Huracán
Los huracanes tienen la característica de ser eventos altamente destructivos, con frecuencias altas de ocurrencia. La modelación de la amenaza por huracán tiene en cuenta los efectos relacionados con la velocidad del viento y la altura de marea de tormenta. El modelo predice las intensidades máximas asociadas a la posible ocurrencia y paso de un huracán por el territorio de análisis a partir de un procedimiento estadístico conocido como perturbación, el cual permite generar trayectorias aleatorias que conservan las características principales de las trayectorias históricas identificadas.
La amenaza se representa entonces como un conjunto de eventos estocásticos con intensidad y frecuencias medias de ocurrencia compatibles con la información histórica disponible.
La amenaza por huracán se evalúa dentro de una temporalidad de manera conjunta al viento huracanado, la inundación por lluvia huracanada y la marea de tormenta. El análisis se realiza con base a las trayectorias y características de los registros históricos disponibles.
Identificación de fuentes sísmicas
Las trayectorias de los huracanes históricos, al igual que los diferentes parámetros de intensidad asociados y su variación con la trayectoria, se obtuvieron de la base de datos IBTrACS, de la agencia estadounidense NOAA
Disponible en: link
Esta base de datos cuenta con la siguiente información:
- Fecha (hora, día, mes y año)
- Presión central del ciclón (en milibares), registrada por diferentes agencias meteorológicas a nivel mundial
- Posición geográfica (latitud, longi ud)
- Velocidad máxima sostenida de viento promediada a 1 min, registrada por diferentes agencias meteorológicas a nivel mundial
- Cuenca y subcuenca a la cual pertenece el huracán registrado
Caracterización del potencial de generación de terremotos de cada fuente
La topografía: en el modelo ERN-Huracán, permite definir las condiciones de exposición al viento que presenta una determinada zona, teniendo en cuenta la pendiente del terreno en una distancia horizontal dada. Dentro de la información disponible recibida se encuentran modelos de elevación digital con una resolución espacial de 30 metros para la isla La Española. Para un análisis a nivel país se considera que esta resolución es adecuada, pero es recomendable contar con información topográfica de menor resolución para arrojar resultados indicativos a nivel país.
Batimetría: La información proporcionada por la batimetría en el modelo de amenaza por marea de tormenta permite definir la amplitud y características de la ola o marea en la zona costera debido al paso de un huracán.
Áreas urbanas y rugosidad: La rapidez con que la velocidad del viento aumenta con la altura es función de la rugosidad del terreno. Por lo tanto, el gradiente de velocidad debe encontrarse a partir de información geográfica de usos del suelo, la cual permite establecer las condiciones de rugosidad específicas. La información de polígonos de áreas urbanas se obtuvo a partir de la base de datos de la Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). En dicho portal se recopiló la información de las zonas limítrofes de cada centro poblado en República Dominicana, permitiendo la discretización e individualización del análisis de rugosidad de cada uno de los centros poblados del país
Modelación de la distribución de la intensidad sísmica como una función de la magnitud y la distancia
El modelo de amenaza por huracán requiere de información específica, que puede encontrarse disponible para cierto nivel de detalle. La calidad de la modelación dependerá del detalle con que se cuente en toda la información recolectada. Se requieren las siguientes capas de información geográfica para la aplicación del modelo de amenaza por huracán en la República Dominicana:
- Topografía.
- Batimetría.
- Áreas urbanas y uso de suelo.
- Registros de velocidad de viento y altura de marea.
- Catálogo de huracanes
Aplicación de la teoría de la probabilidad
Para el análisis probabilista se calcularon un total de 82 escenarios de viento huracanado y marea de tormenta. Cada uno de ellos asociado a una frecuencia de ocurrencia determinada, y que corresponde a características de eventos históricos.
AMENAZA POR HURACÁN EN LA REPÚBLICA DOMINICANA
Se calcularon de manera independiente los mapas de amenaza por vientos fuertes, precipitación huracanada y marea de tormenta. Los resultados se presentan a continuación.- Se interpreta que la ciudad de Santiago de los Caballeros experimenta mayores intensidades de velocidad del viento huracanado, en comparación con el distrito nacional. Esto se puede explicar teniendo en cuenta la ubicación de cada una de las ciudades dentro del territorio Dominicano; Santiago se encuentra cercano a la costa norte, mientras que Santo Domingo se encuentra en la costa sur. El hecho que la ciudad de Santo Domingo se encuentre en la costa sur permite que las intensidades de los huracanes que hacen su entrada por el noroeste se vean debilitadas por los sistemas montañosos y la distancia entre costas.
- Se aprecia que las intensidades de precipitación en Santo Domingo son mayores que las intensidades de precipitación que se presentan en Santiago. Lo anterior se explica debido a que el sistema montañoso localizado al norte de la ciudad de Santiago actúa como un detonante de lluvias orográficas en el costado norte del sistema montañoso, protegiendo de mayores intensidades de precipitación a la ciudad de Santiago.
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El análisis de riesgo por sismo y por huracán presentado para el Distrito Nacional en la República Dominicana debe verse como una plataforma inicial que permite la cuantificación y calificación del riesgo en la ciudad en cualquier instante de tiempo (según la mejor información disponible) y que debe servir de base para que mediante la complementación paulatina de la información se convierta en el corto plazo en una evaluación integral de riesgo para efectos de toma de decisiones.
La amenaza que controla el riesgo en el Distrito Nacional es la asociada a eventos de huracán dada su ubicación costera en una de las zonas más activas de la cuenca del Atlántico Norte. Para dicha amenaza la pérdida máxima probable para un período de retorno de 500 años es igual a USD$ 1,884 Millones, lo que equivale al 1.9% del PIB del país. Para 1,500 años, la pérdida máxima probable llega hasta valores en el orden de los USD$ 2,370 Millones.
La prima pura de riesgo global calculada para el municipio, considerando tanto la amenaza sísmica como la amenaza de huracán, es de 2.2‰, correspondientes aproximadamente a uno USD$60 Millones, la cual se ve principalmente afectada por la alta frecuencia de ocurrencia de huracanes que afectan la población.
Los daños ocasionados por los vientos fuertes y la marea ocasionada por un huracán rara vez son reportados en los estudios de evaluación de daños que se realizan. Los reportes realizados en la mayoría de los casos no establecen una correlación entre los daños y los vientos que los causaron. Así, las experiencias de huracanes en las zonas de análisis no se documentan de manera adecuada, con lo cual se dificulta la utilización de estas experiencias para descifrar el comportamiento de estos fenómenos y mejorar la preparación para los futuros eventos.
El procedimiento para obtener las funciones de vulnerabilidad por viento para las diferentes clasificaciones de la infraestructura expuesta, consiste en identificar para diferentes velocidades de viento el porcentaje de daño esperado en el inmueble a evaluar.
La estimación de las funciones de vulnerabilidad se ha realizado a través de:
- Modelos matemáticos.
- Reportes y artículos de investigaciones realizadas en este tema a nivel mundial.
- Análisis estadístico de daños que se han reportado después del paso de un huracán.
El viento afecta de diferentes maneras las estructuras que encuentra a su paso. La velocidad del viento se encarga en general de producir una presión directa sobre la cara expuesta de la estructura la cual se traduce en un empuje medio. Este genera tanto presión como succión y actúa directamente sobre los elementos de fachada, los cuales trasladan los empujes hasta los elementos estructurales principales. También se generan empujes dinámicos en la dirección del viento que consisten en fuerzas paralelas al flujo causadas por la turbulencia del viento y cuya fluctuación en el tiempo influye de manera importante en la respuesta estructural, es decir, que en una estructura pueden actuar ráfagas de viento en forma alternada con diferentes duraciones provocando cargas dinámicas. Aparecen también vibraciones transversales al flujo y fenómenos de inestabilidad dinámica, todo lo cual debe estudiarse con miras a comprender en forma global los efectos del viento sobre una construcción determinada. El viento puede producir también fuerzas de arrastre, fenómenos de inestabilidad aeroelástica como en el caso de puentes colgantes muy flexibles.
La velocidad del viento aumenta con la altura a partir del nivel del terreno. La variación con la que se incrementa depende no sólo de las condiciones de rugosidad del terreno circundante, sino también de las ráfagas del viento, es decir, las velocidades asociadas a lapsos definidos de tiempo. El lapso promedio es el intervalo que se selecciona para determinar la velocidad máxima promedio. Conforme ese intervalo disminuye, la velocidad máxima media correspondiente aumenta. Las velocidades de las ráfagas suceden durante lapsos promedio del orden de 3 a 15 segundos y se relacionan con el tamaño de la estructura. Las construcciones esbeltas y flexibles se ven más afectadas por las ráfagas de corta duración, mientras que las bajas y rígidas son más bien afectadas por las velocidades medias asociadas al flujo.
Los daños que típicamente presenta la infraestructura afectada por las altas velocidades del viento de los huracanes, son los siguientes:
- Caída de recubrimientos ligeros en edificios.
- Rotura de ventanas.
- Daños a los grandes vitrales en la fachada de construcciones.
- Pérdida de techos ligeros y domos, lo cual ocasiona daños al interior de las construcciones.
- Daño a plafones y muros de material ligero en interiores.
- Colapso de techos construidos con madera y palma (palapas), lo cual ocasiona el daño a contenidos.
- Daño importante en elementos de recubrimiento ligeros en lámina para estructuras de acero. Colapso de anuncios comerciales, los cuales a su vez afectan construcciones cercanas.
- Socavación de cimentaciones.