, paragenerar finalmente la capa temática resultante de todo el análisis (Figura 4.3).

Por ejemplo, el mapa de conflictos de uso que indica las zonas donde hay algúngrado de incompatibilidad entre la vocación de uso que tiene el suelo o usopotencial en comparación con el uso actual que se le está dando, involucra doscapas de polígonos que representan el uso potencial y el uso actual. Para detectaraquellos polígonos cuyo uso potencial y uso actual no son compatibles, senecesita cruzar las dos capas, que genera nuevos polígonos resultantes del cruce,de tal manera que cada polígono mantenga los atributos tanto de una capa comode la otra. Luego, con la ayuda de una tabla comparativa de compatibilidad deusos y las herramientas de consulta del SIG, se clasifican los nuevos polígonossegún su grado de conflicto y esta clasificación se almacena como un atributo dela nueva capa de información. En el Anexo 1 se explica paso a paso lametodología para realizar este proceso, en el sistema Arc/Info.

4.3. ZONIFICACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD

La zonificación es una división de la superficie terrestre en áreas que representandiferentes grados de susceptibilidad potencial o actual hacia deslizamientos u otrotipo de amenazas naturales.

Figura 4.3. Proceso de generación de mapas temáticos producto de análisis.

Operación deAnálisis

UNIÓNINTERSECCIÓN

BUFFERDIFERENCIA

Operación dereclasificación,

generalización osimplificación

ELIMINACIÓN DISOLUCIONGENERALIZACIÓN

.....

Capastemáticas

Capastemáticas

Capaintermedia

Caparesultado

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El modelo que se explica a continuación para generar el mapa de susceptibilidaddel terreno a los fenómenos de remoción de masa, es el Estadístico Univariado,en el cual se usa como variable independiente la capa de densidad de procesosmorfodinámicos que es cruzada con las capas índice más relevantes, según elcaso. Para el ejemplo del Anexo1 se utilizaron como capas índice las deingeniería geológica, morfología, pendientes y conflictos de uso.

Para zonificar la susceptibilidad del terreno a los fenómenos de remoción en masadentro del SIG, se realizan los siguientes pasos (Figura 4.4):

Paso 1. Cruce de cada una de las capas índice (ingeniería geológica, pendientes,geomorfología, conflicto de uso del suelo) con la capa de fenómenos de remociónen masa.

Paso 2. Procesamiento geoestadístico de los resultados del cruce anterior paradeterminar cuantitativamente, el “peso” o relación de cada unidad de parámetro(en cada capa), con relación a cada tipo de deslizamiento. Los valores de “peso”se asignan a las tablas relacionadas con cada capa.

Paso 3. Obtención de los mapas de susceptibilidad de cada uno de los temas deanálisis con relación a cada uno de los fenómenos de remoción.

Paso 4. Cruce y sumatoria de todas las capas temáticas de análisis (ingenieríageológica, pendientes, geomorfología, conflicto de uso del suelo) para obtener elmapa de susceptibilidad total del terreno. A continuación se explica de maneradetallada cada uno de estos pasos:

Paso 1. Cruce de capas temáticas con la capa de Fenómenos de Remociónen Masa

El método cartográfico se fundamenta en el cruce de cada uno de los mapasíndice (geomorfología, ingeniería geológica, pendientes, conflictos de uso) concada uno de los tipos de movimientos en masa considerados. Este cruce porseparado se fundamenta en que el mecanismo de influencia de cada unidad

71

Figura 4.4 Proceso de Zonificación de Susceptibilidad a fenómenos

de remoción en masa utilizando SIG

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( A1, A2, A3, .., An)

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( A1, A2, A3, .., An)

Fenómenos de Remociónen masa

Fenómenos de Remociónen masa

UNIONUNION UNION UNION

UNIONUNION

UNION

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) deacuerdo a intervalos de distribución ( B1,B 2,B3, ..,Bn)

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) deacuerdo a intervalos de distribución ( B1,B 2,B3, ..,Bn)

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( C1, C2, C3, .., Cn)

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( C1, C2, C3, .., Cn)

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( D1, D2, D3, .., Dn)

Proceso Geoestadístico W % = Area fenómeno tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de fenómeno (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( D1, D2, D3, .., Dn)

Conflictos de uso Conflictos de uso Pendientes Pendientes Ingeniería Geológica Ingeniería Geológica Geomorfología Geomorfología

Mapa de Susceptibilidad de Geomorfología a

fenómenos tipo n (An)

Mapa Susceptibilidad de Geomorfología a

fenómenos tipo 2 (A2)Mapa de Susceptibilidad

de Geomorfología a fenómenos tipo 1 (A1)

Geomorfología (A1,A2,..An)

Geomorfología (A1,A2,..An)

Mapa de Susceptibilidad de Ingeniería a

fenómenos tipo n (Bn)

Mapa Susceptibilidad de Ingeniería a

fenómenos tipo 2 (B2)Mapa de Susceptibilidad

de Ingeniería a fenómenos tipo 1 (B1)

Ingeniería Geológica(B1,B2,..Bn)

Ingeniería Geológica(B1,B2,..Bn)

Mapa de Susceptibilidad de Pendientes a

fenómenos tipo n (Cn)

Mapa Susceptibilidad de Pendientes a

fenómenos tipo 2 (C2)Mapa de Susceptibilidad

de Pendientes a fenómenos tipo 1 (C1)

Pendientes (C1,C2,..Cn)

Pendientes (C1,C2,..Cn)

Mapa de Susceptibilidad de Conflictos de uso a fenómenos tipo n (Dn)

Mapa Susceptibilidad de Conflictos de uso a fenómenos tipo 2 (D2)

Mapa de Susceptibilidad de Conflictos de uso a fenómenos tipo 1 (D1)

Conflictos de uso(D1,D2,..Dn)

Conflictos de uso(D1,D2,..Dn)

Cruce TotalA1..An, B1,..Bn, C1,..Cn, D1..Dn

Cruce TotalA1..An, B1,..Bn, C1,..Cn, D1..Dn

Agrupación de Totales para generaciónMapas de Susceptibilidad Total por

fenómenos de remociónSt1 = A1 + B1 + C1 + D1St2 = A2 + B2 + C2 + D2

. . . .Stn = An + Bn + Cn + Dn

St = St1 + St2 + St3 + St4

Mapa de Susceptibilidad de Terreno a

fenómenos tipo n (Stn)

Mapa Susceptibilidad de Terreno a

fenómenos tipo 2 (St2)Mapa de Susceptibilidad

de Terreno a fenómenos tipo 1 (St1)

Cruce TotalSt1,St2,..,Stn

Cruce TotalSt1,St2,..,Stn

Mapa de Susceptibilidad Total del Terreno a

fenómenos de remoción en masa

Susceptibilidad TotalSt

Susceptibilidad TotalSt

Recodificación de valores de Sty fusión de polígonos adyacentes

72

temática es diferente para cada proceso. El cruce de cada una de las variables deterreno con la variable independiente morfodinámica representa un análisisestadístico univariado (Figura 4.4).

• Geomorfología vs Fenómenos de Remoción

El mapa geomorfológico muestra unidades clasificadas según su origen, pero conun enfoque hacia la determinación de los factores que afectan la resistencia de losmateriales, la intensidad de los fenómenos que actúan sobre ellos y los cambiosque producen a corto plazo la remoción en masa y las avenidas torrenciales sobrelas cuencas bajo estudio.

En el procedimiento se realiza el cruce entre la capa de geomorfología y la defenómenos de remoción en masa mediante una operación del SIG que calcula launión geométrica de dos capas de polígonos y la almacena en una caparesultado, preservando los atributos de cada una de ellas.

• Ingeniería Geológica vs Fenómenos de Remoción

El mapa de ingeniería geológica muestra la interpretación e interrelación entre lascaracterísticas de tipo geológico (estructuras y litología), rasgos topográficos(morfología, relieve y pendiente natural), drenaje, grado de meteorización, aptitudestructural (dirección e inclinación de discontinuidades, esquistosidad, foliación),entre otros, y la agrupación de los diferentes materiales rocosos, en conjuntos desimilar comportamiento geomecánico.

De igual forma que en el anterior procedimiento, se realiza el cruce de las capasde ingeniería geológica y la de fenómenos de remoción en masa mediante laoperación de unión geométrica.

• Pendientes vs Fenómenos de Remoción

En el análisis de las pendientes se genera inicialmente un modelo del terrenoutilizando el mapa topográfico digital de base, a partir del cual se obtiene el mapade pendientes digital con intervalos de pendiente que se toman con base en latopografía del lugar, donde se pretende diferenciar claramente las unidades depaisaje de la zona.

El cruce se realiza entre la capa de pendientes y la de fenómenos de remoción enmasa mediante la operación de unión geométrica.• Conflictos de Uso vs Fenómenos de Remoción

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Las zonas de conflictos de uso indican en gran medida el efecto de la actividadantrópica sobre los suelos.

Para el análisis se realiza el cruce de la capa de conflictos de uso con la defenómenos de remoción en masa mediante la operación de unión geométrica delas dos coberturas de polígonos, preservando los atributos de cada una de ellasen la capa resultado.

Paso 2. Procesamiento geoestadístico de resultados del cruce

El procesamiento geoestadístico de las capas resultantes de los cruces anterioresconsiste en la determinación cuantitativa del “peso” o relación de cada unidad deterreno (en cada mapa), con relación a cada tipo de proceso de remoción (Figura4.4).

En la estadística (o probabilística), cada factor intrínseco es valorado en el SIG,con base en la distribución areal de deslizamientos activos y antiguos, conrespecto al área total involucrada.

El grado de influencia de los factores internos o intrínsecos del terreno se midepor la relación de densidad de superficie acumulada de movimientos en masa deun cierto tipo x por la superficie acumulada de una misma unidad cartográfica deparámetro (UCP) así:

W% = DZX * 100 / S donde: W = Peso o grado de influencia de la UCP DZX = Superficie acumulada de movimiento en masa de tipo x S = Superficie total acumulada de la UCP

Para aplicar este método de análisis, se evalúa cada una de las capas productode los cruces anteriores que contienen información tanto de las UCP como de losfenómenos de remoción superpuestos con éstas.

Este proceso se realiza mediante una función o funciones que permiten calcularlas áreas totales de cada unidad temática y de la superficie acumulada defenómenos por unidad temática. Luego se establece el W de cada UCP por tipode movimiento, de acuerdo a la fórmula descrita anteriormente. Una vezestablecida esta relación se recodifican los valores iniciales de las UCP entérminos de susceptibilidad según rangos determinados. Para definir estos rangos,se realiza un análisis de dispersión para todos los mapas índice según el tipo deproceso, y se obtiene cinco o más categorías o grados de susceptibilidad desdenula a muy alta.

74

Paso 3. Obtención de los mapas de susceptibilidad de cada uno de lostemas de análisis con relación a cada uno de los fenómenos de remoción.

Para obtener los mapas de susceptibilidad de cada tema, a cada uno de losfenómenos de remoción (1,2,3,..n), se asignan los valores de “peso” o grado desusceptibilidad a las tablas relacionadas con cada una de las coberturas temáticasoriginales (A, B, C, D) y luego se asigna la simbología de colores de acuerdo condicha susceptibilidad (Figura 4.4).

Paso 4 . Obtención de Mapas de Susceptibilidad Total del Terreno

Una vez obtenidos los mapas de susceptibilidad de cada tema para cada uno delos tipos de fenómenos de remoción, se realizan los mapas de susceptibilidadtotal del terreno a cada uno de los fenómenos y de susceptibilidad total del terrenoa todos los fenómenos.

Estos mapas se obtienen mediante los siguientes pasos:

• Cruce de coberturas temáticas en una cobertura total. Este cruce se hacemediante sucesivas operaciones de unión geométrica, al tomar de a doscoberturas cada vez. Por ejemplo :

GEOMORFOLOGÍA + INGENIERíA = A

PENDIENTES + CONFLICTOS DE USO = B

A + B = C

La tabla de atributos de la cobertura final resultante (C) contiene los ítems decada una de las cuatro coberturas temáticas, cruzadas.

• Creación de items o campos para almacenar el grado de susceptibilidadtotal del área a cada uno de los fenómenos de remoción en masa.

• Cálculo de valores para los ítems de susceptibilidad total de cadapolígono, de acuerdo a las siguientes fórmulas:

St1 = A1 + B1 + C1 + D1 St2 = A2 + B2 + C2 + D2 Stn = An + Bn + Cn + Dn

St = St1 + St2 + St3

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Debido a que en los cuatro mapas de entrada, las variables que se sumantienen valores de 1 a 6, los valores de St1, St2 y St3 están en un rango de 4 a24 y la variable St en un rango de 12 a 72.

• Recodificación de los valores de St1, St2 y St3 en categorías y creación deítems stt1, stt2 y stt3 para almacenar categorías recodificadas. Estareclasificación se hace para generar los mapas de susceptibilidad total delterreno a cada uno de los fenómenos de remoción involucrados.

• Recodificación de los valores de St en cinco categorías y creación de ítemcódigo para almacenar categorías recodificadas.

• Fusión de polígonos adyacentes de la capa resultante que contienen elmismo valor para el ítem código, para la capa de Susceptibilidad final.

• Generación del mapa de Susceptibilidad Total del Terreno, al achurar lospolígonos de la capa resultado de acuerdo al ítem código. Este mapa indica laprobabilidad de ocurrencia de los n tipos de fenómenos de remoción en masateniendo en cuenta los factores intrínsecos del terreno involucrados, en estecaso cuatro.

4.4. ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR FENÓMENOS DE REMOCIÓN ENMASA

Para obtener el mapa de zonificación de amenazas, al mapa de susceptibilidadobtenido con el procedimiento anterior, se le integran los factores detonantes.Estos factores detonantes son la sismicidad y la precipitación. A partir de estemapa final se pueden hacer recomendaciones de uso de acuerdo con la aptituddel suelo frente a la amenaza presente.

La identificación de las áreas amenazadas se realiza mediante fórmulasmatemáticas modeladas en el SIG, que tiene en cuenta el mismo métododesarrollado para obtener el mapa de susceptibilidad; simplemente se incluyen enel modelamiento las variables de los factores detonantes.

A pesar de las investigaciones a escala regional y local en muchas regiones, larelación temporal de los mecanismos disparadores de fenómenos de remoción enmasa y avenidas torrenciales no se pueden establecer fácilmente en un modeloespacial. Por consiguiente, estos mapas de amenaza están dirigidos a predeciraquellas áreas que podrían ser más afectadas, sin indicar claramente cuándopodrían tener lugar.

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En esta metodología, el estudio de la zonificación de la amenaza se basa en elmétodo desarrollado por Vargas (1995), que se fundamenta en el modelamientode tres factores principales: la susceptibilidad del terreno, la inestabilidad actual ypuntual y la acción de los factores detonantes. Por lo tanto, para la zonificación deamenazas en el SIG se utilizan las siguientes fórmulas:

Hdet1 = St + (Mm + Me) + (fdet1) Hdet2 = St + (Mm + Me) + (fdet2)

.... Hdetn = St + (Mm + Me) + (fdetn) Ht = Hdet1 +Hdet2 + ...+ Hdetn,

donde

Hdet1 = Amenaza por factor detonante 1. Hdet2 = Amenaza por factor detonante 2.

... Hdetn = Amenaza por factor detonante n. Ht = Amenaza Total St = Susceptibilidad del terreno a los fenómenos de remoción en masa. Mm = Magnitud del movimiento en masa. Me = Intensidad de erosión fdet1 = Peso del factor detonante 1. fdet2 = Peso del factor detonante 2. fdetn = Peso del factor detonante n

En general, para zonificar la amenaza por fenómenos de remoción en masa, condos factores detonantes, se realizan los siguientes pasos: Paso 1. Generación de Mapa de Inestabilidad por Erosión

Paso 2. Generación de Mapa de Amenaza por Factor detonante 1

Paso 3. Generación de Mapa de Amenaza por Factor detonante 2

Paso 4. Generación de Mapa de Amenaza Total

A continuación se explica con más detalle cada paso (Figura 4.5).

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Figura 4.5. Proceso de Zonificación de Amenazas por procesos de remoción en masa utilizando SIG

UniónGeométrica

Procesos de remociónen masa (Mm)

Erosión(Me)

Inestabilidad porErosión

Factor detonante 1(fdet1)

Amenaza por factordetonante 1 (Hdet1)

UniónGeométrica

UniónGeométricaSusceptibilidad Total

(St)

Factor detonante 2(fdet2)

Amenaza por factordetonante 2 (Hdet2)

UniónGeométrica

UniónGeométrica

Amenaza por factordetonante n (Hdetn)

Amenaza Total (Ht)

UniónGeométrica

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Paso 1. Generación de Mapa de Inestabilidad por Erosión

El factor de inestabilidad por erosión está dado por los movimientos de remociónen masa (Mm) y la intensidad de los procesos erosivos (Me), que incrementan laamenaza según su magnitud.

Para cuantificar el efecto de los movimientos en masa, se evalúa la magnitud decada movimiento que tiene en cuenta el volumen de la masa inestable y suactividad (velocidad conocida y número de reactivaciones).

La inestabilidad por erosión se califica según sus grados de intensidad:

Para generar el mapa de inestabilidad por erosión se debe realizar el siguienteproceso en SIG:• Adicionar los ítems a la tabla de atributos de las capas de fenómenos de

remoción y unidades de erosión de tal manera que contengan la calificaciónasignada a cada uno de estos temas.

• Cruzar coberturas de erosión y fenómenos de remoción mediante un comandode unión geométrica para obtener una cobertura resultante con los ítems deambas coberturas.

• Adicionar y calcular en la tabla de atributos de la nueva cobertura, un nuevoítem que contenga la suma de los pesos o valores asignados de erosión yfenómenos de remoción, para cada uno de los polígonos resultantes.

• Fusión de polígonos adyacentes de la cobertura resultante que contienen elmismo valor para el ítem calculado. Esto da como resultado la cobertura deinestabilidad a la erosión (Mm + Me).

Paso 2. Generación de Mapa de Amenaza por Factor detonante 1

Para generar el mapa de amenaza por el primer factor detonante, se debe:

• Obtener una capa de polígonos del factor, la cual debe contener un ítem quealmacena el peso o valor asignado a cada zona (fdet1).

• Cruzar la capa de primer factor detonante con la capa de inestabilidad porerosión generada en el paso 1, que ya contiene un ítem calculado del pesoasignado a cada unidad (Mm +Me). Este cruce se hace con la operación deunión geométrica y da como resultado una capa con la unión geométrica delas dos coberturas originales y los atributos de ambas coberturas.

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• Cruzar cobertura de susceptibilidad generada en el proceso de zonificación desusceptibilidad (St), con la cobertura generada anteriormente para obtener lacobertura de amenaza por el primer factor detonante (Hdet1).

• Sumar en un nuevo ítem, los valores asignados a cada uno de los polígonospara susceptibilidad, inestabilidad y factor detonante 1, acumulados durante elproceso de cruce de capas.

• Clasificación de resultados del nuevo ítem y definición de rangos o niveles deamenaza.

• Despliegue del mapa de amenaza por factor detonante 1, al achurar lospolígonos de la capa resultado de acuerdo al nuevo ítem con los niveles deamenaza definidos.

Paso 3. Generación de Mapa de Amenaza por Factor detonante 2

Para generar el mapa de amenaza por el segundo factor detonante, se deberealizar el mismo procedimiento del paso anterior, sólo que con la capa depolígonos del segundo factor detonante.

Se pueden analizar tantos factores detonantes como sean necesarios, y realizar elmismo proceso descrito en el paso anterior para cada uno de ellos.

Paso 4. Generación de Mapa de Amenaza Total

• Cruce final de capas de amenaza por factores detonantes para generar lacobertura de amenaza total. Esto se hace mediante la operación de unióngeométrica del SIG.

• Creación de un nuevo ítem para sumar amenazas de factores detonantes paracada nuevo polígono (Ht).

• Definición de categorías de amenaza para reclasificar los resultados obtenidosen el nuevo ítem del mapa resultante.

• Despliegue del mapa de Zonificación de Amenazas por fenómenos deremoción en masa, con achurado de los polígonos de la cobertura resultado,de acuerdo con el nuevo ítem que contiene el valor ya clasificado (suma totalde los pesos totales asignados a las coberturas de amenaza por los factoresdetonantes).

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CAPÍTULO 5

APLICACIÓN DE UN SIG PARAZONIFICACIÓN DE AMENAZA,

VULNERABILIDAD Y ESCENARIOS DERIESGO POR AVENIDAS TORRENCIALES

Sonia FonsecaAmílcar Valencia

En este capítulo se presenta una metodología para la utilización de los SIG en lageneración de los mapas de zonificación de amenazas, vulnerabilidad yescenarios de riesgo por avenidas torrenciales en cabeceras municipales. En elAnexo 2 aparece un ejemplo de esta metodología aplicada en el Municipio deFlorida, Valle del Cauca, Colombia.

5.1. GENERALIDADES

De acuerdo con la metodología presentada en el Capítulo 3 para la zonificaciónde amenazas, análisis de vulnerabilidad y escenarios de riesgo por avenidastorrenciales, se puede identificar los siguientes pasos involucrados en el proceso:

• Zonificación de amenazas:

- Estudio de las características geoambientales de la zona mediante elanálisis de los aspectos geológicos, geotécnicos y geomorfológicos, entreotros.

- Análisis e interpretación de los aspectos geoambientales anteriores con elfin de obtener el mapa de susceptibilidad a avenidas torrenciales.

- Análisis hidráulico de la cuenca y de la zona urbana y suburbana por dondedrenan los ríos.

- Estudio de los factores que detonan las avenidas torrenciales.

- Zonificación de amenazas, con identificación de los grados de afectación dela zona.

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• Análisis de Vulnerabilidad y Escenarios de Riesgo:

- Determinación de procesos generadores de daño (solicitaciones).

- Identificación, caracterización y localización de elementos expuestos(personas, infraestructura física y actividades o funciones).

- Determinación de la intensidad y modos de daño del fenómeno frente acada uno de los elementos expuestos (interacción fenómeno/elementoexpuesto).

- Cuantificación de los elementos expuestos a la amenaza y pérdidasesperadas.

Los SIG pueden apoyar la mayoría de pasos descritos, tanto en la zonificación delas amenazas como en el modelamiento necesario para analizar la vulnerabilidady los escenarios de riesgo. Para ambos procesos es muy útil la capacidad deanálisis espacial o superposición entre temas que brindan estos sistemas. Para elanálisis de vulnerabilidad y escenarios de riesgo también es muy útil, entre otras,la facilidad que se tiene con los SIG de asociar los elementos espaciales contablas alfanuméricas que contienen su descripción completa, y conformar unabase de datos que puede ser consultada de manera ágil y dinámica, lo quepermite modelar diferentes escenarios para determinar el total de elementosexpuestos o dañados en caso de que ocurra el fenómeno.

Antes de iniciar cualquier desarrollo de sistemas de información geográfica es muyimportante realizar un análisis detallado de los requerimientos y características delproyecto a implementar, con el fin de realizar un diseño detallado del sistema. Eldiseño del sistema incluye la definición de las entidades que se va a utilizar para elestudio, los atributos de cada una de ellas y las posibles relaciones entre estasentidades. Estos elementos son los que conforman el modelo entidad-relación delsistema. Así mismo se debe definir cuáles de estas entidades conformarán unacapa de información dentro del SIG y cuáles serán tablas asociadas a las capastemáticas. Se debe también definir el tipo de elementos que contendrá cada capade información (polígonos, líneas o puntos).

La zonificación de amenazas, vulnerabilidad y escenarios de riesgo por avenidastorrenciales, incluye los siguientes pasos (Figura 5.1):

Paso 1. Estructuración de la información temática base mediante la captura,digitalización, conversión y estructuración dentro del sistema de toda lainformación geográfica base y temática concerniente al área de estudio y a lalocalización e identificación de infraestructura.

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Paso 2. Modelación de la amenaza por avenidas torrenciales para la zona deestudio.

Paso 3. Identificación, caracterización y localización de elementos expuestos(personas, infraestructura física y actividades o funciones).

Paso 4. Estructuración e implementación de tablas de atributos asociadascon los elementos expuestos, de tal forma que permita su posterior enlace y fácilconsulta.

Paso 5. Análisis de vulnerabilidad y definición de escenarios de riesgo.

Paso 6. Modelamiento o generación de escenarios de riesgo

Paso 7. Cuantificación de los elementos expuestos a los diferentes niveles deamenaza y evaluación de los daños y pérdidas en caso de materialización delfenómeno.

Figura 5.1. Funcionalidad de los SIG aplicada a la generación de mapas de zonificación de amenazas,vulnerabilidad y escenarios de riesgo por avenidas torrenciales.

Estructuración de lainformación temática

CAPTURA Y ALMACENAMIENTO

MANIPULACIÓN YANÁLISIS

MANIPULACIÓN YANÁLISIS

MANIPULACIÓN YANÁLISIS

DESPLIEGUE

DESPLIEGUE

Modelación de laAmenaza

Identificación, caracterizaciónlocalización de elementos

expuestos

Estructuración eimplementación de

asociadas

Análisis de vulnerabilidaddefinición de escenarios

riesgo

Modelamiento o generaciónescenarios de

Cuantificación de elementos

expuestos y evaluación dedaños y pérdidas

DESPLIEGUE

DESPLIEGUEMANIPULACIÓN YANÁLISIS

CAPTURA Y ALMACENAMIENTO

Modelo EntidadRelación Inicial

Modelo EntidadRelación Final

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A continuación se explica con más detalle cada uno de estos pasos:

5.2. ESTRUCTURACIÓN DE LA INFORMACIÓN TEMÁTICA BASE

Este paso tiene como objetivo la obtención de toda la informacióngeorreferenciada necesaria para el estudio, como es la información base(hidrografía, curvas de nivel y otros) y la información temática primaria del área deestudio, necesaria para el modelamiento de la amenaza (geología, geomorfología,hidráulica, entre otros). Así mismo, se debe identificar la infraestructura de la zonatomando como referencia el mapa base (vías, canales y acequias, construcciones,sitios de interés, redes de acueducto y energía, postes de energía y teléfonos yotros).

Esta información se debe capturar tan completa y exactamente como sea posible,ya que vendrá a conformar los elementos expuestos a analizar en los escenariosde riesgo; toda la información geográfica conforma la base de datos espacial delestudio.

La estructuración de la información se basa en el modelo entidad-relación delsistema, definido previamente. Esta estructuración y consolidación de la misma,para ser utilizada en el SIG, incluye los siguientes aspectos:

Paso 1. Edición de coberturas

El proceso de edición de coberturas incluye la digitalización, conversión y ediciónde las capas base y temáticas de tal forma que éstas se encuentren libres deerrores de tipo espacial. Este proceso puede llevarse a cabo con la utilización elmódulo Arc/Edit de Arc/Info o el sistema AutoCad y luego exportar en formato DXFpara ser leído en el SIG (Arc/Info).

Paso 2. Creación de topología

Procedimiento propio de los SIG que permite establecer el tipo de elemento quealmacena la cobertura (puntos, líneas o polígonos), propiedades de los elementos(área y perímetro de polígonos, longitud de líneas) y relaciones espaciales entrelos elementos geográficos de una misma cobertura (p.e. conectividad entre líneaso adyacencia entre polígonos).

Paso 3. Definición de atributos y estructuración de tablas

En este paso se definen los atributos que describen los diferentes elementosgeográficos del mapa base, mediante la adición de nuevos ítems a las tablas

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asociadas con cada capa temática y la definición de las relaciones entre las tablasde atributos. Todo esto se hace con base en el modelo entidad-relación definidoanteriormente.

Figura 5.2. Proceso de estructuración de información temática base

5.3 MODELAMIENTO DE LA AMENAZA POR AVENIDAS TORRENCIALES

La utilización del SIG como herramienta para la zonificación de amenazas poravenidas torrenciales puede realizarse con una metodología similar a la expuestaen los capítulos 2 y 4, pero con el uso de las variables propias para elmodelamiento de las avenidas torrenciales. Como mapas índice se consideran elde geología, geomorfología, aspectos hidráulicos, o aquellos que se consideren demás relevancia para el área estudiada. En esta parte del documento no seexplicará la metodología para la obtención del mapa de amenazas, sino que separtirá del hecho de que ya se ha generado un mapa de zonificación de amenazaspor avenidas torrenciales para la zona; ver secciones 4.4, 3.1 y Anexo 2.

Captura, digitalización o conversión de lainformación temática base

Creación de Topología

Definición de atributos yEstructuración de tablas

ErroresTopológicos ¿

si

Noo

CapastemáticasCapas

temáticasCapastemáticas

Modelo EntidadRelación Inicial

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5.4 IDENTIFICACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y LOCALIZACIÓN DE LOSELEMENTOS EXPUESTOS

A partir de la estructura física a escala urbana y suburbana reflejada en lacartografía explicada en el numeral 5.2, los elementos que se pueden verafectados por los diferentes procesos generadores de daño (solicitaciones) y lainformación primaria y secundaria disponible, se definen los elementos expuestos,así como las características de los mismos que sean relevantes. Si es necesario,se debe complementar o actualizar el modelo entidad-relación, inicialmenteestablecido, con las tablas asociadas producto de este proceso.

Los elementos físicos definidos y ubicados se deben separar en coberturas deacuerdo al tema, tipo del elemento y modelamiento que se le va a dar dentro delanálisis; así mismo, se debe identificar el elemento, y se le asigna un código quelo diferencia de los demás de su mismo tema y tipo. Este código servirá comoenlace entre la ubicación espacial del elemento y los atributos que lo caracterizan;por otro parte, se debe definir exactamente las características que se van a teneren cuenta en el modelamiento.

Para considerar los elementos no físicos, estos se pueden asociar a algúnelemento físico, y se refleja como un atributo del mismo. Por ejemplo, las personasse pueden considerar al asignar a cada predio o manzana el número de personasque habitan en estos; las actividades se pueden considerar al ubicar los sitiosdonde se realizan actividades o al asignar ítems a los temas de elementos físicosa los cuales se les puede asociar o medir una actividad.

5.5 ESTRUCTURACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE TABLAS ASOCIADAS

De acuerdo con la información acerca de la identificación y caracterización decada uno de los elementos considerados, y al pensar en su relación con lalocalización de los mismos para poder realizar evaluaciones de carácter espacial,se implementan las tablas de atributos asociadas que complementan el modeloinicial, de tal forma que la base de datos contenga la descripción total de loselementos considerados y permita la realización de los análisis.

Los SIG manejan la información espacial asociada a tres tipos de elementos:polígonos, líneas y puntos. Con la utilización de estos elementos se puedemodelar los elementos expuestos en el área de estudio así:

• Polígonos. Representan zonas o elementos con un área y perímetrodeterminado. Mediante estos se pueden modelar los elementos corporales, las

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construcciones, las superficies naturales (suelos) y las actividades económicas,sociales, culturales, recreativas y de socorro.

• Líneas. Representan elementos lineales con una trayectoria y longitud.Mediante estos se pueden modelar vías, conducciones, canales y actividadesde transporte, comunicación y distribución.

• Puntos: Representan localización de elementos. Mediante estos se puedenmodelar redes de teléfonos y energía (evaluados en términos de los postes) ypuntos estratégicos, dentro de los cuales puede incluirse algún elementoparticular mencionado en las otras dos.

La base de datos debe ser implementada mediante tablas en el módulo de manejode tablas o base de datos que debe tener la herramienta SIG o en un DBMS(Sistema Administrador de Base de Datos) compatible con la herramienta.

En las secciones 5.2 y 5.4 se identificó entidades, atributos de entidades yposibles valores de algunos de ellos. En este paso se implementa el diseñorealizado de la base de datos, y se desarrolla su estructura física (entidades yatributos), relación entre entidades y tablas de dominio. Así mismo, se debe entrarlos datos de cada una de las tablas. 5.6. ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD Y DEFINICIÓN DE ESCENARIOS DE

RIESGO

En este paso se elabora la matriz de modos y niveles de daño (análisis devulnerabilidad). Ésta se realiza generalmente con base en la experienciaacumulada, las fotografías y los videos del fenómeno.

Esta matriz (Tabla 4.2) sirve como base para referenciar las matrices deevaluación de daños de elementos expuestos (estructurales, corporales yfuncionales) frente a la ocurrencia del fenómeno en un escenario de riesgodefinido.

Aunque los SIG no se utilizan directamente en la elaboración de ninguna de estasmatrices, éstas son la herramienta principal para el modelamiento de losescenarios de riesgo, en donde sí son utilizados plenamente.

5.7 MODELAMIENTO O GENERACIÓN DE ESCENARIOS DE RIESGO

Para la definición de los elementos afectados, y su modo y nivel de daño, esnecesario realizar un modelamiento de las diferentes zonas de amenaza y su

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afectación sobre los elementos presentes. En el SIG esto se puede hacermediante el cruce o superposición espacial de las coberturas correspondientes alos elementos expuestos con la cobertura de amenaza, con el fin de determinar elnivel de afectación o daño de cada elemento expuesto, utilización de las matricesdel ítem anterior, es decir, generar los escenarios de riesgo.

Luego de realizar este cruce se deben unir las tablas de atributos estructuradas enla sección 5.5 correspondientes a cada una de las coberturas, para preparar losdatos que serán la base para el siguiente paso.

5.8 CUANTIFICACIÓN DE ELEMENTOS Y EVALUACIÓN DE DAÑOS YPÉRDIDAS

Se procede luego a realizar las preguntas al SIG, según los temas involucrados, y,si es necesario, se adicionan campos que almacenen los resultados, parapoderlos utilizar en la elaboración de los mapas finales. De acuerdo a laspreguntas y en algunos casos de las ventajas ofrecidas por la herramienta SIG autilizar, las preguntas se pueden hacer directamente en varias etapas. Losresultados de las preguntas finalmente se pueden presentar en tablas resumen omapas separados, que faciliten el análisis e interpretación por parte de losprofesionales temáticos.

Debido a que las zonas de amenaza en muchos casos dividen unidades deelementos estructurales (manzanas, predios, vías y otros), se debe ponderar lascaracterísticas de las áreas o tramos afectados, para de igual forma repartirproporcionalmente las características de los elementos. Es así como a lasmanzanas parcialmente afectadas se asigna proporcionalmente el número depersonas para esa porción de área afectada; el mismo procedimiento se aplica alos predios y las vías.

En la Figura 5.3 aparece un esquema del proceso SIG para zonificación deamenaza, vulnerabilidad y escenarios de riesgo por avenidas torrenciales.

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Modelación deAmenaza y

escenarios deriesgo

Identificación,caracterización y

ubicación deementos expuestos

Amenaza por avenidastorrenciales,

escenarios de riego

Manzanas

Predios

Redes de servicios

Sitios de Interés

Vías de comunicación

Canales de irrigacióno acequias

IdentidadGeométrica

Nivel de amenazadaño en ManzanasPoblación

Nivel de amenaza daño en Predios y

productividad

Nivel de amenaza daño en Redes de

servicios

Nivel de amenaza daño en Sitios de

Interés

Nivel de amenaza ydaño en Vías de

comunicación

Nivel de amenaza daño en Canales dirrigación o acequia

IdentidadGeométrica

IdentidadGeométrica

IdentidadGeométrica

IdentidadGeométrica

IdentidadGeométrica

Cuantificación deelementos expuestoevaluación de daño

pérdidas

Figura 5.3. Proceso SIG para zonificación de amenaza, vulnerabilidad y riesgos por avenidas torrenciales

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REFERENCIAS

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GLOSARIO

Análisis Univariado: Procedimiento estadístico en el que se establece ladependencia o grado de correlación que tiene un parámetro de referencia conotras variables de análisis.

Avenida torrencial: Tipo de fenómeno de remoción en masa en el que el agua deuna corriente aumenta considerablemente su volumen por el transporte dematerial sólido que ha caído a su cauce desde las laderas adyacentes.

Base de datos espacial. Conjunto de coberturas o capas de informacióntemática, las cuales vienen definidas por medio de tablas, que contienen tanto larepresentación gráfica de los elementos geográficos, como los atributos quedescriben cada elemento dentro de cada tema.

Base de datos topológica es una manera eficiente de almacenar datos y proveerla estructura básica que hace que el análisis geográfico avanzado sea posible.Cuando se construye la topología de una cobertura, se genera una tabla deatributos de la cobertura. Los atributos caracterizan las relaciones topológicas y lageometría de los elementos.

Capa de información es el conjunto de información tanto espacial como deatributos de un tema específico. En Arc/Info se denomina cobertura.

Cobertura es un término utilizado en Arc/Info para denominar el modelo digitalque almacena y conecta conjuntos de elementos geográficos con sus atributosasociados. Una cobertura está compuesta por un conjunto de archivos o tablasrelacionadas, incluyendo archivos con coordenadas y archivos con atributos. Unidentificador conecta los datos espaciales con los atributos. Cada uno de losidentificadores tiene un valor numérico único, esto asegura una correspondenciade uno a uno entre datos espaciales y atributos. Un registro por cada elementoespacial.

Desastre: Daño grave o alteración grave de las condiciones normales de vida enun área geográfica determinada, causada por fenómenos naturales y por efectoscatastróficos de la acción del Hombre en forma accidental, que requiera por ello dela especial atención de los organismos del estado y de otras entidades de carácterhumanitario o de servicio social (Decreto colombiano 919, 1989, artículo 18).

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Deslizamiento: Fenómeno de remoción en masa que se caracteriza por eldesplazamiento ladera abajo de una masa de material geológico a lo largo de unasuperficie debido a la fuerza de la gravedad.

Diccionario de Datos: es una descripción detallada del propósito y estructura de lastablas que pertenecen a una base de datos.

Elementos expuestos: todo aquello que se encuentra dentro del área de acciónde un fenómeno natural o causado por el Hombre y que puede ser afectado por elmismo. Entre ellos están las personas, la infraestructura física y actividadesfuncionales.

Factor detonante: Evento natural o acción del Hombre que puede detonar unfenómeno de remoción en masa. Causa inmediata que activa los movimientos enmasa.

Falla geológica: Fracturamiento y desplazamiento de los materiales de la cortezaterrestre a lo largo de un plano o superficie de ruptura. Las dimensiones de lasfallas pueden alcanzar cientos de kilómetros hasta microfracturas en muestras deroca. El tipo de fallamiento es definido por el movimiento relativo de los bloques ysu actividad.

Fenómeno natural: Todo evento cuyo origen y manifestación no depende de laacción del Hombre. De acuerdo con su origen se pueden clasificar comogeológicos (sismos, erupciones volcánicas, tsunamis, algunos FRM), atmosféricos(vientos, huracanes, tormentas y sequías, entre otros), hidrológicos (inundaciones,crecidas) y extraterrestres (impacto de meteoritos, acercamiento de cometas),entre otros.

Mapa: es el producto final obtenido del despliegue y simbolización de una o máscapas de información. Puede contener además leyendas, convenciones y otroselementos que ayudan a su interpretación.

Mapa de susceptibilidad a FRM: Representación areal del grado de resistencia aun FRM debido a las características intrínsecas que gobiernan la estabilidad de unterreno.

Mapa de amenaza: Representación areal de la posibilidad de ocurrencia oafectación por un fenómeno natural o antrópico.

Mapa índice o producto: Es el mapa obtenido por la síntesis o análisis deinteracción de una o más variables cartográficas.

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Meteorización: Proceso o estado de cambio de las propiedades físicas de unaroca debido a procesos mecánicos, químicos y biológicos. Se manifiesta por loscambios de coloración, consistencia y compactación del material original.

Mitigación: Conjunto de medidas tomadas con anticipación a un desastre, con elfin de reducir al mínimo o eliminar su impacto sobre la sociedad y el medioambiente.

Modelamiento: Es un modelo de evaluación que define la interrelación de losfactores o parámetros analizados para lograr el objetivo propuesto. En términosgenerales, es la misma zonificación y está estrechamente relacionada con el nivelde estudio que se pretenda y la escala de trabajo.

Para el modelamiento se pueden emplear diversas técnicas como el análisisheurístico, estadístico y determinístico.

Modelo Entidad/Relación es un esquema que muestra las diferentes tablas queconforman una base de datos específica y las relaciones entre éstas. Tambiénpuede mostrar los atributos de cada tabla e indicar los campos de relación.

Período de retorno: Tiempo promedio de ocurrencia en el pasado de eventos delmismo tipo con características similares.

Prevención: Es el conjunto de medidas estructurales y no estructurales basadasen la predicción, que buscan disminuir al mínimo el nivel de daño económico-social que puede causar un fenómeno. Las medidas estructurales comprendenobras como diques, muros de protección, espolones, canalización de cauces,entre otros. Las medidas no estructurales incluyen el ordenamiento territorial, lossistemas de alarma, las normas y la educación, entre otras.

Fenómenos de remoción en masa- FRM: Movimientos ladera abajo de materialgeológico debido a la fuerza de la gravedad.

Sistema de información geográfico (SIG): Es un conjunto de herramientasinformáticas (hardware y software) para recolectar, almacenar, recuperar,transformar, analizar y desplegar datos espaciales (georreferenciados) del mundoreal para un conjunto particular de propósitos. En un SIG los datos pueden serrepresentados en formato raster (pixeles o áreas), vectorial (líneas) o por medio depuntos.

95

Topología: Procedimiento que permite establecer el tipo de elemento quealmacena cada capa de información (puntos, líneas o polígonos), propiedades delos elementos (área y perímetro de polígonos, longitud de líneas) y relacionesespaciales entre los elementos geográficos de una misma capa (por ejemplo,conectividad entre líneas o adyacencia entre polígonos).

Unidad cartográfica de parámetro (UCP): Es la subdivisión espacial de unavariable del terreno en unidades menores homogéneas. Un ejemplo de una unidadlitológica o estratigráfica es la Formación.

Zonificación: Se refiere a la división del terreno en áreas homogéneas o dominiosy la jerarquización de dichas áreas de acuerdo con sus grados de amenaza.

ANEXO 1

USO DEL SIG PARA ZONIFICACIÓN DEAMENAZAS POR FENÓMENOS DEREMOCIÓN EN MASA: CASO EJEMPLOCUENCAS DE LOS RÍOS BOLO Y FRAILE,VALLE DEL CAUCA

Se explica la metodología expuesta en el capítulo 4 con el ejemplo de lazonificación de amenazas por fenómenos de remoción en masa en las cuencas delos ríos Bolo y Fraile. En este caso se utilizó el sistema de información geográficaArc/Info para realizar las funciones de captura, conversión de datos y cruce decoberturas (capas de información temática). Igualmente se utilizó el sistemaArc/View para el modelamiento y despliegue de los diferentes mapas.

A continuación se explica el uso del SIG en cada uno de los procesos de lametodología expuesta, como son:

• Estructuración de la información temática base.• Generación de mapas temáticos.• Generación de mapas de susceptibilidad.• Generación de mapas de amenazas.

1. ESTRUCTURACIÓN DE LA INFORMACIÓN TEMÁTICA BASE

El proceso de edición de coberturas, consistió en la digitalización de los mapasbase y temáticos, algunos mediante el módulo Arcedit de Arc/Info y otros en elsistema AutoCad. Estos últimos se convirtieron a Arc/Info, donde finalmente seestructuró toda la información del estudio. Las coberturas se digitalizaron a escala1:25.000.

La información base para el caso ejemplo, se estructuró en las siguientescoberturas, Tabla1:

TEMA TOPOLOGÍA NOMBRE DE COBERTURA

Ríos, Quebradas Líneas RÍOSLagunas Polígonos LAGUNAS

Curvas de Nivel Líneas CURVASLímite de Cuenca Polígonos LIMCUE

Pueblos y localidades Polígonos PUEBLOSCasas y escuelas Puntos CASAS

Tabla 1. Coberturas base.

La información temática básica, para el caso ejemplo, se estructuró en lassiguientes coberturas, Tabla 2:

TEMA

TOPOLOGIA NOMBRE DECOBERTURA

Formaciones Geológicas Polígonos GEOLOGIA

Buzamientos Puntos BUZAMIEN

Fallas Geológicas Líneas FALLAS

Geomorfología Polígonos GEOMORFO

Uso actual del suelo Polígonos USOACT

Uso potencial del suelo Polígonos USOPOT

Procesos erosivos Polígonos EROSION

Ingeniería Geológica Polígonos INGENIER

Pendientes Polígonos PENDIENT

Procesos morfodinámicos Polígonos REMOCION

Precipitación Polígonos PRECIPIT

Sismicidad Polígonos SISMICID

Tabla 2. Coberturas de información temática.

El Modelo Entidad Relación del SIG (Figura 1) para este caso se compone de lastablas de atributos de cada una de las coberturas temáticas relacionadas con surespectiva tabla de datos adicionales, pero sin relaciones entre temas diferentes.

GEOLOGIA.PAT

GEOLOGIA.DAT

GEOMORFO.PAT

GEOMORFO.DAT

USOACT.PAT

USOACT.DAT

INGENIER.PAT

INGENIER.DAT

EROSION.PAT

EROSION.DAT

USOPOT.PAT

USOPOT.DAT

PENDIENT.PAT

PENDIENT.DAT

REMOCION.PA

REMOCION.DAT

PRECIPIT.PATSISMICID.PAT

BUZAMIEN.PAT

FALLAS.AAT

1 1

11 1

1 1

1n

nnn

nn

nn

Figura 1. Esquema del Modelo Entidad Relación para el caso ejemplo

A continuación se detalla el diccionario de datos, el cual se compone de laestructura de cada una de las tablas de atributos de las coberturas (base ytemáticas), así como los posibles valores que sus campos pueden tomar.

COBERTURAS BASE

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): RÍOSTema : Hidrografía generalContenido : Ríos y quebradasUnidades de coordenadas : MetrosOrigen de las coordenadas : BogotáEscala de Captura : 1: 25.000Topología : Líneas

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – RIOS.AATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

FNODE# Identificador de nodo-from 11 N -TNODE# Identificador de nodo-to 11 N -LPOLY# Identificador de polígono izquierdo 11 N -RPOLY# Identificador polígono derecho 11 N -LENGTH Longitud de arco 13 N 6RIOS# Identificador interno 11 N -RIOS-ID Identificador asignado por usuario 11 N -NOMBRE Nombre del río o quebrada 30 C

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): LAGUNASTema : LagunasContenido : LagunasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología : Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – LAGUNAS.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6LAGUNAS# Identificador interno 11 N -LAGUNAS-ID Identificador asignado por usuario 11 N -NOMBRE Nombre de la laguna 20 C

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): CURVASTema : Curvas de NivelContenido : Curvas de nivel cada 100 metrosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología : Líneas

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – CURVAS.AATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÖNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

FNODE# Identificador de nodo-from 11 N -TNODE# Identificador de nodo-to 11 N -LPOLY# Identificador de polígono izquierdo 11 N -RPOLY# Identificador polígono derecho 11 N -LENGTH Longitud de arco 13 N 6CURVAS# Identificador asignado por usuario 11 NCURVAS-ID Identificador del arco

Asignado por usuario11 N -

COTA Cota de la curva 6 NTIPO Tipo de curva

Posibles valores:IND : Curva ÏndiceINT : Curva Intermedia

3 C

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): LIMCUETema : Limites de CuencasContenido : Polígonos con límites de cuencasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología : Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – LIMCUE.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6LIMCUE# Identificador interno 11 N -LIMCUE-ID Identificador asignado por usuario 11 N -NOMBRE Nombre de la cuenca 20 C

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): PUEBLOSTema : Pueblos y LocalidadesContenido : PolígonosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – PUEBLOS.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Area del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6LAGUNAS# Identificador interno 11 N -LAGUNAS-ID Identificador asignado por usuario 11 N -NOMBRE Nombre de pueblo o localidad 20 C

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): CASASTema : Casas y escuelasContenido: Casas y escuelasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Puntos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – CASAS.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

CASAS# Identificador interno 11 N -CASAS-ID Identificador asignado por usuario 11 N -

COBERTURAS TEMÁTICAS

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURA

Nombre de la cobertura (Arc/Info): GEOLOGÍATema: GeologíaContenido: Formaciones geológicasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – GEOLOGIA.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6GEOLOGIA# Identificador interno 11 N -GEOLOGIA-ID Identificador asignado por usuario 11 N -FM_COD Código de formación geológica 8 C

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – GEOLOGIA.DATDescripción : Posee la información de cada unidad geológica.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

FM_COD Código de formación geológica 8 C -NOMBRE Nombre de la formación 20 C -DESCRIPCION Descripción de la formación 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): BUZAMIENTema: BuzamientosContenido: BuzamientosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 25.000Topología: Puntos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – BUZAMIEN.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

BUZAMIEN# Identificador interno 11 N -BUZAMIEN-ID Identificador asignado por usuario 11 N -RUMBO Ángulo de rumbo del buzamiento 8 N 2

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info) : FALLASTema : Fallas geológicasContenido : Fallas geológicasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Líneas

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – FALLAS.AATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

FNODE# Identificador de nodo-from 11 N -TNODE# Identificador de nodo-to 11 N -LPOLY# Identificador de polígono izquierdo 11 N -RPOLY# Identificador polígono derecho 11 N -LENGTH Longitud de arco 13 N 6CURVAS# Identificador asignado por usuario 11 NCURVAS-ID Identificador del arco

Asignado por usuario11 N -

NOMBRE Nombre de la falla 30 CTIPO Tipo de falla 3 C

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): GEOMORFOTema: GeomorfologíaContenido: Unidades geomorfológicas del terrenoUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – GEOMORFO.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6GEOMORFO# Identificador interno 11 N -GEOMORFO-ID Identificador asignado por usuario 11 N -CODGEOM Código numérico de la unidad 4 N

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – GEOMORFO.DATDescripción : Posee la información de cada unidad de geomorfología.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

CODGEOM Código numérico de la unidad 4 NLABGEOM Código de identificación de la unidad 8 C -DESCRIPCION Descripción de la unidad 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): USOACTTema: Uso Actual del sueloContenido: Unidades de uso actualUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – USOACT.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6USOACT# Identificador interno 11 N -USOACT-ID Identificador asignado por usuario 11 N -LABUSOA Código de identificación de la unidad

de uso actual del suelo10 C -

TIPOUA Código numérico de la unidad 3 N -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – USOACT.DATDescripción : Posee la información de cada unidad de uso actual del suelo.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

LABUSOA Código de identificación de la unidad de usoactual del suelo

10 C -

NOMBRE Nombre de la unidad de uso actual delsuelo

20 C -

DESCRIPCION Descripción de la unidad 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): USOPOTTema: Uso Potencial del sueloContenido: Unidades de uso potencial del sueloUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – USOPOT.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6USOPOT# Identificador interno 11 N -USOPOT-ID Identificador asignado por usuario 11 N -LABUSOP Código de identificación de la unidad

de uso potencial del suelo10 C -

TIPOUP Tipo de uso potencial 3 N -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – USOPOT.DATDescripción : Posee la información de cada unidad de uso potencial del suelo.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

LABUSOP Código de identificación de la unidad de usopotencial del suelo

10 C -

NOMBRE Nombre de la unidad de uso potencial delsuelo

20 C -

DESCRIPCION Descripción de la unidad 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): EROSIÓNTema: ErosiónContenido: Procesos erosivosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – EROSION.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Area del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6EROSION# Identificador interno 11 N -EROSION-ID Identificador asignado por usuario 11 N -TIPOERO Código grado de erosión 2 N

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – EROSIÓN.DATDescripción : Posee la información sobre cada grado de erosión

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

TIPOERO Código grado de erosión 2 N -LABERO Nombre grado de erosión 10 CDESCRIPCION Descripción grado de erosión 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): INGENIERTema: Ingeniería GeológicaContenido: PolígonosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – INGENIER.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6INGENIER# Identificador interno 11 N -INGENIER-ID Identificador asignado por usuario 11 N -CODING Código numérico de la unidad 4 N

ESTRUCTURA DE LA TABLAASOCIADA – INGENIER.DATDescripción :

Posee la información a utilizar de cada unidad de Ingeniería geológica.NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

CODING Código numérico de la unidad 6 I -LABING Código descriptivo de la unidad 8 CNOMBRE Nombre de la unidad de Ingeniería

geológica20 C -

DESCRIPCION Descripción de la unidad de Ingenieríageológica

256 C -

SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): PENDIENTTema: PendientesContenido: Unidades de pendientes del terrenoUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – PENDIENT.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIONANCHO TIPO NUMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6PENDIENT# Identificador interno 11 N -PENDIENT-ID Identificador asignado por usuario 11 N -TIPOP Tipo de pendiente 6 I

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – PENDIENT.DATDescripción :

Posee la información a utilizar de cada tipo de pendiente.NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

TIPOP Tipo de pendiente 6 I -NOMBRE Nombre de pendiente 20 C -DESCRIPCION Descripción del tipo de pendiente 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): REMOCIÓNTema: Fenómenos de remoción en masaContenido: Fenómenos de remoción en masaUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – REMOCION.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6REMOCION# Identificador interno 11 N -REMOCION-ID Identificador asignado por usuario 11 N -TIPOREM Código de tipo de proceso de remoción en

masa4 N

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – REMOCIÓN.DATDescripción : Posee la información de cada tipo de proceso de remoción.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

TIPOREM Código de tipo de proceso de remoción enmasa

4 N -

NOMBRE Nombre de proceso 20 C -DESCRIPCION Descripción del tipo de proceso 256 C -SYMBOL Color 3 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): PRECIPITTema: Factores de precipitaciónContenido: Polígonos que delimitan factores de precipitaciónUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – PRECIPIT.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6PRECIPIT# Identificador interno 11 N -PRECIPIT-ID Identificador asignado por usuario 11 N -FACTPRE Código del factor de precipitación asignado

por el usuario4 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): SISMICIDTema: Factores de sismicidadContenido: Polígonos que delimitan factores de sismicidadUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:25.000Topología: Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS - POLIGONOS (PAT)NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área del polígono 13 N 6PERIMETER Perímetro del polígono 13 N 6SISMICI# Identificador interno 11 N -SISMICI-ID Identificador asignado por usuario 11 N -FACTSIS Código del factor de sismicidad 4 N -

2. GENERACIÓN DE MAPAS TEMÁTICOS.

En esta sección se explica el proceso seguido para la generación del mapa deconflictos de uso. Este mapa indica las zonas donde hay algún grado deincompatibilidad entre la vocación de uso que tiene el suelo o uso potencial encomparación con el uso actual que se le está dando.

Como se explicó en capítulo 3, los mapas de uso actual y cobertura vegetal, asícomo el de uso potencial se comparan mediante una tabla que califica el grado deconflicto o de influencia que ejercen las labores del Hombre sobre los suelos(Tabla 3).

Para la elaboración de esta tabla se tienen en cuenta varios criterios que resultanbásicos para la cartografía de los conflictos de uso del suelo como son: lainformación de índole agroecológica, climas, fisiografía, taxonomía de los suelos,usos y manejos, cubierta vegetal, degradación, entre otros, acorde con el objetivocentral, geotécnico del proyecto que se esté llevando a cabo.

Este método constituye una herramienta o criterio objetivo indispensable paraabordar el tema del conflicto y se aparta en gran medida del concepto clásicopuramente agronómico, basado en exigencias de unas coberturas vegetalescontra las posibilidades de productividad correspondientes respectivamente a lastierras en que se encuentran establecidas.

USO USO ACTUAL Y GRADO DE CONFLICTOPOTENCIAL ALTO MEDIO BAJO SINCOLORES ROJO AMARILLO AZUL VERDE

RN RA - AD - BL BP - PP AN-MRB3 AD - PA - RA -

BL - CP - CTBA BP

B2 PA - RA- BL - CP - CT - AD

BA

B1 CT CP BA - PA- RA- BLPA BL - AD - UI -

CTCP BA - PA - RA

RA BL - CT PA - CP BA -RACP CT BL - AD BA - PA - RA -

CPCT BL BA - PA - RA -

CP - CTAT UI - CP - CT BA - PA - RA

ADUI CP UI

EXPLICACIÓN : USO ACTUAL . USO POTENCIAL

CONFLICTO TIPO GRADO COLOR EN ELMAPA

EJEMPLO CTB3

CULTIVO TEMPORALBOSQUE PROTECTOR

ALTO

USO ACTUAL

BP : Bosquenatural desubpáramo apáramo alto.

BA: Bosquenaturaltropical aandino

RA: Rastrojosy matorrales

CP: Cultivospermanentes,semipermanentes y frutales

AN: Cuerposnaturales deagua

MR:Misceláneorocoso

PP : Praderasnaturales desubpáramo apáramo alto

PA: PraderasTropicales a andinas

BL: Bosqueplantado

CT: Cultivostemporales ylimpios

AD: Areaserosionadas

UI: Zonasurbanas einfraestructura

USO POTENCIAL

RN: Zona dereservanatural depáramo

B2: Bosqueprotector -productor

PA: Praderastropicales aandinas

CP: Cultivospermanentes,semipermanentes y frutales

AT: Áreasparatratamiento

B3: Bosqueprotector

B1: Bosqueproductor

RA: Rastrojosy matorrales

CT: Cultivostemporales ylimpios

UI: Zonasurbanas einfraestructura

ROJO

Tabla 3. Esquema explicativo del tipo y grado de conflicto de uso del suelo.

Para la elaboración del mapa conflictos de uso del suelo, con el sistema Arc/Info,se siguieron los siguientes pasos (Figura 2):

Paso 1. Asignación de atributo de tipo de uso a cada polígono de las coberturasde uso actual y uso potencial. Este paso, en realidad, se realiza durante el procesode estructuración de datos descrito anteriormente. Para el caso de estudio,consistió en la adición y entrada de valor a los ítems labusoa y tipoua para lacobertura USOACT (uso actual) y labusop y tipoup para la cobertura USOPOT(uso potencial), con los códigos alfanumérico y numérico, respectivamente, decada unidad de uso.

Paso 2. Cruce de coberturas de uso actual y uso potencial mediante elcomando de Arc/Info UNION, el cual calcula la unión geométrica de las doscoberturas de polígonos (USOACT y USOPOT):

UNION usoact usopot confluso

Este comando preserva todos los atributos de ambas coberturas y construye latopología para la nueva cobertura de polígonos resultante, que para el caso deestudio se denominó CONFLUSO.

Paso 3. Adición de atributo que almacenará grado de conflicto de uso(tipoconf) a la tabla de atributos de la cobertura resultante (CONFLUSO).

ADDITEM confluso.pat confluso.pat tipoconf n 3 3

Paso 4. Asignación de grado de conflicto de uso (alto, medio, bajo o ninguno)a cada uno de los polígonos de la cobertura resultante (CONFLUSO), y asignaciónde un valor al ítem (tipoconf), de acuerdo al valor de los ítems identificadores decada unidad (LABUSOA y LABUSOP) y las correspondencias descritas en laTabla 3. El ítem toma los valores 1, 2, 3 o 4 según el grado de conflicto alto,medio, bajo o ninguno, respectivamente.

Paso 5. Fusión de polígonos adyacentes de la cobertura resultante(CONFLUSO), que tienen el mismo valor para el ítem (tipoconf). Esto se hace conel comando DISSOLVE de Arc/Info, dando como resultado la coberturaCONFUSO.

DISSOLVE confluso confuso tipoconf

3. GENERACIÓN DE MAPAS DE ZONIFICACIÓN DE SUSCEPTIBILIDAD

Para zonificar la susceptibilidad del terreno a los fenómenos de remoción en masadentro del SIG, se realizaron los siguientes pasos:

Paso 1: Cruce de coberturas temáticas con cobertura de Fenómenos deRemoción en masa

Se cruzó la cobertura de fenómenos de remoción en masa REMOCION (Figura3), que contiene cada uno de los tipos de movimientos en masa considerados, concada una de las coberturas índice, como son: GEOMORFO (Figura 4), INGENIER(Figura 5), PENDIENT (Figura 6), y CONFUSO (Figura 7). Los fenómenos deremoción estudiados fueron (Tabla 4):

TIPO PROCESO DE REMOCIÓN

Tipo 1 Flujo de detritos

Tipo 2 Flujo de suelos

Tipo 3 Deslizamientos.

Tabla 4. Tipos de fenómenos de remoción en masa estudiados.

• Morfología vs Fenómenos de Remoción

Se realizó el cruce entre la cobertura geomorfología (GEOMORFO) y la defenómenos de remoción en masa (REMOCION) mediante el comando de Arc/InfoUNION:

UNION geomorfo remoción geomremo

el cual calcula la unión geométrica de las dos coberturas de polígonos y laalmacena en una cobertura resultado, y preserva los atributos de cada una deellas (GEOMREMO) (Figura 8). • Ingeniería Geológica vs Fenómenos de Remoción

De igual forma que en el anterior procedimiento, se realiza el cruce de la coberturade ingeniería geológica (INGENIER) y la de fenómenos de remoción en masa(REMOCION) mediante el comando de Arc/Info UNION

UNION ingenier remoción ingeremo

el cual calcula la unión geométrica de las dos coberturas de polígonos, y preservalos atributos de cada una de ellas en la cobertura resultado (INGEREMO)(Figura8). • Pendientes vs Fenómenos de Remoción

Se realizó el cruce entre la cobertura de pendientes (PENDIENT) y la deFenómenos de remoción en masa (REMOCION) mediante el comando de Arc/InfoUNION:

UNION pendient remoción pendiremo

el cual calcula la unión geométrica de las dos coberturas de polígonos y preservalos atributos de cada una de ellas en la cobertura resultado (PENDIREMO)(Figura 8). • Conflictos de Uso vs Fenómenos de Remoción

Se realizó el cruce de la cobertura de conflictos de uso (CONFUSO ) con la defenómenos de remoción en masa ( REMOCION ) mediante el comando de Arc/InfoUNION:

UNION confuso remoción confremo

el cual calcula la unión geométrica de las dos coberturas de polígonos y preservalos atributos de cada una de ellas en la cobertura resultado (CONFREMO) (Figura8).

Paso 2. Procesamiento geoestadístico de resultados del cruce

Se evaluó cada una de las coberturas producto del cruce del paso anterior(GEOMREMO, INGEREMO, PENDIREMO y CONFREMO) que contieneninformación tanto de las UCP como de los fenómenos de remoción superpuestoscon éstas. Este proceso se realiza mediante la función STATISTICS del módulo TABLES deArc/Info, la cual permite calcular las áreas totales de cada unidad temática y de lasuperficie acumulada de fenómenos por unidad temática (ver Tablas 2.3, 2.4, 2.5y 2.6). Luego se establece el W de cada UCP por tipo de movimiento, de acuerdoa la fórmula descrita en la sección 2.2.1 (Capítulo 2). Una vez establecida estarelación se recodificaron los valores iniciales de las UCP en términos desusceptibilidad siguiendo los intervalos presentados en la Tabla 2.7 (Capítulo 2).Para definir estos rangos o intervalos, se realizó un análisis de dispersión de losvalores de susceptibilidad obtenidos en las Tablas 2.3, 2.4 ,2.5 y 2.6. El análisisde dispersión, se puede hacer mediante cualquier programa que permita el cálculoy graficación de valores estadísticos. Para el caso ejemplo, se utilizó el programaMS-EXCEL y se obtuvieron seis categorías o grados de susceptibilidad desde nulaa muy alta.

Paso 3: Obtención de los mapas de susceptibilidad de cada uno de lostemas de análisis con relación a cada uno de los fenómenos de remoción.

Para obtener los mapas de susceptibilidad de cada tema, a cada uno de losfenómenos de remoción se asignan los valores de “peso” o grado de

susceptibilidad, a las tablas relacionadas con cada una de la coberturas temáticasoriginales y luego se asigna la simbología de colores de acuerdo con dichasusceptibilidad, (Figura 8). Este paso se realizó en Arc/View por la facilidad quetiene este programa para “colorear” polígonos de acuerdo a un ítem muyrápidamente, sin tener que crear coberturas intermedias.

Para el tema de morfología, se adicionaron los ítems A1, A2 y A3 a la tabla deatributos (.PAT) de la cobertura GEOMORFO. A estos ítems se les asignaron losgrados de susceptibilidad de cada unidad morfológica, a los fenómenos deremoción de tipo 1, 2 y 3, respectivamente, de acuerdo con la Tabla 3.3 (Capítulo3). Finalmente se generó el mapa de susceptibilidad de las unidades morfológicasa cada tipo de proceso de remoción, y se coloreó los polígonos de morfologíacon el uso de cada uno de los ítems A1, A2 o A3, según el tipo de proceso delmapa.

Para el tema de ingeniería geológica, se adicionaron los ítems B1, B2 y B3 a latabla de atributos (.PAT) de la cobertura INGENIER. A estos ítems se lesasignaron los grados de susceptibilidad de cada unidad de ingeniería a losfenómenos de remoción de tipo 1, 2 y 3, respectivamente, de acuerdo con laTabla 3.5 (Capítulo 3). Finalmente se generó el mapa de susceptibilidad de lasunidades de ingeniería geológica a cada tipo de proceso de remoción, t secoloreó los polígonos de ingeniería geológica, de acuerdo con los ítems B1, B2 yB3 según el tipo de proceso del mapa.

Para el tema de pendientes, se adicionaron los ítems C1, C2 y C3 a la tabla deatributos (.PAT) de la cobertura PENDI. A estos ítems se les asignaron los gradosde susceptibilidad de cada tipo de pendiente a los fenómenos de remoción de tipo1, 2 y 3, respectivamente, de acuerdo con la Tabla 3.4 (Capítulo 3). Finalmente segeneró el mapa de susceptibilidad de los tipos de pendientes a cada tipo deproceso de remoción, y se coloreó los polígonos de pendientes de acuerdo a losítems C1, C2 y C3 según el tipo de proceso del mapa.

Para el tema de conflictos de uso, se adicionaron los ítems D1, D2 y D3 a la tablade atributos (.PAT) de la cobertura CONFUSO. A estos ítems se les asignaron losgrados de susceptibilidad de cada unidad de conflicto a los fenómenos deremoción de tipo 1, 2 y 3, respectivamente, de acuerdo con la Tabla 3.6 (Capítulo3). Finalmente se generó el mapa de susceptibilidad de las unidades de conflictode uso a cada tipo de proceso de remoción, y coloreó los polígonos de conflictode uso de acuerdo a los ítems D1, D2 y D3 según el tipo de proceso del mapa.

Paso 4 : Obtención de Mapas de Susceptibilidad Total del Terreno

Los mapas de susceptibilidad total del terreno a cada uno de los fenómenos y desusceptibilidad total del terreno a todos los fenómenos (Figura 8), se obtuvieronmediante los siguientes pasos:

• Cruce de coberturas temáticas en una cobertura total (GEOINPECO). Estecruce se hace en Arc/Info, mediante sucesivas operaciones de UNION,tomando de a dos coberturas cada vez. En el caso ejemplo se tomaron así:

UNION geomor ingeni geoming

UNION geoming pendi geoinpe

UNION geoinpe confuso geoinpeco

La tabla de atributos de la cobertura final resultante (GEOINPECO) contienelos ítems de cada una de las cuatro coberturas temáticas, cruzadas.

• Creación de items para almacenar el grado de susceptibilidad total delárea a cada uno de los fenómenos de remoción en masa.

En el ejemplo, se adicionaron los ítems St1, St2, St3 y St a la tabla de atributosGEOINPECO.PAT

• Cálculo de valores para los ítems de susceptibilidad total de cadapolígono, de acuerdo a las siguientes fórmulas:

St1 = A1 + B1 + C1 + D1

St2 = A2 + B2 + C2 + D2

St3 = A3 + B3 + C2 + D2

St = St1 + St2 + St3

Debido a que en los cuatro mapas de entrada, las variables que se sumantienen valores de 1 a 6, los valores de St1, St2 y St3 están en un rango de 4 a24 y la variable St en un rango de 12 a 72 (aunque para el ejemplo solamentetuvo un valor máximo de 42).

• Recodificación de los valores de Tt1, Tt2 y Tt3 en seis categorías y creaciónde ítems stt1, Stt2 y Stt3 para almacenar categorías recodificadas. Esta

reclasificación se hace para generar los mapas de susceptibilidad total delterreno a cada uno de los fenómenos de remoción involucrados.

• Recodificación de los valores de STt en cinco categorías y creación de ítem(código) para almacenar categorías recodificadas. Los códigoscorrespondientes a cada rango de valores para el ejemplo son (Tabla 5):

CÓDIGO SUSCEPTIBILIDAD RANGO STt

1 NULA A MUY BAJA 3-14 2 BAJA 15-26 3 MEDIA 27-30 4 ALTA 30-36 5 MUY ALTA 37-42

Tabla 5. Categorías de susceptibilidad .

En el ejemplo, este paso se realizó sobre una copia de la coberturaGEINPECO, llamada SUSTER.

• Fusión de polígonos adyacentes de la cobertura (SUSTER) que contienen elmismo valor para el ítem (código). Esto se realiza con el comando DISSOLVEde Arc/Info:

DISSOLVE suster sustersim codigo

dando como resultado la cobertura de susceptibilidad final ( SUSTERSIM ).

• Generación del mapa de susceptibilidad total del terreno, al colorear lospolígonos de la cobertura resultado (SUSTERSIM) de acuerdo al ítem código.Este mapa indica la probabilidad de ocurrencia de los tres tipos de fenómenosde remoción en masa con los cuatro factores intrínsecos del terrenoinvolucrados.

4. GENERACIÓN DE MAPAS DE ZONIFICACIÓN DE AMENAZAS

Para generar el mapa de zonificación de amenazas se tomaron dos factoresdetonantes, precipitación y sismicidad. A continuación se detalla cada uno de lospasos seguidos:

Paso 1. Generación de Mapa de Inestabilidad por Erosión

Dado el alcance de este estudio (1:50.000), la magnitud de los movimientos fueestimada principalmente según los mecanismos de falla y magnitud demovimiento. Los valores asignados para el caso del ejemplo fueron (Tabla 6):

TIPO DE MOVIMIENTO VALOR ASIGNADO

Flujos de detritos Deslizamientos Flujo de suelo

1 2 3

Tabla 6. Magnitud de los movimientos de remoción en masa.

La inestabilidad por erosión se calificó según sus grados de intensidad (Tabla 7):

INTENSIDAD DE EROSIÖN VALOR ASIGNADO

BAJA MODERADA

ALTA EROSIÓN FLUVIAL

1 2 3 2

Tabla 7. Grado de intensidad de erosión.

Para generar el mapa de inestabilidad por erosión se realizó el siguiente procesoen Arc/Info (Figura 9):

• Se adicionaron los ítems con el valor asignado a cada tipo de proceso deremoción y cada unidad de erosión de acuerdo a las tablas 6 y 7 en lascoberturas respectivas (EROSION y REMOCION).

• Se cruzaron las coberturas de erosión y fenómenos de remoción mediante elcomando UNION de Arc/Info:

UNION erosion remocion remoero

para obtener una cobertura resultante con los ítems de ambas coberturas(REMOERO).

• Se adicionó y calculó en la tabla de atributos de la nueva cobertura(REMOERO), un nuevo ítem peso que contiene la suma de los pesos o valoresasignados de erosión y fenómenos de remoción, para cada uno de lospolígonos resultantes.

• Se fusionaron polígonos adyacentes de la cobertura resultante (REMOEROS)que contenían el mismo valor para el ítem calculado (peso). Esto se realiza conel comando DISSOLVE de Arc/Info:

DISSOLVE remoeros remoeros peso

dando como resultado la cobertura de inestabilidad a la erosión(REMOEROS).

Paso 2. Generación del mapa de amenazas con factor detonante porprecipitación

Los pasos realizados para generar el mapa de amenaza por precipitación, fueron:

• Estructuración de una cobertura de polígonos del factor detonante porprecipitación (PRECIPIT), la cual contiene un ítem (FACTPRECI) quealmacena el peso o valor asignado a cada zona.

Para el caso del ejemplo (Figura 10), el factor detonante por lluvia oprecipitación se calificó según el mapa de lluvias críticas para un período deretorno de dos años, según la Tabla 8:

LLUVIA CRÍTICA (Tr=2 anos) CATEGORÍA VALOR

600 mm, duracion=90 días 530 mm, duracion=73 días 55 mm, duracion=2 días 72 mm, duracion=2 días

Baja Media Baja Media Alta

Alta

1 2 3 4

Tabla 8. Grado de intensidad de erosión.

• Cruce de la cobertura de precipitación con la cobertura de inestabilidad porerosión (REMOEROSI) generada en el paso 1, que ya contiene un ítemcalculado del peso asignado a cada unidad (Figura 9). Este cruce se hace conel comando UNION de Arc/info:

UNION precipit remoeros inestpreci

Y da como resultado una cobertura con la unión geométrica de las doscoberturas originales y los atributos de ambas coberturas (INESTPRECI).

• Cruce de la cobertura de susceptibilidad (SUSTERSIM) generada en elproceso de zonificación de susceptibilidad, con la cobertura generadaanteriormente (INESTPRECI) para obtener la cobertura de amenaza por elprimer factor detonante, para el caso de estudio, la cobertura de amenaza porprecipitación (AMPREC) (Figura 9). Esta operación se hizo con el comando

UNION de Arc/Info:

UNION sustersim inestpreci amprec

• Suma en un nuevo ítem, de los valores asignados a cada uno de los polígonospara susceptibilidad, inestabilidad y precipitación, acumulados durante elproceso de cruce de coberturas.

• Despliegue del mapa de amenaza por precipitación, y se colorea los polígonosde la cobertura resultado (AMPREC) de acuerdo al nuevo ítem con la sumatotal de los pesos asignados (Figura 9).

Paso 3. Generación de mapa de amenaza con factor detonante porsismicidad

Los pasos realizados para generar el mapa de amenaza por sismicidad, fueron:

• Obtención de una cobertura de polígonos del factor detonante por sismicidad(SISMICID), la cual contiene un ítem que almacena el peso o valor asignado acada zona.

Para el caso del ejemplo (Figura 11), el factor detonante por sismicidad secalifica con el mapa de amenaza sísmica para una probabilidad de excedenciadel 10%, un tiempo de exposición de 50 años y un período de retorno de 475años, según la Tabla 9:

GRADO DE AMENAZA SÍSMICA VALOR

MODERADAMENTE ALTA ALTA

MUY ALTA

1 2 3

Tabla 9. Grado de Amenaza sísmica

• Cruce de la cobertura del factor detonante por sismicidad (SISMICID) con lacobertura de inestabilidad por erosión (REMOEROS) generada en el paso 1,que ya contiene un ítem calculado del peso asignado a cada unidad (Figura 9).Este cruce se hace con el comando UNION de Arc/info:

UNION sismicid remoeros inestsism

Y da como resultado una cobertura con la unión geométrica de las doscoberturas originales y los atributos de ambas coberturas (INESTSISM)

• Cruce de la cobertura de susceptibilidad (SUSTERSIM) generada en elproceso de zonificación de susceptibilidad, con la cobertura generadaanteriormente (INESTSISM) para obtener la cobertura de amenaza por elsegundo factor detonante, para el caso de estudio la cobertura de amenazapor sismicidad (AMSISM) (Figura 9).

• Suma en un nuevo ítem, de los valores asignados a cada uno de los polígonospara susceptibilidad, inestabilidad y sismicidad, acumulados durante el procesode cruce de coberturas.

• Despliegue del mapa de amenaza por sismicidad, y se colorea los polígonosde la cobertura resultado (AMSISM) de acuerdo al nuevo ítem con la sumatotal de los pesos asignados (Figura 9).

Paso 4. Generación de Mapa de Amenaza Total

• Cruce final de coberturas de amenaza por factores detonantes (en el caso delestudio AMPREC y AMSISM) para generar la cobertura de amenaza total(AMENTOT) (Figura 9). Esto se hace con el comando UNION de Arc/Info.

UNION amprec amsism amentot

Una vez obtenidos los valores de amenaza, se establecieron las siguientescategorías, según la Tabla 10:

INTERVALO CATEGORÍA DE AMENAZA

2-7 8-12 13-18 19-23 24-29

MUY BAJA BAJA MODERADA ALTA MUY ALTA

Tabla 12. Categorías de Amenaza.

• Despliegue del mapa de zonificación de amenazas por fenómenos de remociónen masa, y se colorea los polígonos de la cobertura resultado (AMENTOT) deacuerdo al nuevo ítem con la suma total de los pesos totales asignados a lascoberturas de amenaza por los factores detonantes (AMPREC y AMSISM)(Figura 12).

UNION

USO ACTUAL USO POTENCIAL

Adición de Atributo tipoconf yAsignación de grado de

conflicto de acuerdo a tabla 1

DISSOLVE

Figura 2. Proceso de Generación del Mapa de Conflicto de Uso

Figura 3. Densidad de fenómenos de remoción en masa

Figura 4. Unidades Geomorfológicas

Figura 5. Unidades de Ingeniería Geológica

Figura 6. Pendientes

Figura 7. Conflictos de Uso

UNIONUNION UNION UNION

Susceptibilidad de Geomorfología a flujo de detritos

Susceptibilidad de Geomorfología a

flujo de suelos

Susceptibilidad de Geomorfología a

deslizamientos

UNIONUNION

Conflictos de Uso (confuso)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso de acuerdo a intervalos de distribución ( A1, A2, A3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso de acuerdo a intervalos de distribución ( A1, A2, A3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso (n) deacuerdo a intervalos de distribución ( B1,B 2,B3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso (n) deacuerdo a intervalos de distribución ( B1,B 2,B3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( C1, C2, C3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( C1, C2, C3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( D1, D2, D3)

Proceso Geoestadístico W % = Area proceso tipo n * 100 Area total unidad terreno

Asignación de grado de susceptibilidad de cada unidad a cada tipo de proceso (n) de acuerdo a intervalos de distribución ( D1, D2, D3)

GEOMREMO PENDREMOINGEREMO CONFREMO

Susceptibilidad de Ingeniería a

Flujo de detritos

Susceptibilidad de Ingeniería a Flujo de suelos

Susceptibilidad dePendientes a

Flujo de detritos

Susceptibilidad dePendientes a Flujo de suelos

Susceptibilidad deConflicto de uso a

Flujo de detritos

Susceptibilidad deConflicto de uso a

Flujo de suelos

A1

A3

A2

B1

B3

B2

C3

C2

C1

D3

D2

D1

T1 = A1 + B1 + C1 + D1T2 = A2 + B2 + C2 + D2

. . . .

St1 = T1 + T2 + T3 + T4

T1 = A1 + B1 + C1 + D1T2 = A2 + B2 + C2 + D2

. . . .

St1 = T1 + T2 + T3 + T4

GEINPECO

Agrupación de Totales para generación Mapas de Susceptibilidad

Total por proceso de Remoción

SUSTERSIM

SUSTER

Mapa de Susceptibilidad Total del terreno a los procesos

de remociòn en masa

Mapa de Susceptibilidad del terreno a procesos de Tipo 1

Mapa de Susceptibilidad del terreno a procesos de Tipo 2

Mapa de Susceptibilidad del terreno a procesos de Tipo 3

Figura 8. Proceso de Zonificación de Susceptibilidad utilizando SIG

Remoción de masas (remocion)

Ingeniería Geológica(ingenier)

Geomorfología(geomorfo) Pendientes (pendient)

Susceptibilidad de Ingeniería a deslizamientos

Susceptibilidad dePendientes a deslizamientos

Susceptibilidad deConflicto de uso a

deslizamientos

Figura 9. Proceso de Zonificación de Amenazas por fenómenos de remoción enmasa utilizando SIG

Generación Mapa de inestabilidad por erosión

UnionDissolve

Remoción de masas(REMOCION)

Erosión (EROSION)

REMOEROS

Generación Mapa de Amenazas por Precipitación

REMOEROS PRECIPIT

Union

INESTPREC

SUSTERSIM

Amenazas porPrecipitación.

AMPREC

UnionDissolve

UnionDissolve

Generación Mapa de Amenazas por Simicidad

REMOEROSUnion

INESTSISM

UnionDissolve

SISMICID Amenazas porSismicidad

AMSISM

Amenazas porPrecipitación.

AMPREC

Amenazas porSismicidad

AMSISM

AmenazasTotal

AMTOT

Generación Mapa de Amenazas Total

UnionDissolve

Figura 10. Factor Detonante (Precipitación)

MUY ALTA : Sectores localizados en la parte media de las cuencas, con topografia montanosa, sobre laderas cercanas a cauces, compuestas por coluvios o rocas muy fracturadas y meteorizadas (zonas de falla), donde la pro-babilidad de ocurrencia de procesos de remocion en masa, detonados por lluvias y sismos, es muy alta.

ALTA : Zonas con topografia montanosa y laderas incli-nadas mas de 25 grados, localizadas en la parte media de las cuencas, contra cauces de quebradas y rios, con rocas muy fracturadas, donde la probabilidad de ocurrenciade procesos de remocion en masa, detonados por lluvias y sismos, es alta.

MODERADA : Zonas de topografia montanosa, con lade-ras incl inadas mas de 15 grados, conformadas por rocas meteorizadas y suelos coluviales, localizados en la parte media y alta de las cuencas, donde la probabilidad de ocurrencia de procesos de remocion en masa detonados por l luvias y sismos, es moderada.

BAJA : Colinas de piedemonte y zonas de topografiaondulada de paramo y algunas terrazas aluviales intramon-tanas y valles ampl ios de quebradas, donde la probabil idad de ocurrencia de procesos de remocion en masa, detona-dos por lluvias y sismos es baja.

CATEGORIAS DE AMENAZA

MUY BAJA A NULA : Planicies y terrazas fluviales localizadas en la parte baja de las cuencas, donde la pro-babilidad de ocurrencia de procesos de remocion en masa, detonados por lluvias y sismos, es muy baja a nula.

AMENAZA : Probabilidad de ocurrencia de un fenomeno natural poten-cialmente danino en un area dada y en un periodo de tiempo especifico

Figura 12. Zonificación de Amenazas Total

ANEXO 2

USO DEL SIG PARA ZONIFICACIÓN DEAMENAZA, VULNERABILIDAD Y

ESCENARIOS DE RIESGO POR AVENIDASTORRENCIALES: CASO EJEMPLO

CABECERA MUNICIPAL DE FLORIDA, VALLEDEL CAUCA

En este anexo se explica la metodología expuesta en los capítulos 4 y 6, para lautilización de un SIG con el ejemplo de la zonificación de amenazas, vulnerabilidad yescenarios de riesgo por avenidas torrenciales del Municipio de Florida en el Valle delCauca, Colombia.

1. CAPTURA, DIGITALIZACIÓN, CONVERSIÓN Y ESTRUCTURACIÓN

Se estructura la información temática base mediante la captura, digitalización,conversión y estructuración dentro del sistema de toda la información geográficabase y temática concerniente al área de estudio y a la localización e identificaciónde infraestructura.

Para el caso ejemplo, la información base y temática se trabajó a una escala 1:10.000, yabarca la zona urbana y suburbana del Municipio de Florida.

Las coberturas base y su topología fueron las siguientes:

TEMA TOPOLOGÍA NOMBRE DECOBERTURA

Ríos, Quebradas Líneas RIOSCurvas de Nivel Líneas CURVAS

Limite de Municipio Líneas LIMITESector Polígonos SECTOR

Sección Polígonos SECCIONManzanas Polígonos MANZANA

Predios Rurales Polígonos PREDIOSTabla 1. Coberturas base

Las coberturas correspondientes a la infraestructura para el caso de ejemplo fueron:

TEMA TOPOLOGÍA NOMBRE DECOBERTURA

Acequias Líneas ACEQUIAVías Rurales Líneas VIAS

Red Vial Urbana Líneas VIASURBPostes de Energía Urbana Puntos ENERGIAPostes de Energía Rural Puntos ENERUR

Red de Acueducto Líneas ACUEDUCSitios de Interés Puntos SITIOS

Tabla 2. Coberturas de Infraestructura.

2. MODELAMIENTO DE LA AMENAZA POR AVENIDAS TORRENCIALES

En el ejemplo, se zonificó la amenaza de acuerdo al método implícito basado enobservación minuciosa y detallada de campo de las características geológicas(composición de los materiales), geomorfológicas e hidráulicas de las zonas urbanas.

Como el área de estudio es relativamente plana, se tuvo también en cuenta aspectostales como las alturas de las terrazas con respecto al nivel de las aguas del río, zonas conerosión lateral y las rutas de acceso de los materiales cuando se generan las avenidas.

A partir del mapa de susceptibilidad, se dividió el área en tres grados de amenaza: alta,media y baja, con subdivisiones que tuvieron en cuenta la afectación, no sólo por agua,sino su combinación con sedimentos y el posible efecto que causan sobre diferentessectores por impactos, presiones, acumulaciones y erosión, que se identificaron comoprocesos generadores de daño. La cobertura resultante de este proceso son los polígonosAMENAZA. El procedimiento se encuentra detallado en el Capítulo 4.

3. IDENTIFICACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y LOCALIZACIÓN DE LOS ELEMENTOSEXPUESTOS (personas, infraestructura física y actividades o funciones)

Para el caso ejemplo, se tomaron tres grupos de elementos expuestos: corporales,estructurales y funcionales.

TIPO DE ELEMENTO ELEMENTO EXPUESTO NOMBRE DECOBERTURA

Estructural (Construcción) Manzanas MANZANAEstructural (Superficie) Predios Rurales PREDIO

Estructural (Redes) Vías VIASEstructural (Redes) Acequias ACEQUIASEstructural (Redes) Red de Acueducto ACUEDUCEstructural (Redes) Postes de Teléfonos TELEFEstructural (Redes) Postes de Energía Urbana ENERGIA

Funcional Sitios de Interés SITIOS

Tabla 3. Elementos expuestos.

Los elementos estructurales se subdividieron en tres tipos según su naturaleza:construcciones (edificaciones), redes (vías, conducciones, líneas y acequias) y superficiesnaturales (suelo). Para modelar las construcciones en el SIG, se toma como unidad

mínima de evaluación la manzana; a este tema se le asocia como atributo el tipo deconstrucción (de la mayoría de edificaciones de cada manzana) en relación con suresistencia al fenómeno. Las redes se modelaron en coberturas separadas de acuerdo al tema y algunas tambiénde acuerdo a su nivel de cubrimiento rural o urbano (vías, postes). La afectación de estoselementos, además de su ubicación, tiene que ver con su resistencia (red de acueducto) ytipo de uso (acequia), por lo tanto, los atributos asociados a cada tema dependen del tipode afectación del fenómeno a cada uno de ellos. La superficie natural o suelo se modelacon la ayuda de la cobertura de predios rurales, asignándose entre sus atributos el área,uso y código de acequia que irriga el predio. Los elementos corporales se evalúan de acuerdo a una temporalidad diaria; esto permiteanalizar varios escenarios de riesgo. Al considerar como fenómeno amenazante unaavenida torrencial producida por una precipitación de fuerte intensidad, se analiza superjuicio según la ubicación de personas al interior de las construcciones (no seconsideran personas expuestas directamente al fenómeno); esto es importante, ya que,para este análisis, el perjuicio corporal depende directamente de los daños causados enlas edificaciones. Para modelar esto en el SIG, se asignó a cada manzana, como atributo,el número total de personas que habitan en ella y el número total de personas quetrabajan o estudian. Los elementos funcionales considerados en el estudio, en su mayoría, están ligados a loselementos estructurales y corporales, por lo que su evaluación depende de los daños quese obtengan en ellos. Sin embargo, las instituciones o sitios de interés (colegios yescuelas, hospitales, bancos, centros culturales y otros) que representan ubicación deactividades o funciones, se deben trabajar en una cobertura de tipo puntual. Las actividades consideradas en el estudio, agrupadas de acuerdo a su afinidad funcionaly asociadas con el tema de la coberturas de tipo estructural junto a la cual fueronmodeladas, se muestran en la Tabla 4:

TIPO DE ACTIVIDAD CARACTERIZACIÓN ELEMENTO EXPUESTO ASOCIADO

Económica Actividad comercial, agrícola yganadera.Generación de empleoTipo de cultivo

Predios Rurales

Transporte, comunicacióny distribución

Importancia de las vías.Capacidad del sistema decomunicación telefónica.Capacidad del sistema dedistribución de energía.Sitios de importancia vital parasuministro de servicios básicos.

Vías

Postes de energía

Sitios de interés (central de energía,acueducto, plantas de tratamiento)

Sociales, culturales yeducativas

Población educativa activaUbicación de entes administrativos,religiosos y culturales.Sitios de Recreación.

Sitios de interés (colegios, escuelas)Sitios de interés (alcaldía, bibliotecas,iglesias)Sitios de interés (colegios, escuelas)Sitios de interés (parques, teatro)

Socorro, salud yseguridad

Ubicación de hospitales, centros desalud, estaciones de bomberos,policía

Sitios de interés (hospitales, policía,estaciones de bomberos)

Tabla 4. Asociación actividades/elementos expuestos.

4. ESTRUCTURACIÓN DE LAS TABLAS DE ATRIBUTOS ASOCIADAS CON LOSELEMENTOS EXPUESTOS

En la Tabla 5 aparece cada una de las coberturas de elementos expuestos utilizadas enel caso ejemplo, relacionado con la tabla de atributos correspondiente:

ELEMENTO EXPUESTO COBERTURA ITEMIDENTIFICADOR

TABLA

Manzanas MANZANA MANZAN_COD Manzan.dbfPredios Rurales PREDIO PREDIO_COD Predios.dbfVías VIAS VIAS_COD Vias.dbfAcequias ACEQUIAS ACEQ_COD Aceq.dbfRed de Acueducto ACUEDUC TRAMO_COD Acueduc.dbfRed Telefónica TELEF POSTEL_COD Telef.dbfPostes de Energía ENERGIA POSTE_COD Energia.dbfSitios de Interés SITIOS INSTI_COD Instituc.dbf

Tabla 5. Coberturas de elementos expuestos.

El modelo de datos utilizado para el caso ejemplo se presenta en la Figura 1. Estemodelo se compone de las tablas de atributos de cada una de las coberturas temáticasrelacionadas con su respectiva tabla de datos adicionales, pero sin relaciones entretemas diferentes.

1

MANZANA.PAT

MANZAN.DBF

PREDIO.PAT

PREDIOS.DBF

VIAS.AAT

VIAS.DBF

ACUEDUC.AAT

ACUEDUC.DBF

ACEQUIAS.AAT

ACEQ.DBF

TELEF.PAT

TELEF.DBF

ENERGIA.PAT

ENERGIA.DBF

SITIOS.PAT

INSTITUC.DBF

1

1

11

11

1 1

1

1

11

n

n

n1

Figura 1. Esquema del Modelo Entidad Relación para el caso ejemplo.

n

A continuación se detalla el diccionario de datos para el caso ejemplo, el cual se componede la estructura de cada una de las tablas de atributos de las coberturas (base ytemáticas), así como los posibles valores que algunos de sus campos pueden tomar.

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info) : MANZANATema : Unidades hidrogeológicasContenido : Polígonos con límites de manzanasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:10.000Topología : Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS - POLIGONOS (PAT)NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área de polígonos 13 N 6PERIMETER Perímetro de polígonos 13 N 6MANZANA# Identificador de polígono interno 11 N -MANZANA-ID Identificador del polígono

Asignado por usuario11 N -

MANZAN_COD Identificador de Manzana.El primer carácter, indica el sectoren el plano; los siguientes doscaracteres muestran el número dela sección dentro de cada sector ylos dos últimos son losidentificadores de cada manzana.

5 C -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – MANZAN.DBFDescripción :

Posee la información a utilizar de cada manzana para objeto de la evaluación tantocorporal como estructural; los códigos identificados son los utilizados por el DANE y lainformación relacional fue extraída y depurada del SISBEN.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NUMERO

DECIMALES

MANZAN_COD Identificador de Manzana.El primer carácter, indica el sector en elplano; los siguientes dos caracteresmuestran el número de la sección dentro decada sector y los dos últimos son losidentificadores de cada manzana.

5 C -

TIPOCONS Código identificador de las característicasconstructivas típicas de la manzana. Puedetomar los siguientes valores:

1 - Tapia pisada o adobe.2 - Bloque y concreto3 - Bahareque o aluminio.

1 N -

NUMPER Número de personas que de acuerdo alSISBEN se encuentran en esa manzana.

4 N -

NUMPERTE Número de personas ubicadas en lamanzana y que realizan actividadeslaborales y estudiantiles según SISBEN

4 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): VIASTema : Vías de comunicaciónContenido : VíasUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:10.000Topología : Líneas

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – VIAS.AATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

FNODE# Identificador de nodo-from 11 N -TNODE# Identificador de nodo-to 11 N -LPOLY# Identificador de poligono izquierdo 11 N -RPOLY# Identificador polígono derecho 11 N -LENGTH Longitud de arco 13 N 6VIAS# Identificador interno 11 N -VIAS-ID Identificador asignado por usuario 11 N -VIAS_COD Identificador asignado a la vía 11 N

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – VIAS.DBFDescripción :

Contiene la información tanto estructural como funcional asociada a estas obraslineales. Estructuralmente considera la longitud de las vías, la cual es medida porel Sistema de Información (SIG) y funcionalmente tiene en cuenta la actividadcomercial (negocios) que hay en zonas específicas del municipio, básicamentedonde se presenta gran concentración de establecimientos comerciales. Ademáscontabiliza el número total de personas que trabajan en los negocios (empleos).

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

VIAS_COD Identificador asignado a la vía 11 N

UBIC Ubicación de la vía en la zona deestudio. Ejemplo: “Carrera 17 entrecalles 8 y 9” o “Calle 11 entre Carreras20 y 21”. En la parte rural se puededescribir veredas o sitios de interés quela vía conecta

25 C -

TIPO Tipo de vía de acuerdo a su cobertura eimportancia. 1 Vías veredales o rurales. 2 Vías municipales o urbanas. 3 Vías regionales o departamentales.4 Vías nacionales

1 N -

NUM-ESTABL Número de establecimientoscomerciales que hay en la vía

4 N -

TOT_PERS Número total de empleados en losestablecimientos

4 N

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): ENERGIATema : Postes de EnergíaContenido : PuntosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:10.000Topología: Puntos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – ENERGIA.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

ENERGIA# Identificador de punto interno 11 N -ENERGIA-ID Identificador del punto asignado por

usuario11 N -

POSTE_COD Identificador de poste 5 C

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – ENERGIA.DBFDescripción :

Contempla la información relacionada con el sistema energético del área deestudio, enfocado principalmente a la evaluación de la pérdida del servicio entérminos de la cantidad de kva afectados. Se considera en promedio 1,5 kva porhogar en el área urbana y 1,0 kva en la parte rural.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIONANCHO TIPO NUMERO

DECIMALES

POSTE_COD Identificador del poste primario que resultaimportante para la correcta distribución delservicio (5 caract.). Los códigos son los mismosutilizados por la empresa EPSA para el caso delos que poseen transformador (primeros 4caracteres); el último carácter expresa el númerocontiguo al poste con transformador para el casoen que sea poste primario sin transformador.Ejemplo:

104A0 (Poste 104A que poseetransformador.)104A1 (Poste siguiente al 104 A, pero sintransformador)

5 C -

CIRCUITO Contiene el nombre del circuito quelleva cada línea de energía, el cualindica si es local o urbano

12 C -

UBICACION Ubicación del poste en el municipiopara en considerarlo en el cálculo dehogares afectados. La clasificación esla siguiente: 1 Rural = 1,0 kva / Vivienda 2 Urbano = 1,5 kva / Vivienda

1 N -

KVA Cantidad de kva que puede surtir eltransformador instalado en dicho poste.

2 N -

KVA_ACUM Cantidad de kva que dependen delbuen funcionamiento de cada uno delos postes

4 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): TELEFTema : Redes TelefónicasContenido : Postes de TeléfonosUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:10.000Topología : Puntos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – TELEF.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

TELEF# Identificador de punto interno 11 N -TELEF-ID Identificador del punto asignado por

usuario11 N -

POSTEL_COD Número identificador del postede acuerdo con los planos

suministrados por la empresa deteléfonos

11 C -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – TELEF.DBFDescripción :

Contiene la información relevante al servicio de telecomunicaciones en losmunicipios, enfocado principalmente a la evaluación de la población afectada porla pérdida del servicio y referenciada únicamente a los postes soporte.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

POSTEL_COD Número identificador del poste deacuerdo con los planos suministradospor la empresa de teléfonos

11 C -

SECTOR Sector en que se encuentra el poste deacuerdo con los planossuministrados por la empresa deteléfonos

11 N -

NUM_PARES Número de pares dependientes decada poste y que expresa la cantidadde líneas afectadas.

11 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURA

Nombre de la cobertura (Arc/Info): ACUEDUCTema : Redes de AcueductoContenido : Líneas de acueductoUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:10.000Topología : Líneas

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS –ACUEDUC.AATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

FNODE# Identificador de nodo-from 11 N -TNODE# Identificador de nodo-to 11 N -LPOLY# Identificador de polígono izquierdo 11 N -RPOLY# Identificador polígono derecho 11 N -LENGTH Longitud de arco 13 N 6ACUEDUC# Identificador interno 11 N -ACUEDUC-ID Identificador asignado por usuario 11 N -TRAMO_COD Identificador asignado por la

empresa de acueducto al tramoo línea

10 N -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – ACUEDUC.DBFDescripción :

Contiene la información que permite definir daños estructurales en la red deacueducto. Es importante resaltar que debido a que la solicitación se espera quesea por socavación, sólo se realiza inventario en los tramos de la red que seencuentran dentro o aledaños a las zonas definidas en los mapas comosusceptibles a dicha solicitación.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

TRAMO_COD Identificador asignado por la empresade acueducto al tramo o línea

10 N -

DIAMETRO Diámetro de la tubería en pulgadas 2 N -

MATER_TUB Material de la tubería PV PVC AC Asbesto-Cemento HG Hierro galvanizado

2 C

LONGITUD Longitud real del tramo en metros,según la empresa de acueducto

8 N 2

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info) : ACEQUIASTema : Acequias y canalesContenido : Líneas de recorrida de acequiasUnidades de coordenadas : MetrosOrigen de las coordenadas : BogotáEscala de Captura : 1:10.000Topología : Líneas

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS – ACEQUIAS.AATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÜMERO

DECIMALES

FNODE# Identificador de nodo-from 11 N -TNODE# Identificador de nodo-to 11 N -LPOLY# Identificador de polígono izquierdo 11 N -RPOLY# Identificador polígono derecho 11 N -LENGTH Longitud de arco 13 N 6ACEQUIAS# Identificador interno 11 N -ACEQUIAS-ID Identificador asignado por usuario 11 N -

ACEQ_COD Identificador del canal segúncodificación CVC

8 N -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – ACEQ.DBFDescripción :

Posee la información relevante a los canales de riego que cumplen una funciónde soporte agrícola importante. La información se obtuvo de la reglamentación deaguas que la CVC expidió para el río Bolo.

NOMBRE DELATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

ACEQ_COD Identificador del canal segúncodificación CVC

8 N -

USO Código del uso de la acequia 1 = Riego 2 = Domiciliario(consumo - acueducto) 3 = Industrial 4 = No consuntivo(No consuntivo industrial - no consuntivo trapiche) 5 = Usos 1 y 2 6 = Usos 1 y 3

2 N -

AREA_IRR Área irrigada en hectáreas 7 N 2

CAUD_ENTR Caudal que entra a la acequia enlitros/segundo

7 N 2

TIP_CULT Tipo de cultivo de cada predio. Su valorpuede ser: 0 = Sin cultivo. 1 = Semestrales: soya, sorgo, maíz, algodón, arroz, frutales (tomate, lulo). 2 = Permanentes: pastos, café, cacao, frutales (cítricos).3 = Semipermanentes: caña, plátano, frutales (uva, maracuyá). 4 = 1 y 25 = 1 y 36 = 2 Y 37 = 1, 2 y 3

2 I -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURA

Nombre de la cobertura (Arc/Info): PREDIOTema : Distribución Predial del municipioContenido : Límites de predios ruralesUnidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: ¡:10.000Topología : Polígonos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS - PREDIO (PAT)NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

AREA Área de polígonos 13 N 6PERIMETER Perímetro de polígonos 13 N 6PREDIO# Identificador de polígono interno 11 N -PREDIO-ID Identificador del polígono

Asignado por usuario11 N -

PREDIO_COD Identificador asignado al predio. Elprimer carácter indica el plano al cual

pertenece el predio, y los tres

4 N -

siguientes corresponden a laidentificación del predio

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – SUELO.DBFDescripción :

Posee la información relativa al recurso suelo de acuerdo a su uso actual.NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

MUNICID Identificador del Municipio 6 C -PREDIO_COD Identificador asignado al predio. El

primer carácter indica el plano al cualpertenece el predio, y los tressiguientes corresponden a laidentificación del predio

4 N -

PROPIET Nombre del propietario del predio 35 C -

PREDIO Nombre dado al predio. Si aparece en este ítem N.N, significaque se desconoce el nombre

20 C

AREAHA Número de hectáreas que tiene elpredio

11 N 6

TIP_CULT Indica el tipo de cultivo que sedesarrolla en el predio 1 : Semestrales: soya, sorgo, maíz, algodón, arroz, frutales (tomate, lulo). 2 : Permanentes: pastos, café, cacao, frutales (cítricos). 3 : Semipermanentes: caña, plátano, frutales (uva, maracuyá).4 : Sin información o que no pertenece a ningúntipo de cultivo

2 N -

ACEQ_COD Código de la acequia que irriga alpredio

8 N -

INFORMACIÓN GENERAL DE COBERTURANombre de la cobertura (Arc/Info): SITIOSTema : Sitios de interésContenido : Iglesia, hospitales, escuelas, bancos, colegios y otros.Unidades de coordenadas: MetrosOrigen de las coordenadas: BogotáEscala de Captura: 1:10.000Topología : Puntos

ESTRUCTURA DE LA TABLA DE ATRIBUTOS –SITIOS.PATNOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

SITIOS# Identificador de punto interno 11 N -SITIOS-ID Identificador del punto asignado por

usuario11 N -

INSTI_COD Identificador asignado de lainstitución

4 N -

ESTRUCTURA DE LA TABLA ASOCIADA – INSTITUC.DBFDescripción :

Contiene la información sobre las principales instituciones del municipio.NOMBRE DEL

ATRIBUTOO ITEM

DESCRIPCIÓNANCHO TIPO NÚMERO

DECIMALES

INSTI_COD Identificador asignado de la institución 4 N -

GRUPO Código del grupo al que pertenececada institución. Puede tomar los valores siguientes: 1 = Instituciones de Primeros Auxilios 2 = Grandes congregaciones 3 = Centros administrativos, culturales y económicos. 4 = Instituciones que incluyen sistemas

de servicios funcionales y otros

3 N -

SUBGRUPO Subgrupo dentro del grupo. Este códigose asignó para obtener un nivel deinformación mayor. Los valores puedenser: Instituciones de Primeros Auxilios: 1 = Hospitales y Clínicas 2 = Centros de Salud, Hospitales y Clínicas 3 = Seguridad (Inspecciones de Policía, Batallón, Juzgados, Defensa Civil). 4 = Bomberos 5 = Tránsito Grandes Congregaciones: 1 = Escenarios deportivos 2 = Parques 3 = Institutos de Bienestar Familiar, Jardines y Ancianatos 4 = Colegios y Escuelas 5 = Iglesias y Movimientos Cristianos y

Evangélicos 6 = Centros Comerciales y Almacenes grandes de abastecimiento

3 I -

MANZAN_COD Código de la manzana a la cualpertenece cada institución ubicada. Sien esta columna aparece RURAL,significa que la Institución está fuera delos límites de la Zona Urbana

5 C -

5. ANALISIS DE VULNERABILIDAD Y DEFINICIÓN DE ESCENARIOS DE RIESGO

Como se mencionó en el Capítulo 4, se definió la matriz de modos y niveles de daño queaparece en la Tabla 4.1. Además, se definieron las matrices para evaluar dañosestructurales (Tabla 4.2), daños corporales (Tabla 4.3) y perturbaciones funcionales(Tabla 4.4), que fueron fundamentales para la realización del modelamiento deescenarios de riesgo.

De acuerdo a lo anterior, para el caso ejemplo se definieron dos tipos de escenarios quese describen a continuación:

ESCENARIO AOcurrencia del fenómeno diurno: No se consideran estudiantes y trabajadores en sushogares; establecimientos educativos con toda su población estudiantil.

ESCENARIO BOcurrencia del fenómeno nocturno: Se consideran todos los habitantes en sushogares.

Los escenarios simulados están relacionados específicamente con la dinámica de laspersonas en la zona de estudio, pues se debe tener en cuenta la posibilidad de ocurrenciadel fenómeno en horas diurnas y nocturnas; la diferencia radica en que en las horasdiurnas es muy probable que no se encuentren las personas que trabajan y estudian ensus viviendas, mientras que en la noche sí. Por el contrario, la dinámica de losestablecimientos educativos es en su gran mayoría diurna.

6. MODELAMIENTO O GENERACIÓN DE ESCENARIOS DE RIESGO

En el caso ejemplo, para realizar el modelamiento de escenarios de riesgos por avenidastorrenciales, se debe realizar el cruce de la cobertura de zonificación de amenazasAMENAZA, obtenida en el numeral 2, con cada una de las coberturas de elementosexpuestos identificadas en el numeral 3, con el comando IDENTITY, de Arc/Info, el cualrealiza la intersección entre una cobertura de entrada que puede ser de puntos (postes,sitios), líneas (redes, vías, acequias) o polígonos (manzanas, predios), y una cobertura depolígonos, en este caso la de amenazas, para obtener una cobertura del mismo tipo de lade entrada, pero con los atributos de ambas. De esta manera el elemento expuesto tomael dato de grado de afectación del polígono de amenaza que se le sobrepone (Figura 2).Así se crearon las siguientes coberturas de análisis AMEMAN, AMEACUE, AMENER,AMEPRE, AMEACEQ, AMEVIAS y AMESIT.

Luego de realizar este cruce se unieron las tablas de atributos estructuradas en elnumeral 4 correspondientes a cada una de las coberturas, para preparar los datos queserán la base para el siguiente paso.

7. CUANTIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS EXPUESTOS Y EVALUACIÓN DEDAÑOS Y PÉRDIDAS

Para el ejemplo, se formularon las siguientes preguntas, con la ayuda de la herramientaSIG utilizada (Arc/View), para simular los niveles de afectación.

Estas preguntas se hacen con las herramientas select by theme y query que traeArc/View

Personas:Cuál es el número de personas con nivel de daño I, II-III y III-IV.

Construcciones:Cuántas manzanas de tipo 1, 2 y 3 son afectadas con nivel I, II y III.

Cuántos establecimientos e instituciones son afectados con nivel I y II.

Vías:Cuál es la longitud de vías urbanas y rurales afectadas con nivel I, II y III.Cuántos establecimientos comerciales están afectados con nivel I, II y III.Cuántos empleos son afectados.

Líneas:Cuál es el número de postes de energía caídos.Cuál es el número de postes de teléfonos caídos.Cuál es el número de transformadores de cada tipo caídos.Cuál es el número de viviendas urbanas y rurales afectadas.

Conducciones:Cuál es la longitud de afectación de tubería según tipo de constitución.

Canales:Cuál es la longitud de canales averiados con nivel I, II y III.Cuál es el número de hectáreas que se dejan de irrigar.Cuántos tipos de cultivos se dejan de irrigar (por Has.).

Suelo:Cuál es el número de predios y hectáreas afectadas con nivel I, II y III.Cuál es el número de hectáreas afectadas por tipo de cultivo y por nivel.

Escenario AAfectación a la Población

Escenario BAfectación a la Población

Densidad dePoblación Diurna

Densidad dePoblación Nocturna

Daño en construcciones

Manzana Conducción

Daños en Postes Energía

Daños en ActividadProductiva

Daño en redes Acueducto

Linea

Amenaza relativa

Suelo

Daño en Acequias

Daño en Vias y Establ.

Vias

Sitios de Interés

Daño en Sitios de Interés

Acequias

Identity

Join

IdentityIdentity

IdentityIdentity

Identity

Identity

MANZANA

AMENAZA

AMESITAMEACUE

ACUEDUC

VIAS

AMEVIAS

MANZAN.dbf MANZAN.dbf

AMEMAN

AMEMAN

AMEMAN

ENERGIA

AMENER

PREDIO

AMEPRE AMEACEQ

ACEQUIA

SITIOS

Figura 2. Modelamiento deEscenarios de Riesgo