UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA - usb.edu.cobibliotecadigital.usb.edu.co › bitstream › 10819 › 1606 › ... · universidad de san buenaventura seccional medellÍn facultad de ingenierÍas

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA

ESPECIALIZACION SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALERTAS TEMPRANAS PARA DESLIZAMIENTOS

DETONADOS POR LA LLUVIA

LEON DUQUE HENAO

JULIAN HERRERA GOMEZ

ROMAN ALBERTO CEBALLOS

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL MEDELLÍN

FACULTAD DE INGENIERÍAS

ESPECIALIZACIÓN EN SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

COHORTE 14

MEDELLIN

2013



DISEÑO DE UN SISTEMA DE ALERTAS TEMPRANAS PARA DESLIZAMIENTOS

DETONADOS POR LA LLUVIA

LEON DUQUE HENAO

JULIAN HERRERA GOMEZ

ROMAN ALBERTO CEBALLOS

Anteproyecto presentado para optar al título de Especialista en Sistemas de

Información Geográfica

Asesora

Helena Pérez. Ing. Ambiental

Esp. Sistemas de Información Geográfica

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL MEDELLÍN

FACULTAD DE INGENIERÍAS

ESPECIALIZACIÓN EN SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA

COHORTE 14

MEDELLIN

2013



CONTENIDO

1.0 INTRODUCCION .............................................................................................. 5

2.0 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................... 8

3.0 OBJETIVOS ..................................................................................................... 9

3.1 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................... 9

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................. 9

4.0 MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 10

4.1 SISTEMA DE ALERTAS TEMPRANAS “SAT” ................................................ 10

4.2 EL PAPEL DE LOS SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA EN LOS

SISTEMAS DE ALERTAS TEMPRANAS ............................................................... 12

4.3 SISTEMA DE ALERTAS TEMPRANAS PARA DESLIZAMIENTOS ................ 12

4.4 CLASIFICACION DE LOS DESLIZAMIENTOS .............................................. 13

4.4.1CAÍDA.............................................................................................................. 13

4.4.2VOLCAMIENTO .................................................................................................. 14

4.4.3DESLIZAMIENTOS ROTACIONALES ...................................................................... 14

4.4.4DESLIZAMIENTOS TRASLACIONALES ................................................................... 14

4.4.5EXTENSIONES LATERALES ................................................................................. 15

4.4.6FLUJOS ........................................................................................................... 15

4.4.7REPTACIÓN ...................................................................................................... 15

4.5 ¿POR QUÉ OCURREN LOS DESLIZAMIENTOS? ........................................ 16

4.5.1FACTORESNATURALES ...................................................................................... 16

4.5.2ACTIVIDADHUMANA .......................................................................................... 17

4.6 ALGUNOS INDICADORES DE LA AMENAZA POR DESLIZAMIENTO ........... 17

5.0 ANTECEDENTES........................................................................................... 18

5.1 ¿CÓMO NACE EL SISTEMA NACIONAL PARA LA PREVENCIÓN Y ATENCIÓN DE

DESASTRES – SNPAD? ........................................................................................... 19



5.2 SISTEMA DE ALERTA TEMPRANA DE MEDELLÍN. “SIATA” ...................................... 20

6.0 METODOLOGÍA ............................................................................................. 21

7.0 DESARROLLO DEL MODELO ....................................................................... 22

7.1 BASE DE DATOS ................................................................................................ 22

7.2 INFORMACIÓN VECTOR ...................................................................................... 23

8.0 RESULTADOS ............................................................................................... 33

9.0 REFERENCIAS .............................................................................................. 34



1.0 INTRODUCCION

Los movimientos en masa son eventos potencialmente desastrosos, que han

ocasionado cuantiosas pérdidas humanas y económicas alrededor del mundo, ante

todo en zonas tropicales y países montañosos que, debido a sus características

fisiográficas y socioeconómicas, presentan una alta susceptibilidad del terreno a

desarrollar este tipo de procesos (Schuster, 1996). De acuerdo con las estadísticas

presentadas por el centro de Investigación sobre la Epidemiología de los Desastres

CRED (2010), en el año 2009 se presentaron 335 desastres de origen natural

alrededor del mundo, que afectaron 119 millones de personas y dejaron pérdidas

económicas superiores a 41.300 millones de dólares. Del total de desastres

ocurridos, el 53 % corresponden a eventos de origen hidrometeorológico que

aportaron 57,3 millones de víctimas, lo cual significa un incremento del 27,4 %

comparado con el año 2008. Del total de eventos hidrometeorológicos las

inundaciones corresponden al 82,8 % y los movimientos en masa detonados por

lluvias al 17,2 % (CRED, 2010). Estos datos permiten dimensionar la magnitud de

la problemática, con el agravante de que una de las principales consecuencias

asociadas al cambio climático está en el incremento en la frecuencia e intensidad

de eventos hidrometeorológicos extremos (Intergovernmental Panel on Climate

Change IPCC, 2007).

El valle de Aburra es un escenario altamente vulnerable a sufrir afectaciones por

movimientos en masa, debido a sus características topográficas y a la progresiva y

acelerada ocupación antrópica de las laderas que lo conforman (Aristizábal y

Yokota, 2006). En el periodo comprendido entre 1880 y 2007 se registraron en el

valle de Aburrá 6.750 desastres, entre los cuales los movimientos en masa ocupan



el segundo lugar con el 35 % del total, solamente superados por las inundaciones

con el 42 % (Aristizábal y Gómez, 2007).

Los movimientos en masa son el producto de la reducción progresiva de las

resistencia de los geomateriales de las vertientes por procesos naturales, tales

como meteorización y levantamientos tectónicos, y actividades humanas (Costa y

Baker,1981; Soeters y Van Westen, 1996), y son detonados por factores externos,

como la precipitación o los sismos (Wang y Sassa, 2003). La precipitación incide

negativamente sobre la estabilidad de una vertiente de dos maneras. Las lluvias

cortas e intensas reducen la resistencia al corte, debido a la disminución de la

cohesión aparente, dando lugar generalmente a movimientos en masa

superficiales (Iiritano et al., 1998; Crosta, 1998). En tanto que las lluvias

prolongadas y de menor intensidad incrementan la presión de poros, generando

movimientos en masa más profundos usualmente sobre superficies de falla

preexistentes (Iiritano et al., 1998; Aleotti, 2004). Collins y Znidarcic (2004) proponen

dos distintos mecanismos de falla generados por la infiltración de la lluvia. En el

primer mecanismo la falla ocurre por el aumento en la presión de poros positiva

originando licuefacción del material, en tanto que en el segundo mecanismo la falla

ocurre a presiones de poros negativas donde el material está aún en estado no

saturado y la falla ocurre por reducción de la succión y la masa se comporta en

forma similar a un cuerpo rígido. Los suelos de grano fino no tienden a desarrollar

presiones de poros positivas y la falla ocurre en general por reducción de la

resistencia al cortante causada por pérdida de succión. Por lo regular los

movimientos en masa superficiales están asociados con el desarrollo de presiones

de poros positivas, mientras que los movimientos más profundos están asociados a

pérdida de succión (Collins y Znidarcic, 2004).



Los estudios referentes al pronóstico de lluvias, seguimiento en tiempo real de

fenómenos potencialmente desastrosos y la definición de umbrales críticos de lluvia

se han convertido en herramientas fundamentales para la implementación de los

sistemas de alerta temprana (Aristizábal, Gamboa y Leoz, 2010). Las ventajas de

sistemas de alerta temprana basados en umbrales críticos de lluvia se soportan en

que las lluvias son relativamente simples y cuesta poco medirlas a lo largo de

grandes áreas (IEWP, 2005).

Para nuestro caso de estudio, la Ciudad de Medellín, localizada en la zona Andina

de Colombia, es un centro urbano que en el curso de su historia ha sido afectado

recurrentemente por deslizamientos de diferente magnitud, donde la precipitación,

las altas pendientes y la composición del terreno (depósitos aluviales y depósitos de

ladera) de algunos sectores, se suman a la rápida urbanización hacia las laderas del

municipio, generando zonas vulnerables.

Se han efectuado numerosos estudios de zonificación de áreas susceptibles a los

deslizamientos en mayor o menor grado. Se conocen los tipos de suelos, la

geomorfología, las pendientes, los datos históricos de precipitación y datos

socioeconómicos, pero toda esta información no ha sido aprovechada para crear un

sistema que nos alerte de los riesgos de deslizamiento con un marco espacio-

temporal concreto.

Es así como se justifica crear un sistema que genere alertas tempranas de los

riesgos de deslizamientos en la ciudad, apoyados en la tecnología de los sistemas

de información geográfica (SIG) y haciendo uso de la información almacenada en las

diferentes entidades relacionadas con el tema ambiental.



2.0 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La probabilidad de que ocurra un deslizamiento siempre está latente debido a las

altas precipitaciones y a las altas pendientes presentadas en los suelos, además de

las altas presiones soportadas por los mismos, producto de una sobre ocupación en

las laderas que aumentan así las zonas de riesgo y causan problemas de orden

geológico y social.

El riesgo puede reducirse con medidas estructurales como el desarrollo de obras de

protección y la intervención de la vulnerabilidad de los elementos de mediano y alto

riesgo, y las medidas no estructurales, como la planeación y control de los usos del

suelo, la inversión en prevención y la debida organización para la atención de

emergencias con los sistemas de alertas tempranas.

Así mismo, estructurar un diseño que permita elaborar un Sistema de Alertas

Tempranas para deslizamientos detonados por las lluvias, sería de gran ayuda para

la planificación y el control de áreas tanto urbanas como rurales, además, se podría

mitigar en buena medida los efectos que puedan causar los desastres.



3.0 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar un sistema para generar alertas tempranas para deslizamientos

ocasionados por las lluvias.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Identificar los elementos físicos y variables que van a constituir la base de datos.

• Estructurar una Geodatabase que reúna las variables necesarias para poder

cumplir el objetivo general.

• Clasificar la zona de estudio según su susceptibilidad a deslizamientos,

generada por la convergencia de las altas pendientes, las altas precipitaciones,

las diferentes coberturas vegetales y las formaciones geológicas.

• Identificar la probabilidad de ocurrencia de deslizamientos ocasionados por

precipitación, a través de datos históricos.

• Crear un diseño que genere alertas cuando los elementos que propicien los

deslizamientos confluyan en valores críticos.



4.0 MARCO REFERENCIAL

4.1 SISTEMA DE ALERTAS TEMPRANAS “SAT”

Un sistema de alerta temprana es un conjunto integrado de elementos con el fin de

reconocer con anticipación la posibilidad de sobrevenir un evento que pueda causar

desastres naturales, humanos ó ambos, con el fin de evitarlos ó mitigarlos. Dentro

de este conjunto se tiene en cuenta la fuerza del evento y la vulnerabilidad de la

población, para hacer una evaluación de la magnitud y emitir avisos de alerta a la

población.

La definición formal de la ONU de Alerta Temprana es el siguiente: "La provisión de

información oportuna y eficaz, a través de instituciones identificadas, que permite a

los individuos expuestos a un peligro de tomar medidas para evitar o reducir su

riesgo y prepararse para una respuesta eficaz" (EIRD, 2003).

Según la Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres (EIRD), “Los

sistemas de alerta temprana incluyen tres elementos, a saber: conocimiento y

mapeo de amenazas; monitoreo y pronóstico de eventos inminentes; proceso y

difusión de alertas comprensibles a las autoridades políticas y población, así como

adopción de medidas apropiadas y oportunas en respuesta a tales alertas”. Estos

elementos van encadenados, con la finalidad de emitir avisos lo suficientemente

confiables a la población y las autoridades poder tomar acciones correctivas

inmediatas.



Los sistemas de alertas tempranas son generados para mitigar los diferentes tipos

de riesgo de origen antrópico ó natural. El riesgo está asociado con dos tipos de

eventos: Amenazas rápidas de repentina aparición y las Amenazas lentas de

aparición progresiva:

• Amenazas rápidas de repentina aparición: Son amenazas violentas, de origen

instantáneo, provocados por amenazas geológicas (terremotos, volcanes ó

erupciones volcánicas, deslizamientos de tierra y tsunamis), amenazas

hidrometeorológicas (inundaciones, tornados, tormentas, etc.). Además de las

amenazas accidentales (derrames de petróleo, fallos de las centrales

nucleares y los accidentes químicos de plantas - tales como emisiones de

sustancias químicas accidentales al aire o en los ríos y cuerpos de agua).

• Amenazas lentas de aparición progresiva: Son cambios ambientales

graduales, de poca atención inicial pero que con el tiempo generan graves

crisis. Esta amenaza genera una mayor inversión dado que perduran más en

el tiempo. En esta amenaza están incluidos temas tales como: calidad del aire

y del agua, la contaminación del suelo, la lluvia ácida, el cambio del clima, los

procesos de desertificación, las sequías, la pérdida de la biodiversidad, los

residuos radiactivos, la erosión costera, el crecimiento urbano rápido y no

planificado.



4.2 EL PAPEL DE LOS SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA EN LOS

SISTEMAS DE ALERTAS TEMPRANAS

Un SIG es un conjunto de herramientas para la adquisición, almacenamiento,

edición y análisis de información espacial que facilita la toma de decisiones. Un SIG

se estructura como un sistema gestor de base de datos georreferenciados. (Díez,

1999). Esta herramienta nos facilita la captura de datos geográficos,

almacenamiento de datos numéricos (pluviosidad, intensidad, etc.), el cruce de

datos de capas temáticas (Amenazas, vulnerabilidad, mapas de riesgo), y la

actualización oportuna de los datos.

Así, el SIG es una herramienta que facilita la gestión y planificación del territorio y

permite incluir de manera sistemática la variable riesgo en las proyecciones de

ordenamiento territorial y en el análisis de fenómenos y eventos particulares

mediante la elaboración de escenarios territoriales (Gómez, 2007). Integrando con

esto variables que nos permiten generar mapas para la toma de decisiones

enfocadas a la prevención y mitigación de catástrofes.

4.3 SISTEMA DE ALERTAS TEMPRANAS PARA DESLIZAMIENTOS

Los deslizamientos son movimientos de masas de tierra, provocados por la

saturación del suelo por las fuertes lluvias, inundaciones, terremotos, volcanes e

incendios forestales, que se producen a lo largo de una superficie a favor de la

pendiente.



Los deslizamientos son una de las amenazas más importantes y destructivas. Son

catalogadas amenazas rápidas de repentina aparición. Para realizar un detallado

análisis del riesgo de deslizamientos es necesario contar con información y una

caracterización que abarque su forma de avance, las zonas más susceptibles y sus

posibilidades de ocurrencia, basado en el monitoreo de los factores detonantes

como las lluvias y las posibles magnitudes de sus consecuencias en la población.

Para este Sistema de Alerta Temprana se debe registrar de forma básica la

precipitación en la zona, a través de pluviómetros o pluviógrafos. Esta información

servirá como base fundamental, para el debido análisis técnico y posteriormente la

toma de decisiones y la posibilidad de generar alertas en la comunidad.

4.4 CLASIFICACION DE LOS DESLIZAMIENTOS

De acuerdo a la circulación y al contenido de los materiales se catalogan los

deslizamientos. Existen seis tipos de movimientos:

4.4.1 Caída

Estos movimientos ocurren cuando el material rocoso de cualquier tamaño se

desprende de una ladera bastante inclinada y su recorrido se realiza en gran parte a

través del aire, saltando o rodando, dependiendo de la inclinación de la ladera.



4.4.2 Volcamiento

Este tipo de movimiento está compuesto por una lenta inclinación de rocas duras

(competentes, frágiles) arriba de rocas blandas (incompetentes, dúctiles) y el vuelco

rápido de las rocas inclinadas.

4.4.3 Deslizamientos Rotacionales

La superficie del deslizamiento ocurre internamente en el material, de forma

aproximadamente circular o cóncava. Las salidas de las superficies circulares de

rotura pueden ocurrir en diferentes partes de un talud. Así tenemos: superficie de

rotura de talud, superficie de rotura de pie de talud y superficie de rotura de base de

talud. La velocidad de estos movimientos varía de lenta a moderada y se ve

acelerada generalmente con lluvia excesiva.

4.4.4 Deslizamientos Traslacionales

En este tipo de deslizamientos la masa de terreno se desplaza hacia afuera y abajo,

a lo largo de una superficie más o menos plana o suavemente ondulada, con

pequeños movimientos de rotación. Los deslizamientos traslacionales están

controlados por las fracturas de las rocas y la resistencia de los materiales. Cuando

este tipo de deslizamiento ocurre en rocas es muy lento. En suelos, acelera con la

lluvia y puede ser muy rápido.



4.4.5 Extensiones Laterales

El movimiento consiste en una extensión lateral controlada por fracturas. Puede

ocurrir en rocas con diferente resistencia o bien sobre suelos. Cuando se produce en

rocas, se desarrolla con lentitud; cuando se produce en suelos, puede ser

considerablemente rápido durante terremotos y representar, en estos casos, una alta

amenaza.

4.4.6 Flujos

Estos movimientos se producen en rocas, escombros y suelos; en los últimos dos

casos están relacionados con una saturación de agua, principalmente en los

períodos de lluvia intensa. El movimiento generalmente es muy rápido y por eso es

muy peligroso.

.

4.4.7 Reptación

Es la deformación que sufre la masa de suelo o roca, como consecuencia de

movimientos muy lentos por acción de la gravedad. Se suele manifestar en la

curvatura de las rocas y troncos de los árboles, el corrimiento de carreteras y líneas

férreas y la aparición de grietas.

A lo largo de toda la ocurrencia de un deslizamiento, el tipo de movimiento y, en

consecuencia, la velocidad puede cambiar. Además, existen deslizamientos

compuestos por varios tipos de movimientos como por ejemplo las avalanchas de

rocas, que son una combinación de una caída principal y un flujo de escombros

como consecuencia.



4.5 ¿POR QUÉ OCURREN LOS DESLIZAMIENTOS?

En Antioquia los factores que provocan los deslizamientos están asociados

básicamente a actividad sísmica, inestabilidad de terrenos, altas pendientes y

condiciones climáticas que influyen sobre estabilidad de las laderas.

4.5.1 Factores naturales

• Topografía Las altas pendientes del terreno Antioqueño favorecen la

ocurrencia de deslizamientos.

• Deforestación: Las áreas deforestadas, son más vulnerables a la ocurrencia

de los deslizamientos, por que favorecen la erosión, infiltración de aguas e

inestabilidad del terreno.

• Condiciones de suelo: Suelos saturados de agua, rocas fracturadas y

escombros consolidados, pueden generar deslizamientos.

• Lluvia: Las altas concentraciones y la duración son factores que saturan el

suelo y lo desestabilizan, provocando deslizamientos.

• Actividad Sísmica: Cuando se produce un temblor se generan vibraciones,

que pueden afectar el equilibrio de las laderas y originar deslizamientos.

Cuanto mayor sea la intensidad, duración y frecuencia de la actividad sísmica,

mayor es la amenaza por deslizamientos.



4.5.2 Actividad Humana

• Inestabilidad de taludes: La excavación para la construcción de viviendas,

edificios, carreteras, etc., desestabiliza el terreno haciéndole cortes,

generando fracturas y posibles deslizamientos.

• Explosiones indebidas y no controladas: Las explosiones generan

vibraciones y pequeños temblores que fracturan y debilitan las rocas que

sirven para dar estabilidad al terreno.

• Sobrecargas como resultado de aumento de peso: Se produce debido a

varios tipos de construcciones sobre el suelo: rellenos, terraplenes,

acumulación de materiales y de agua.

4.6 ALGUNOS INDICADORES DE LA AMENAZA POR DESLIZAMIENTO

• Aparecen grietas en las paredes o el piso. Se presentan daños en tuberías,

alcantarillados, etc. Puertas y ventanas se atascan o quedan trabadas. Las

paredes exteriores, caminos o escaleras comienzan a separarse de las

construcciones.

• Las cercas, muros de retención, gaviones y árboles se inclinan o desplazan

hacia abajo.

• Poco a poco aparecen grietas amplias sobre la tierra.

• Aparecen o desaparecen nacimientos de agua o manantiales.

• Periodos de lluvias intensas o continuas.

• Se presentan periodos de actividad sísmica o volcánica.

• Se escuchan ruidos raros que pueden indicar el principio de un deslizamiento.



5.0 ANTECEDENTES

Colombia por ser un país con diversidad geográfica, geológica y geomorfológica ha

sido precursor frente a la gestión integral del riesgo de desastre, dado que se han

presentado eventos en los cuales sirven de base para un desarrollo y

fortalecimiento, especialmente en los Planes de Ordenamiento Territorial, donde se

toma este tema como vital para el crecimiento, desarrollo y cuidado de la vida.

Con el crecer de la población sin una buena estrategia y una correcta planeación se

están ocasionando daños ambientales y estructurales en la geografía,

incrementando el factor riesgo en la población y en los diferentes ecosistemas.

Debido a la gran concentración de precipitación en la mayoría del terreno nacional,

acelera e incrementa los daños ambientales, causando eventos desastrosos

(inundaciones, deslizamientos, avalanchas, etc.). En estudios realizados se

determina que las catástrofes son provocadas en un 96% por razones

meteorológicas. Castellanos, (1996) concluye que el 56% de las causas son por

lluvias prolongadas o persistentes, el 37% por lluvias intensas y de corta duración y

en porcentaje menores los huracanes.

A partir de 1985, luego de la avalancha de Armero, Colombia se ha venido

fortaleciendo normativamente y creando instituciones de protección. Con la Ley 46

de 1988 se creó el Sistema Nacional para la Prevención y Atención de Desastres

para dar solución a los problemas que se presenten por la eventual ocurrencia de

fenómenos naturales ó antrópicos.

En 1989 con el Decreto Ley 919 se establece que todas las instituciones tanto del

orden nacional como territorial están obligados a disponer de un recurso para la



gestión del riesgo, a partir de esto se crea un Plan para la prevención y atención de

desastres.

De acuerdo a los cambios presentados por el clima y a la importancia de

implementar estrategias para disminuir los desastres naturales y humanos, se

establece en 1999 la Estrategia Internacional para la reducción de Desastres (EIRD),

creada por la Asamblea General de Naciones Unidas. En el 2005 se realiza la

Conferencia Mundial sobre la Reducción de Desastres (WCDR, Kobe, Japón)

asistieron 168 estados y aprobaron el Marco de Acción de Hyogo 2005-2015:

Aumento de la resiliencia de las naciones y comunidades ante los desastres.

En Diciembre de 2011 el Área Metropolitana de Medellín firmó un convenio junto

con Empresas Públicas de Medellín e ISAGEN con el fin de implementar, operar y

mantener el sistema de Alerta Temprana del Valle de Aburra con el fin de propiciar

acciones tendientes al mejor conocimiento y gestión del riesgo.

5.1 ¿Cómo nace el Sistema Nacional para la Prevención y Atención de

Desastres – SNPAD?

Se inicia el 13 de Noviembre de 1985 con la activación del Volcán del Ruiz, y esta

provoca una avalancha, la cual afectó a los departamentos de Tolima y Caldas,

causando 25.000 víctimas y pérdidas económicas alrededor de los 211.8 millones de

dólares, de acuerdo con cifras suministradas por el PNUD. De acuerdo a este

suceso el país debería contar con un sistema que coordinará todas las acciones

encaminadas a la prevención y atención de desastres en todo el territorio nacional.



En consecuencia se crea el Sistema Nacional de Prevención y Atención de

Desastres - SNPAD como red institucional para el cumplimiento de esta función.

5.2 Sistema de Alerta Temprana de Medellín. “SIATA”

El Siata es un proyecto único a nivel nacional por medio del cual se pretende suplir

la necesidad manifiesta de alertar a la comunidad vulnerable anticipadamente ante

condiciones hidrometeorológicas extremas en el Valle de Aburra. Es un proyecto del

Área Metropolitana del Valle de Aburrá, la Alcaldía de Medellín, en cabeza del

Departamento Administrativo de Gestión del Riesgo DAGRED; EPM e ISAGEN.

Constituye una de las principales estrategias de gestión y de información ambiental

con las que cuenta el DAGRED y los CLOPAD de los diferentes municipios de la

región.

El SIATA cuenta con un número significativo de equipos de medición que permiten

monitorear variables meteorológicas y sísmicas para la generación de alertas en

tiempo real. Actualmente la región cuenta con 58 pluviógrafos, 10 de los cuales

cuentan con información meteorológica, y 10 estaciones de nivel de corrientes de

agua en instalación.

El objetivo principal del proyecto es alertar de manera oportuna a la comunidad

sobre la probabilidad de ocurrencia de un evento hidrometeorológico extremo que

pueda generar una situación de emergencia, y así reducir los impactos de los

fenómenos mediante la implementación de medidas de respuesta ante una amenaza

inminente.



6.0 METODOLOGíA

El diseño de un sistema de alertas tempranas para deslizamientos detonados por la

lluvia y sus análisis de umbrales críticos de lluvia para el pronóstico de la amenaza

por movimientos en masa, se realizó mediante un procedimiento con datos reales,

en el cual se construyó una base de datos de movimientos en masa ocurridos en la

Ciudad de Medellín desde el año 1954 al 2000 y se usó una base de datos de

precipitación reales con registros día a día; posteriormente a cada movimiento en

masa se le asignó una serie de precipitación histórica correspondiente a la estación

de lluvia que comprendiera el área de influencia del lugar donde ocurrió el evento,

finalmente se calculó la lluvia acumula de 5 días y la lluvia antecedente acumulada

de 30, 60 y 90 días, para cada movimiento en masa. La distribución intra-anual de

los movimientos en masa presenta las mismas tendencias reportadas por Echeverri

y Valencia (2004), Moreno et al. (2006) y Aristizábal y Gómez (2007) donde los dos

periodos lluviosos anuales de la región, los cuales corresponden a los trimestres de

marzo-abril-mayo (MAM) y septiembre-octubre-noviembre (SON), tienen una

influencia directa sobre el número promedio de movimientos en masa ocurridos

cada mes.



7.0 DESARROLLO DEL MODELO

7.1 Base de datos

a. Datos sobre desastre implementado con el software DesInventar. La base de

datos de este sitio web, registra eventos reportados por diferentes medios e

instituciones, ocurridos desde 1954 hasta 2009, donde se registran 357

eventos para la Ciudad de Medellín. (Ver anexo I)

b. Datos de Precipitación diarios mes a mes desde 1949 hasta 2003, asociados

a las estaciones meteorológicas Olaya Herrera, Villa Hermosa y San

Cristóbal.

c. Shape curvas de Nivel de Medellín

d. Shape de Geología de Medellín

e. Shape de Cobertura Vegetal de Medellín

f. Shape limites de Medellín

g. Informacion Catastral Asentamiento Urbano-Rural

Estos elementos constituyen la base de datos definitiva para el proyecto, depurando

dicha información para generar el objetivo buscado.



7.2 Información Vector

La base de esta informacion vector fue:

7.2.1 Curvas de Nivel

Con esta información a través del ArcGis se procesa y se genera una red

irregular de triángulos (TIN), la cual nos sirve para crear un mapa de

pendiente (SLOPE), se reclasifica (RECLASSIFY) en cinco (5) rangos (ver

Mapa 1), con un valor relativo de acuerdo al porcentaje de la pendiente.

(Tomado de “La amenaza y la vulnerabilidad en el análisis de riesgos: la

microcuenca de la quebrada la Iguana”).

Mapa No 1. Mapa SLOPE



7.2.2 Geología Medellín

Los tipos de suelos que conforman la superficie de terreno de Medellín, se

agruparon en cinco (5) rangos específicos, de los cuales el valor de 1

presenta un nivel de amenaza bajo, 2 un nivel de amenaza regular, 3 un nivel

media, 4 un nivel alto y 5 un nivel de amenaza muy alto. La importancia de

este mapa radica por lo general los asentamientos urbanísticos se presentan

sobre materiales superficiales, presentándose en estos el mayor número de

eventos que afectan el entorno. Luego de crear los rangos, se procede a

convertir el archivo vector a raster (Ver mapa N°2). (Tomado de “La amenaza

y la vulnerabilidad en el análisis de riesgos: la microcuenca de la quebrada la

Iguana”).

Mapa No 2. Mapa Geología Medellín



7.2.3 Cobertura Vegetal Medellín

La información de cobertura Medellín obtenida, se agrupa en (5) rangos

específicos, de los cuales el valor de 1 presenta un nivel de amenaza bajo, 2

un nivel de amenaza regular, 3 un nivel media, 4 un nivel alto y 5 un nivel de

amenaza muy alto. La importancia de mapa es permitir zonificar áreas en las

cuales se ejercen determinada actividad, y analizar la susceptibilidad a

procesos morfodinamicos que presenta cada uno de ellos. Luego de

clasificarlos en 5 rangos, se procede a convertir esta información de vector a

raster (Ver mapa N° 3). (Tomado de “La amenaza y la vulnerabilidad en el

análisis de riesgos: la microcuenca de la quebrada la Iguana”).

Mapa No 3. Mapa Cobertura Vegetal Medellín



7.2.4 Información adicional:

• Barrios Medellín (Ver mapa N° 4).

• Estaciones Meteorológicas Georeferenciadas (Ver mapa N° 5).

Mapa No 4. Mapa Barrios Medellín:



Mapa No 5. Estaciones Meteorológicas.

7.3 Información Tabular

7.3.1 Base de datos de Precipitación:

Las series de precipitación histórica para las estaciones Olaya Herrera, San

Cristóbal y Villa Hermosa se construyeron a partir de los registros obtenidos de la

redes hidrometeorológica de EPM. El registro de cada estación suministra

información sobre el año, mes y día, estas estaciones presentan registros

acumulados. Así como los movimientos en masa obtenidos del software



Desinventar fueron referenciados (Ver mapa 6), las estaciones antes mencionadas

fueron referenciadas, determinando su área de influencia (ver mapa 7). Con esta

información podemos obtener para cada evento el barrio en el cual ocurrió, la

estación de medición de precipitación para cada barrio, dentro de cada uno de los

polígonos de influencia (Ver mapa 8), se considera homogénea la distribución de

lluvias e igual a la de la estación en la que se mide. Esta hipótesis simplificadora es

en rigor una fuente de error en la capacidad de predicción de los umbrales

encontrados, la cual es motivo de investigación en trabajos que se desarrollan como

parte de una tesis de doctorado en la Facultad de Minas de la Universidad Nacional

de Colombia y una tesis de maestría en el Departamento de Ingeniería Civil y

Ambiental de la Universidad de Brasilia. Para la determinación del área de influencia

de cada estación de lluvia se utilizó la aplicación ArcToolbox de ArcGis, con la cual

se crearon polígonos de Thiessen. Vale la pena destacar que la mayoría de los

movimientos en masa utilizados ocurrieron entre 1989 y 1995, periodo en el cual los

pluviómetros instalados, las mediciones y lecturas (directas o análogas) de los datos

de lluvia eran menos precisos y confiables y, por tanto, los códigos de calidad de los

datos sugerían baja calidad, repetición o ausencia del registro.

Los datos obtenidos del software Desinventar, nos entrega deslizamientos con la

fecha y el lugar donde ocurrió el evento. Con estos datos, el área de influencia de

cada estación hidrometeorológica y la base de datos de precipitación, podemos

analizar y saber cuál es la precipitación de los 31 eventos. Basándonos en el

análisis realizado por Aristizabal, et al., en el documento Análisis de umbrales

empíricos de lluvia para el pronóstico de movimientos en masa en el Valle de

Aburra, donde plantearon que las combinaciones de lluvia acumula (LA) de 5 días y

la lluvia acumulada antecedente (LAA) de 30, 60 y 90 días, dan como resultado un

umbral critico mínimo, a partir del cual ocurre el mayor porcentaje de movimientos en



masa. Con el planteamiento de dicha investigación y los datos adquiridos

procedemos a calcular la LA de 5 días y la LLA de 30, 60 y 90 días, para los 31

eventos (Ver anexo II). Con la integración de esta información, obtenemos el umbral

de precipitación a utilizar en nuestro Sistema de Alertas Tempranas (Ver Tabla 1).

Mapa No 6. Barrios afectados por deslizamientos en Medellín.



Mapa No 7. Área de influencia de las estaciones hidrometeorológicas.



Mapa No 8. Barrios donde ocurrió el evento con su respectiva estación

pluviométrica.

Tabla No 1. Clasificación precipitación

Clase Precipitación ( mm)

1 0 - 23.72

2 23.72 - 35.58

3 35.58 - 47.45

4 47.45 - 59.31

5 >59.31



Calculando las variables precipitación, pendiente, cobertura vegetal y geología, con

el método de Saaty logramos obtener la siguiente formula:

0.527*C1+0.31*C2+0.081*C3+0.081*C4

Donde;

C1= Precipitación

C2= Pendiente.

C3= Usos del Suelo.

C4= Formaciones Superficiales.

La fórmula anterior nos sirve para integrar estas cuatro variables y crear el mapa

resultado para este Sistema de Alertas Tempranas.



8.0 RESULTADOS

Con este diseño se obtienen áreas en las cuales según la combinación de variables

como la Geología, Cobertura Vegetal, la Pendiente del terreno y la Precipitación,

arrojan un mapa de alertas donde el valor de cada área va de 1 a 5, donde 1 es el

valor de menor complicación y 5 es el valor máximo. En el Mapa 9 se observan

áreas donde la LA de 5 y LAA de 30, 60 y 90 exceden el umbral de precipitación, y

nos generan riesgos para la población y el ambiente. Dado que los sistemas de

información geográfica son una herramienta con la cual se pueden tomar decisiones

y con este mapa resultado de nuestra investigación se puede mejorar la calidad de

vida y la disminución del riesgo.

Mapa No 9. Mapa de alertas Tempranas



9.0 REFERENCIAS

ARISTIZABAL, E., YOKOTA, S., Geomorfología aplicada a la ocurrencia de

deslizamientos en el Valle de Aburra, Colombia.

CASTELLANOS, J., Lluvias criticas en la evaluación de amenazas de eventos de

remoción de masa – Tesis de magister en geotecnia – Universidad Nacional de

Colombia – Departamentos de Ingeniería Civil. Santafé de Bogotá, Colombia.

DesInventar. Red de estudios sociales en prevención de desastres en América

Latina. http://www.desinventar.org/desinventar.html (visto por última vez: octubre de

2007).

Díez, A., Utilización de los SIG en el análisis del riesgo de inundación en el Alto

Alberche (cuenca del Tajo)». En: Huerta, H. (Ed). Los sistemas de información

geográfica en los riesgos naturales y en el medio ambiente. Madrid: Instituto

Geológico y Minero de España, 2002.

Gómez, C. Tecnologías respondiendo a los desastres. Lima: Soluciones Prácticas-

ITDG, 2007

GTZ/Plan Trifinio. (2007). Guía para la Gestión Local de Riesgo por Deslizamiento.

San Salvador: Proyecto Sistema de Monitoreo de Deslizamientos.



LISTA DE MAPAS

Mapa No 1. Mapa SLOPE

Mapa No 2. Mapa Geología Medellín.

Mapa No 3. Mapa Cobertura Vegetal Medellín.

Mapa No 4. Mapa Barrios Medellín.

Mapa No 5. Estaciones Meteorológicas.

Mapa No 6. Barrios afectados por deslizamientos en Medellín.

Mapa No 7. Área de influencia de las estaciones hidrometeorológicas.

Mapa No 8. Barrios donde ocurrió el evento con su respectiva estación

pluviométrica.

Mapa No 9. Mapa de alertas Tempranas.



LISTA DE TABLAS

Tabla No 1. Clasificación precipitación.

Documents

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA - usb.edu.cobibliotecadigital.usb.edu.co › bitstream › 10819 › 1606 › ... · universidad de san buenaventura seccional medellÍn facultad de ingenierÍas