SOBRE LA EVALUACIÓN

DEL RIESGO EN ZONAS

COSTERAS

Rodolfo Silva Casarín

Abril de 2012

ORGANIZACIÓN DE LA PRESENTACIÓN

Procedimiento general de un diseño

Diseño determinista

Factor de seguridad

Repercusión en el costo de la estructura y en la incertidumbre

Carga y Resistencia como variables aleatorias

Definiciones de Riesgo

Fundamento del diseño con criterios de riesgo

Metodologías para el diseño por riesgo de obras marítimas

Conclusiones

PROCEDIMIENTO GENERAL DE UN DISEÑO

Necesidad

Planteamiento de una solución

Análisis de las restricciones

Dimensionar la estructura

Análisis de su factibilidad económica

¿Cumple con las necesidades planteadas?

Construcción, operación, mantenimientoSí

DISEÑO DETERMINISTA

Se estiman las solicitaciones máximas a las que se someterá una estructura

Se asigna un valor de solicitación extraordinaria que tenga muy poca probabilidad de ocurrir durante la

vida útil

Se diseña la estructura para ser resistente a la solicitación extraordinaria propuesta, y un poco

más, “por si las dudas”

Solicitación extraordinaria

propuesta

Resistencia de la

estructura

F.S. = “por si las dudas” = Factor de Seguridad = $$$$

F.S.

DISEÑO DETERMINISTA

Bajo esta filosofía de diseño, el factor de seguridad

suele aplicarse dos veces:

Factor de carga: Aumenta la dimensión de la carga, “por si es mas”

Factor de resistencia: Disminuye la resistencia de los elementos estructurales, “por si aguanta menos”

FACTOR DE SEGURIDAD

Bajo un diseño determinista:

Cuando la obra no falla en toda la vida útil, nunca se sabe cuánto dinero se desperdició al hacerla tan resistente

Cuando la obra falla, nunca se sabe cuánto faltó para que no fallara

REPERCUSIÓN EN EL COSTO DE LA ESTRUCTURA Y EN LA INCERTIDUMBRE

La resistencia …

Se tiene una mezcla uniforme de concreto,

Con ella se fabrican 50 cilindros exactamente

iguales,

Se curan bajo las mismas condiciones,

Después de 28 días se ensayan en la misma

máquina, perfectamente calibrada

RESULTADO: La carga que rompe a cada cilindro no

es la misma, varía ligeramente

CARGA Y RESISTENCIA COMO VARIABLES ALETORIAS

La variación de la carga de ruptura de cada cilindro

puede representarse mediante un histograma

En forma continua a través de una función de

distribución de probabilidad

La resistencia …

Rangos de resistencia

frecu

enci

a

Resistencia

pro

babili

dad f(R)

La carga …

Para el caso de cargas ocasionadas por oleaje, no es válido

suponer que éste siempre será igual y homogéneo. Su

comportamiento es más bien del tipo aleatorio

La irregularidad de un estado de mar puede representarse

mediante una función de distribución de probabilidad

, H, u, ó etc.

pro

babili

dad f(C)

Pérdidas esperadas (muertes, personas afectadas, daños a la propiedad o actividad económica perturbada), debido a la ocurrencia de un peligro concreto, en un área y periodo determinadosRiesgo = Amenaza x Vulnerabilidad

(UN DHA, 1992)

Riesgo es una medida compuesta que combina la magnitud y probabilidad de ocurrencia de un efecto adverso

(Adams J., 1995)

Riesgo = Impacto de un peligro x Elementos en riesgo x Vulnerabilidad de los elementos en riesgo

(Blong R., 1996)

Riesgo= Peligro x Vulnerabilidad x Valor del área amenazada(De La Cruz- Reyna S., 1996)

ALGUNAS DEFINICIONES DE RIESGO

Riesgo es la exposición real que tiene a un peligro un elemento con cierto valor humano, y es considerado a menudo como la combinación de probabilidad y pérdida asociada

(Smith K., 1996)

Riesgo es la probabilidad de que se produzca una pérdida, y depende de tres elementos, peligro, vulnerabilidad y exposición

(Crichton D., 1999)

Riesgo es la combinación de la probabilidad de ocurrencia de un evento particular y el impacto (consecuencia) que ese evento podría causar en caso de ocurrencia

(Wallingford HR., 2005)

Riesgo= Probabilidad x Consecuencia (Helm 1996; Gouldby B. and Samuels P., 2005; Safecoast Project, 2008)

ALGUNAS DEFINICIONES DE RIESGO

Resumen: Concepto de riesgo

RIESGO = AMENAZA CONSECUENCIAS

En el diseño de estructuras:

AMENAZA = Probabilidad de fallo

CONSECUENCIAS

- Daños al ambiente

- Pérdidas económicas

- Pérdida de vidas humanas

Fundamentos del diseño con criterios de riesgo

¿Cómo dimensionar la obra?

R = Depende del riesgo que quiera asumirse

¿Qué tanto riesgo se quiere correr?

R = Depende de las consecuencias que tendría un fallo

Si ya definí el riesgo deseado, ¿cómo diseño?

R = Diseñar la obra para que tenga una probabilidad de fallo acorde al riesgo aceptado

DISEÑO CON CRITERIOS DE RIESGO

uenciasCon

Riesgofalloob

sec)(Pr

uenciasxConfalloobRiesgo sec)(Pr

Si carga y resistencia son

consideradas variables

aleatorias con

distribuciones de

probabilidad conocidas, la

probabilidad de fallo es el

área bajo la curva de la

intersección Carga-

Resistencia

Probabilidad de fallo

¿Cómo diseñar una obra para que tenga determinada probabilidad de fallo?

R = Con un método de diseño probabilista

Proponer una estructura

Verificar su probabilidad de fallo para las condiciones dadas

Es la probabilidad de fallo que se buscaba

Formalizar el diseño

SíNo

DISEÑO CON CRITERIOS DE RIESGO

Establecer el valor de la máxima probabilidad de falloque se debe admitir en un diseño es quizá la parte máscompleja ya que es necesario tomar en cuenta:

- Costo mínimo

- Pérdida de vidas humanas

- Daños al medio ambiente

Debe existir un equilibrio de intereses entre las personasexpuestas al riesgo de una obra y las industriasbeneficiadas de ella

Probabilidad de fallo

Análisis de preferencias reveladas

Asume que la sociedad alcanza un equilibrio óptimo entre los riesgos y beneficios asociados a una actividad específica

Análisis de preferencias expresadas

Tras un proceso de consulta pública, la sociedad “expresa” los niveles que considera aceptables en cada situación de riesgo

Análisis coste-beneficio

Cuantifica en términos monetarios los costes y beneficios asociados a larealización de un proyecto, incluyendo factores que no puedencuantificarse económicamente de forma satisfactoria

Análisis Multi-criterio

Basada en criterios económicos, sociales y medioambientales que seagrupan de forma integrada en una única estimación del riesgo (ROM)

METODOLOGÍAS PARA EL DISEÑO POR RIESGO DE OBRAS MARÍTIMAS

Matriz de riesgo, para anticipar pérdidas y evaluar impactos potenciales (FEMA, 1997)

Metodología de Riesgo de peligros múltiples costeros

Utiliza una evaluación cualitativa y/o cuantitativa del riesgo en

función de determinados factores costeros. Ej. Coastal Engineering

Manual (CEM) y el Índice de Riesgo de Desastre de Huracanes

(HDRI)

1. Identificar y

caracterizar los

peligros

2. Clasificar

peligros (riesgo

relativo)

3. Estimar

el riesgo

5. Desarrollar

alternativas

para reducir

el riesgo

4. ¿Riesgo

aceptable?

6. Implementar

medida/s

necesarias de

mitigación

7. Control y

Revisión

NO

SI

Índices de Vulnerabilidad Costera (IVC)

Los índices de vulnerabilidad costera (IVC) se basan en la agrupación

compleja de un conjunto de variables y permiten identificar el riesgo

asociado a un peligro costero en concreto

Modelo Fuente- Trayectoria- Receptor- Consecuencias (SPRC Model: Source- Pathway- Receptor- Consequences)

Análisis de Riesgo R=Pi*E(D)

Receptor

Área propensa a inundaciones (área en riesgo)Estructura de defensa

Marea de tormenta

Probabilidad de ocurrencia de

inundación Pi

Estimación del daño E(D)

Fuente Trayectoria

El triángulo de riesgo de inundación

El riesgo es definido como función de la probabilidad de ocurrencia

del peligro, la exposición a ese peligro, y la vulnerabilidad de los

receptores a ser afectados por el mismo

Vulnerabilidad

RIESGO

Peligro

Exposición

Las metodologías de evaluación de riesgos se han adaptado a las

necesidades de un amplio rango de tomadores de decisiones, y el

concepto de riesgo ha evolucionado para ser definido de forma más

precisa

Los avances tecnológicos han permitido reducir la incertidumbre

involucrada en el proceso de evaluación de riesgos y así mejorar la

capacidad para la toma de medidas adecuadas de prevención y

mitigación de riesgos

A pesar de los avances en la evaluación de riesgos, todavía no ha sido

obtenida una metodología común, con criterios unificados pertinentes y

parámetros que permitan la integración efectiva del análisis del riesgos

en todos los niveles (municipal, local, estatal, nacional e internacional)

CONCLUSIONES