Metodología de priorización de actuaciones estructurales dentro de

IV Jornadas de Ingeniería del Agua
La precipitación y los procesos erosivos
Córdoba, 21 y 22 de Octubre 2015
Metodología de priorización de
actuaciones estructurales dentro de las Áreas de Riesgo
Potencial Significativo de Inundación en la Comunidad
Autónoma del País Vasco
Elena Agüero Fernández, David Ocio Moreno, Mª Luisa Benito Hernández
SENER INGENIERÍA Y SISTEMAS S.A.
Avda. Zugazarte, 56. 48930 – Las Arenas (Vizcaya)
Ángel Eraso Alberdi, Christian Stocker, José María Sanz de Galdeano Equiza,
Arantza Martínez de Lafuente de Fuentes
AGENCIA VASCA DEL AGUA
C/Orio, 1-3. 01010 – Vitoria-Gasteiz (Álava)
1. Introducción
Las inundaciones causan grandes daños sociales, económicos y ambientales en toda Europa.
Conscientes de esta problemática, el Consejo y el Parlamento Europeo aprobaron en
octubre de 2007 la Directiva 2007/60/CE relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de
inundación, que fija objetivos y plazos de consecución, marcando a los estados miembros
una línea de actuación común.
El País Vasco presenta una orografía compleja desde la perspectiva del desarrollo urbano y
una hidrología marcadamente torrencial. Su modelo territorial, concentrado en torno a las
escasas llanuras aluviales disponibles, se ve afectado por eventos de inundación de modo
recurrente y ocasionalmente catastrófico, teniendo ejemplos en las avenidas de agosto de
1983, julio de 1988, febrero de 2003, noviembre de 2011 o las más recientes de enero y
febrero de 2015.
La Agencia Vasca del Agua, la Dirección de Atención de Emergencias y Meteorología, y el
Departamento de Medio Ambiente y Política Territorial, conforman un frente único en
continua búsqueda coordinada de herramientas eficaces en la mitigación de los efectos
negativos de las inundaciones en la Comunidad Autónoma del País Vasco (en adelante
CAPV). En sintonía con la filosofía de la Directiva Europea de Inundaciones, se han venido
desarrollando medidas no estructurales de prevención, entre las que destaca la ordenación
normativa de usos del suelo en zona inundable, con gran tradición en la CAPV desde la
aprobación en 1999 del Plan Territorial Sectorial de Ordenación de Márgenes de los Ríos y
Arroyos; y de preparación, entre las que sobresalen los Sistemas de Alerta Temprana y de
C.9.
Ayuda a la Decisión, sistema UHATE (Uholde Aurreikuspen Ta Erabakitzeko sistema), que en
combinación con una adecuada aplicación del Plan Especial de Emergencias ante el riesgo de
Inundaciones elaborado por Protección Civil, consiguen mitigar de forma global los daños
económicos, y sobre todo, reducir al mínimo el riesgo de pérdida de vidas humanas.
No obstante, aunque las medidas no estructurales son capaces de impedir la aparición de
nuevos riesgos y limitar la cuantía de los actuales, existen todavía zonas urbanas
consolidadas donde resulta ineludible la ejecución de medidas estructurales convencionales
para conseguir una reducción significativa del riesgo, asegurando en todo caso la
consecución del objetivo ambiental derivado de la aplicación de la Directiva Marco del Agua.
2. Antecedentes
La determinación de las actuaciones de protección necesarias, adicionales a las medidas no
estructurales implantadas y en desarrollo, debe realizarse una vez han sido definidas las
zonas de mayor vulnerabilidad y sus características ambientales, patrimoniales, urbanísticas
y sociales.
Disponer de herramientas de juicio para priorizar y programar las actuaciones en el tiempo,
es fundamental para asignar y optimizar los recursos disponibles para su ejecución.
Los hitos marcados dentro de la Directiva Europea de Inundaciones son sucesivos pasos
dentro de una estrategia común dirigida a la mejora del conocimiento integral de las zonas
con mayor riesgo potencial de inundación, con el objeto último de proporcionar un
programa de medidas para la gestión del riesgo que permita mitigar los daños.
Figura 1. Esquema de los trabajos de la Directiva 2007/60/CE
En este sentido, los trabajos realizados en el territorio de la CAPV promovidos por la Agencia
Vasca de Agua, más allá del estricto cumplimiento de la normativa, han adoptado una
filosofía integral, focalizándose en la obtención de información veraz y en la elaboración de
instrumentos objetivos para el desarrollo de una gestión responsable de la problemática de
inundación. Entre ellos, se encuentra la metodología de priorización de actuaciones
estructurales cuyo desarrollo se detalla en esta comunicación.
C.9.
2.1 Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundación
Los trabajos previos para la generación de la información necesaria para la planificación de
actuaciones comienzan con el desarrollo de las tareas marcadas por la Directiva, desde el
proceso de Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundación (en adelante EPRI), que partió de
la definición de la red fluvial de la CAPV; compuesta por 2525 Km en los que se incluyeron
2
los cauces con cuenca vertiente superior a 5 Km , aquellos que se estimaban con riesgo
geomorfológico potencial, y los que habían presentado inundaciones en el pasado. El
carácter preliminar de esta fase hizo que la definición de la peligrosidad se realizara
mediante la recopilación de los estudios de inundabilidad existentes, completándose con
estudios hidráulicos simplificados. Por otro lado, la vulnerabilidad del territorio se cuantificó
de forma simplificada mediante las variables de afección a la salud humana, daños
materiales máximos e interrupción a vías de comunicación.
La evaluación del riesgo se realizó siguiendo una metodología basada en el grado de
exposición, intersecándose peligrosidad y vulnerabilidad, valorando los daños potenciales
máximos de la inundación con el fin de propiciar la comparación homogénea entre los
distintos tramos para la identificación de las llamadas Áreas de Riesgo Potencial Significativo
de Inundación (ARPSIs), 90 zonas que engloban el 85% de los daños identificados en esta
fase dentro de la CAPV y cuya concreción supone el objetivo final de los trabajos en 2011.
2.2 Mapas de Peligrosidad y Riesgo de Inundación
El segundo hito marcado por la Directiva de Inundaciones, la definición de los Mapas de
Peligrosidad y Riesgo, instaba a establecer de forma pormenorizada la problemática dentro
de cada una de las ARPSIs identificadas.
En esta fase se puso el acento en la información de partida. La hidrología vigente se revisó
mediante la generación estocástica de series de lluvias particularizadas a las distintas
regiones climáticas (Cowpertwait et al., 2013) y aplicadas a una simulación hidrológica
continua durante 500 años a nivel horario (Ocio et al., 2013), lo que permitió una definición
de caudales adaptada a la compleja realidad hídrica de País Vasco.
Se acometieron además trabajos topográficos y batimétricos actualizados, que permitieron
realizar estudios hidráulicos uni y bi dimensionales en los que se utilizó la nueva hidrología
para la definición de zonas inundables y sus variables asociadas, calado y velocidad, para
distintos escenarios de recurrencia. De forma adicional se definieron los ámbitos de Dominio
Público Hidráulico probable y la Zona de Flujo Preferente. Todos estos trabajos fueron
verificados geomorfológicamente, realizándose las rectificaciones oportunas, conformando
así una información rigurosa y minuciosa sobre la peligrosidad en las ARPSIs.
La valoración del daño anual asociado a las inundaciones se cuantificó de forma más precisa
que en la EPRI. Las pérdidas económicas esperables y las derivadas de la afección a vías de
comunicación se estimaron mediante una curva de daños en función del calado alcanzado.
Se trata de una adaptación de la metodología elaborada por la Federal Emergency
C.9.
Management Agency (2001) estadounidense y el Flood Hazard Research Centre (2011)
británico, calibrada con los datos del Consorcio de Compensación de Seguros (2004, 2012)
obtenidos en eventos históricos, constatando así la validez del análisis.
De igual modo, la pérdida de vidas humanas se estimó mediante una función de
peligrosidad, como combinación del calado y la velocidad de la avenida, y una valoración de
la vulnerabilidad del territorio y de la población establecida, adaptación en este caso de la
propuesta del Department for Environment, Food and Rural Affairs (2006) del Reino Unido.
Daños indirectos como alteraciones al medio, pérdida de producción industrial, trabajos de
rehabilitación o estrés asociado a la población, han sido conscientemente relegados a causa
de su difícil valoración de forma homogénea en todo el territorio.
2.2 Planes de Gestión del Riesgo de Inundación
La información generada descrita anteriormente constituye un cimiento sólido para el
desarrollo de la última y más relevante tarea marcada en el calendario de la Directiva, la
elaboración de los Planes de Gestión del Riesgo de Inundación, en la que se enmarca la
definición de un programa integral de medidas para la gestión del riesgo de inundación.
A pesar de que el enfoque de los planes de gestión pone el acento en la adopción de
medidas no estructurales, no descuida la necesidad de acometer actuaciones estructurales
dentro de los próximos horizontes de planificación para mitigar el riesgo en ARPSIs urbanas
consolidadas con grandes daños que no pueden ser reducidos de forma sensible sin
actuaciones de defensa que maximicen la capacidad hidráulica del cauce.
La voluntad de realizar la selección de los ámbitos de actuación de una forma responsable,
económica, social y ambientalmente, ha llevado a desarrollar una metodología común en el
territorio enmarcada en los trabajos de esta fase.
3. Desarrollo metodológico
La identificación de las zonas prioritarias de actuación comienza con una clasificación inicial
de las ARPSIs en función de su riesgo asociado calculado en la fase de los Mapas de
Peligrosidad y Riesgo. Para ello es necesario identificar primero las variables más
representativas del riesgo actual de forma homogénea en el territorio analizado. Se han
evaluado, por tanto, los datos disponibles, estableciéndose que el empleo objetivo de las
variables de población expuesta y daños materiales solo puede realizarse tras
adimensionalizarlas por la longitud de cauces existente.
Así, se han ordenado las ARPSIs en función de su riesgo unitario por longitud de red de
forma decreciente conformando una curva monótona creciente que tiende asintóticamente
hacia el valor global del riesgo en todo el territorio.
De forma similar a la metodología seguida en la EPRI para la selección de las ARPSIs, se ha
establecido un valor del umbral, fijado en el 85 % de los daños de la CAPV, a partir del cual se
C.9.
ha considerado que la agregación de nuevos tramos no supone un incremento significativo
del daño total englobado, siendo este el límite que distinga la existencia de un riesgo alto.
Dentro de las ARPSIs fuera del límite de riesgo alto siguen existiendo daños aunque de
menor entidad. Por ello se ha establecido un nuevo umbral, el 99,5 % del riesgo total, que
distingue las ARPSIs con riesgo significativo de las que tienen un riesgo marginal en las que
no se requieren a priori obras de defensa.
Esta selección mediante umbrales se ha realizado para las variables de población expuesta y
daños económicos, clasificando cada ARPSI en base al criterio más restrictivo.
Figura 2. Curva de población acumulada
Figura 3. Clasificación en función de la
afección unitaria a la población
Figura 4. Curva de daños materiales acumulados
Figura 5. Clasificación en función de
los daños materiales unitarios.
El análisis realizado permite la identificación de las ARPSIs con un mayor riesgo unitario, pero
esto es no es suficiente para realizar una programación temporal de las actuaciones, que
depende de diversos factores, como las capacidad de intervención de la Administración
Hidráulica, la recurrencia y magnitud de los daños históricos o potenciales, la capacidad de
respuesta de los servicios de emergencia, la resiliencia de las edificaciones o el grado de
concienciación de la ciudadanía, todos ellos difícilmente tipificables, máxime a la hora de
realizar un estudio comparativo.
C.9.
En las ARPSIs de riesgo alto, en las que se prevé la intervención estructural para la defensa
frente a inundaciones en los horizontes de planificación más cercanos, se ha realizado un
análisis pormenorizado que considera además la rentabilidad económica y social buscando
un equilibrio entre los requerimientos de protección y la capacidad de intervención para
obtener el máximo rendimiento.
Para ello, se ha desarrollado un análisis financiero de rentabilidad basado en aspectos de
coste y beneficio, tal y como especifica el Artículo 11 del RD 903/2010, que transpone la
Directiva Europea de Inundaciones a la legislación estatal. La metodología seguida ha sido:
-
Definición preliminar de las obras de defensa para la avenida centenaria (grado de
protección establecido por defecto en el Plan Hidrológico), buscando la solución
más eficiente para la eliminación de los daños. La defensa se plantea mediante
criterios comunes de solidaridad enfocados a la menor intervención en cauce,
buscando en la medida de lo posible actuaciones denominadas blandas, que
promuevan la integración ambiental, urbanística y social.
-
Estimación del coste a través de la valoración económica de las obras de protección
empleando mediciones de las unidades básicas de actuación.
-
Estimación del beneficio económico calculado como la diferencia entre los daños en
situación actual, los estimados en los Mapas de Peligrosidad y Riesgo, y los daños
remanentes futuros para los periodos de retorno de menor recurrencia que el
considerado de 100 años.
-
Análisis coste-beneficio empleando los índices del ratio beneficio/coste (IB/C) [1] y
el valor actual neto (VAN) [2] de manera que pueda seleccionarse aquel que mejor
represente la variable rentabilidad en la asignación de la prioridad de actuación.
n
Beneficio t
 1  r 

Coste
Inversión  
1  r 
[1]
Beneficio t  Costet
 Inversión
1  r t
[2]
t
t 0
IB
C
n
t 0
n
VAN  
t 0
t
t
Para realizar una comparación homogénea, se deben emplear valores comunes
para la tasa de descuento r, considerada del 3 %, el periodo de amortización n,
establecido en 100 años, y el coste anual, que corresponde a los gastos de
conservación de la infraestructura, usualmente el 0,75 % de la inversión inicial.
Valores del I B/C mayores que uno y valores positivos del VAN, indican que la
inversión es rentable.
C.9.
De las ARPSIs con riesgo alto identificadas existen 6 en las que ya se disponen de
actuaciones comprometidas o incluso parcialmente ejecutadas, por lo que se han
adoptado las medidas ya definidas en los proyectos respectivos y se ha realizado el
estudio de rentabilidad teniendo en cuenta los datos procedentes de los mismos.
4. Resultados
Como se ha venido indicando, la priorización de actuaciones es una tarea compleja, por lo
que de forma complementaria, y para introducir un indicador que contemple los
condicionantes sociales, se han testado distintos análisis bivariables como por ejemplo el
índice beneficio/coste frente a beneficio bruto, población expuesta frente a beneficio bruto,
población expuesta frente a VAN, etc, que se han confrontado con el conocimiento de la
problemática existente atesorado por la Agencia Vasca del Agua y la Dirección de Atención
de Emergencias y Meteorología del Gobierno Vasco en los últimos años.
Finalmente, la variable población expuesta para el periodo de retorno de 100 años se ha
considerado un buen indicador del número de habitantes que se verían beneficiados por la
ejecución de las medidas propuestas, cuya rentabilidad económica se ha cuantificado
mediante el Índice B/C y el VAN. La componente social se compara con la económica
suministrando así una herramienta objetiva para priorizar y programar las actuaciones,
asegurando que las primeras inversiones se ejecuten donde el ratio entre necesidad de
actuación dada la población afectada, y la rentabilidad financiera sea mayor, y por lo tanto,
los esfuerzos de inversión sean más eficientes en la disminución del riesgo.
En los gráficos confeccionados (ver Figura 6 y 7), la componente social se compara con la
económica. Representada por una línea de puntos, se establece la división dentro de las
ARPSIs con un nivel de riesgo muy alto, de aquellas en las que la rentabilidad financiera es
mayor respecto a la población afectada, bajo los criterios de:
-
La población afectada para la avenida centenaria supera los 1000 habitantes, lo que
se considera un impacto social catastrófico.
-
El índice beneficio coste es mayor que 1,5 o el VAN es superior a 2 M€, lo que
implica una rentabilidad moderada.
Los puntos rojos representan las ARPSIs con obras en curso o comprometidas, manifestando
que efectivamente se ubican en la zona de mayor prioridad, validándose así los trabajos
desarrollados.
Una metodología similar, basada en la disponibilidad de una información detallada a nivel
espacial del riesgo de inundación, se ha aplicado para la selección primero del periodo
óptimo de protección de cada ARPSI prioritaria (Figura 8 y tabla 1), para la identificación
posterior de las zonas dentro del ARPSI que concentran el mayor número de daños (Figura 9)
y en la selección final de la opción de defensa óptima.
C.9.
Figura 6. Comparación índice beneficio/coste vs población afectada para T100
Figura 7. Comparación VAN vs población afectada para T100
Particularizado, como ejemplo, al ARPSI de Tolosa, se seleccionó T100 como nivel de defensa
óptimo después de analizar la inversión necesaria y el beneficio esperado (diferencia entre el
riesgo medio anual actual y el esperado tras la actuación) de los periodos de protección de
50, 100 y 500 años de retorno.
C.9.
Figura 8. Estimación de la reducción de daños económicos para distintos periodos de protección.
ARPSI de Tolosa.
T protección (años)
50
100
500
Inversión (M€)
1,36
3,65
58,26
Índice B/C
21,04
11,79
1,10
Reducción de la población afectada (%)
54,0
77,8
100
Tabla 1. Resultados del estudio del periodo óptimo en el ARPSI de Tolosa.
Sobre la cobertura espacial de los daños anuales esperados, con las pertinentes
consideraciones hidráulicas, ambientales y urbanísticas, pueden identificase 4 áreas
independientes siendo la número 1, correspondiente al casco viejo, núcleo del centro
urbano, la que engloba la mayor parte de los daños con un 58 % del total.
Figura 9. Distribución espacial del riesgo medio anual en el ARPSI de Tolosa.
C.9.
4. Conclusiones
Tras constatar que, con carácter general y a futuro, las medidas no estructurales son, sin
duda, las más eficaces y rentables, la metodología desarrollada ha permitido una
planificación eficaz y justificada de los recursos económicos disponibles para la protección
frente a inundaciones de la CAPV, mediante medidas estructurales. Aplicando esta técnica,
la priorización de la intervención en las ARPSIs descansa en indicadores coste/beneficio,
condicionados por la variable de afección a la población, y siempre respaldados por una
valoración ambiental favorable, constituyendo el único ejercicio de esta índole realizado en
España en cumplimiento de los requisitos establecidos en la trasposición a la legislación
estatal de la Directiva Europea de Inundaciones.
En definitiva, esta metodología proporciona una herramienta capaz de priorizar y programar
los ámbitos de actuación de forma ecuánime, focalizando los recursos disponibles del modo
más responsable. De esta forma, se asegura que las primeras inversiones se ejecutan donde
el ratio entre la necesidad de actuación, dada la población afectada y la rentabilidad
financiera, sea mayor y por lo tanto los esfuerzos de inversión sean más eficientes en la
disminución del riesgo.
Referencias
Cowpertwait PSP., Ocio D., Collazos G., de Cos O., and Stocker, C. (2013): Regionalised
spatiotemporal rainfall and temperature models for flood studies in the Basque Country, Spain.
Hydrology & Earth System Sciences 17(2), 479-494.
Ocio et al. 2013. Obtención de caudales extremos mediante simulación hidrológica continua y
generación estocástica de tormentas en la Comunidad Autónoma del País Vasco. JIA 2013.
Flood Hazard Research Centre 2010. The Benefits of Flood and Coastal Risk Management: a
Handbook of Assessment Techniques. Middlesex University Press, London
Department for Environment, Food and Rural Affairs. 2006: Flood Risks to People. Phase 2
Project Record. FD2321/PR. DEFRA, London.
Federal Emergency Management Agency (FEMA) 2001. Understanding your risks: identifying
hazard and estimating losses
Consorcio de Compensación de Seguros 2012. Estadística de Riesgos Extraordinarios- Serie
1971-2011
Consorcio de Compensación de Seguros 2004. Pérdidas por Terremotos e Inundaciones en
España durante el Periodo 1987-2001 y su estimación para os próximos 30 años (2004-2033)
C.9.