Earthquake
Uno de los riesgos probables en países como Bolivia es la vulnerabilidad a la actividad sísmica y las consecuencias que los sismos desencadenan, especialmente el impacto financiero por la infraestructura dañada y el costo que representa para el país. La gestión de riesgo ha sido deficiente, por lo que se propone una metodología que se basa en el análisis de tres módulos: amenazas, exposición y vulnerabilidad que permiten determinar el módulo de riesgo, que a su vez puede aplicarse para determinar el índice de protección financiera.
Para elaborar el módulo de amenazas, fue necesario hacer un recuento histórico de los últimos eventos sísmicos registrados por área geográfica e impacto producido según el
Identificación de fuentes sísmicas
Caracterización del potencial de generación de terremotos de cada fuente
Modelación de la distribución de la intensidad sísmica como una función de la magnitud y la distancia
Aplicación de la teoría de la probabilidad
En este numeral se presentan los resultados de amenaza símica en terreno firme para todo el país considerando la totalidad de las fuentes sísmicas.
La Figura 3.4 presenta los mapas de amenaza sísmica en términos de aceleración espectral para 500 años de período de retorno, para algunos periodos estructurales escogidos. En la Figura 3.5 se presentan los mapas para aceleración máxima del terreno para diferentes periodos de retorno (Tret).
Los mapas de amenaza que se presentan corresponden a la respuesta esperada en las formaciones geológicas del basamento rocoso, con velocidades de onda de cortante en el orden de 800 m/seg o más. Al llegar a estos estratos y para las zonas en que existan depósitos de suelo blando de espesor considerable, la onda sísmica se propagará dentro del subsuelo superficial generalmente menos rígido, hasta alcanzar la cimentación de las estructuras o simplemente el nivel del terreno.
Si sobre la Figura 3.1 se establece una tasa de excedencia para un estado de funcionalidad determinado es posible trazar líneas horizontales que interceptan a las curvas de las tasas de las diferentes fuentes que aportan amenaza a la región. Por ejemplo, al establecer un período de retorno de 500 años (tasa de 0.002/año) resulta posible encontrar los puntos de aceleración máxima de cada fuente sobre la zona de estudio. Además siguiendo la teoría clásica de amenaza sísmica es posible calcular la amenaza total de la contribución de todas las fuentes (ver Figura 3.2). Para un período de retorno de 500 años se obtiene una aceleración máxima probable en terreno firme del orden del 23% de la aceleración de la gravedad (228 gal).
Este módulo da cuenta de la descripción de los elementos o activos expuestos que pueden ser afectados. Se basa en archivos en formato tipo shape que corresponden a la infraestructura expuesta que va a ser incluida en el análisis de riesgo. La información requerida para estos archivos es la siguiente:
Identificación, Localización, Valor expuesto y Función de vulnerabilidad asociada a cada tipo de amenaza.
La información recopilada para cada una de las secciones, se organiza y clasifica en una hoja de cálculo en la cual se presentan cada una de las bases de datos entidades subnacionales, población, construcciones e infraestructura urbana y nacional. En esta misma hoja de cálculo se presenta un resumen de los índices generales resultantes del país y de los valores en exposición para cada uno de los activos estimados. La Tabla 2.12 y la Tabla 2.13 presentan un resumen de los valores finales resultantes de índices y de exposición física, económica y humana.
Principales hallazgos Caracterización de los elementos expuestos. Tipificación de los tipos constructivos más representativos o predominantes en el conjunto de elementos expuestos, con base en la información existente y las opiniones y criterios aportados a nivel local.
Cálculo de las funciones de vulnerabilidad de los tipos constructivos característicos. Para este efecto se desarrollaron algunos modelos analíticos o se utilizaron algunas funciones aplicables ya publicadas según experiencias nacionales e internacionales previas.
Conformación de la base de datos de las construcciones y elementos principales que representan el inventario de activos de la nación.
Asignación de un tipo constructivo característico a cada uno de los elementos que conforman el inventario de activos expuestos y asignación de la función de vulnerabilidad correspondiente.
Funciones de vulnerabilidad para los elementos expuestos El análisis requiere funciones de vulnerabilidad para cada uno de los tipos de elementos que componen el inventario de activos del país. Los tipos de elementos son los siguientes:
- Infraestructura nacional
- a. Vías Red primaria (vías y puentes)
- b. Vías Red secundaria (vías y puentes)
- c. Hidroeléctricas (presas y casas de máquinas)
- d. Plantas térmicas y geotérmicas
- e. Subestaciones de energía más redes anexas
- f. Subestaciones de comunicaciones más antenas
- g. Subestaciones de combustible y gas más redes anexas.
- Infraestructura urbana
- a. Subestaciones de energía más redes anexas
- b. Subestaciones de comunicaciones más antenas
- c. Presas, tanques y plantas de acueducto y alcantarillado
- d. Redes de acueducto, alcantarillado
- e. Redes de gas
- f. Aeropuertos
- g. Puertos
- h. Puentes urbanos
- a. Residencial PB: capacidad económica baja (Res PB)
- b. Residencial PM: capacidad económica media (Res PM)
- c. Residencial PA: capacidad económica alta (Res PA)
- d. Comercial
- e. Industrial (estructuras con una gran área construida)
- f. Salud privada
- g. Educación privada
- h. Salud pública
- i. Educación pública
- j. Gubernamentales
En conclusión, las pérdidas futuras por sismo son muy importantes en Bolivia, y deben ser consideradas en cualquier tipo de cobertura multiriesgo que se pueda llegar a definir. Este estudio presenta cifras de especial importancia para el diseño de instrumentos financieros que, como se describe en el informe complementario “Alternativas de Instrumentos Financieros para la Retención y Transferencia de Riesgo” van desde fondos de reservas, créditos contingentes, bonos de deuda (en relación con alternativas de retención del riesgo) hasta seguros/reaseguros indemnizatorios o paramétricos, bonos de catástrofe, titularización de riesgo, etc. (en relación con alternativas de transferencia de riesgo).
Una vez determinada la tasa de actividad de cada una de las fuentes sísmicas, es necesario evaluar los efectos que, en términos de intensidad sísmica, produce cada una de ellas en un sitio de interés. Para ello se requiere saber qué intensidad se presentaría en el sitio en cuestión, a nivel de terreno firme, si en la i-ésima fuente ocurriera un temblor con magnitud dada. A las expresiones que relacionan magnitud, posición relativa fuente-sitio e intensidad sísmica se les conoce como leyes de atenuación. Usualmente, la posición relativa fuente-sitio se especifica mediante la distancia focal, es decir, la distancia entre el foco sísmico (hipocentro) y el sitio. Se considera que las intensidades sísmicas relevantes son las ordenadas del espectro de respuesta en aceleración a, (para un 5% del amortiguamiento crítico), cantidades que son aproximadamente proporcionales a las fuerzas laterales de inercia que se generan en las estructuras durante sismos.
Los pasos principales de la metodología utilizada son los siguientes:
- a. Definición y caracterización de las fuentes sismogénicas principales: a partir de la información geológica y neotectónica recolectada, así como estudios previos, se definen geométricamente las principales fuentes sismogénicas.
- b. Asignación de parámetros de sismicidad a las diferentes fuentes sísmicas: con base en el catálogo sísmico histórico, y estudios previos realizados, se asignan los parámetros de sismicidad a cada fuente sismogénica identificada, siguiendo un modelo de recurrencia de Poisson.
- c. Generación de un conjunto de eventos estocásticos compatible con la distribución de ubicación, profundidad, frecuencias y magnitudes: a partir de toda la información anterior, se genera un conjunto de eventos sísmicos posibles por medio de un muestreo basado en división recursiva de la geometría de las fuentes, y asignación de parámetros de sismicidad a cada segmento de manera ponderada según su aporte de área en el área total. Para cada segmento se generan una serie de escenarios cuya magnitud es función de la curva de recurrencia de magnitudes específica de cada fuente.
- d. Modelo de atenuación de parámetros de movimiento del terreno: las funciones de atenuación establecen la relación que existe entre la intensidad sísmica en un punto cualquiera y la distancia hipocentral, para sismos de determinada magnitud. Con base en información recolectada, estudios previos y el estado del arte actual en funciones de atenuación espectrales, se definen las funciones de atenuación a nivel país que permitan establecer los niveles de amenaza apropiados. Estos resultados se calibran, en la medida que la información existente lo permita, con lo reportado en estudios previos realizados por instituciones oficiales para el manejo de estos temas en el país.
- a. Se hace un supuesto de la cantidad de habitantes que hay por cada 100 m2, este supuesto depende del uso que se esté analizando y del nivel de complejidad de la provincia, también se supone un porcentaje de ocupación de cada uso y para cada escenario (día o noche), en la Tabla A. 2-4 muestra dicha información.
- b. Los anteriores indicadores de ocupación obedecen tanto a la cantidad de m² estimados por medio de la metodología presentada y a la cantidad de población asignada a cada uno de los sectores de uso. De esta manera cada uno de los indicadores presentados en esta tabla fue sujeto de ajustes para alcanzar la población total. De manera similar la población asignada para cada uno de los escenarios obedece tanto a la fuerza laboral presente en el país como al número de estudiantes, empleador públicos y de salud.
- on estos supuestos y sabiendo el área construida de cada provincia se calcula la ocupación de la siguiente manera:
Dónde: Ouso: cantidad de personas ocupando un uso
CM: cantidad de área construida para cada uso y para cada provincia.
IH: índice de ocupación para cada uso y dependiendo del nivel de complejidad de cada provincia (ver Tabla A. 2-4)
PO: porcentaje de ocupación de cada uso y para cada escenario (día o noche).
