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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 2022 Evaluación de la vulnerabilidad de la infraestructura de movilidad Evaluación de la vulnerabilidad de la infraestructura de movilidad rural ante eventos hidrológicos. Caso de estudio municipio de rural ante eventos hidrológicos. Caso de estudio municipio de Güepsa-Santander Güepsa-Santander Erika Tatiana Murcia Bonilla Universidad de La Salle, Bogotá, emurcia47@unisalle.edu.co Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil Part of the Civil and Environmental Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Murcia Bonilla, E. T. (2022). Evaluación de la vulnerabilidad de la infraestructura de movilidad rural ante eventos hidrológicos. Caso de estudio municipio de Güepsa-Santander. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/998 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Civil by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. 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Alejandro Franco Rojas Bogotá D.C. – Colombia 2022 II DEDICATORIA A mis padres, mi hermana y seres amados, que me han acompañado en cada paso de mi vida, con amor incondicional, aún en los más difíciles momentos; sin ellos este logro no habría sido posible III AGRADECIMIENTO A mis docentes en mis primeros pasos profesionales, a mi tutor de tesis, por aconsejarme y ser paciente durante todo el proceso, y a la vida por permitirme continuar plenamente hasta el día de hoy IV RESUMEN: La infraestructura vial del municipio de Güepsa-Santander se encuentra en condiciones precarias, debido a varios factores como mantenimientos periódicos, estado de conservación de la vía y obras de drenaje, eventos hidrológicos, etc., poniendo en peligro tanto la población residente como la turista, afectando su calidad de vida; por esto se investigaron los antecedentes de la infraestructura vial, mantenimientos y medidas correctivas futuras por parte de la alcaldía; junto con esto, se realizó el trabajo de campo, donde se estipularon cuatro (4) tramos de estudio dentro del municipio, donde se evaluaron las características de las vías y encuestas a la comunidad, dando un valor cualitativo y cuantitativo para los factores de afectación y calculando un valor numérico en cuanto a la vulnerabilidad de cada punto, mediante el método MIVES, con base en tres (3) indicadores, frente a tres (3) escenarios críticos. Finalmente se obtuvieron resultados coherentes, confirmando el mal estado y el mal estado de conservación de las vías, su inexistente mantenimiento y el impacto negativo para la comunidad residente; adicional a esto se dieron algunas recomendaciones para abordar la problemática y aportar posibles soluciones o medidas preventivas. Palabras clave: Infraestructura, vulnerabilidad, zona rural, movilidad, eventos hidrológicos ABSTRACT: The road infrastructure of the municipality of Güepsa-Santander is in precarious conditions, due to several factors such as periodic maintenance, state of conservation of the road and drainage works, hydrological events, etc., endangering both the resident population and tourists, affecting their quality of life, This is why we investigated the background of the road infrastructure, maintenance and future corrective measures by the mayor's office; Along with this, field work was carried out, where four (4) study sections were stipulated within the municipality, where the characteristics of the roads and community surveys were evaluated, giving a qualitative and quantitative value for the factors of affectation and calculating a numerical value in terms of the vulnerability of each point, using the MIVES method, based on three (3) indicators, in front of three (3) critical scenarios. Finally, consistent results were obtained, confirming the poor condition and poor state of preservation of the roads, their non-existent maintenance and the negative impact on the resident community; in addition to this, some recommendations were given to address the problem and provide possible solutions or preventive measures. Keywords: Infrastructure, vulnerability, rural area, mobility, hydrological events V Índice de Contenido 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ XIII 2. OBJETIVOS .................................................................................................................... XIV 2.1. Objetivo general ............................................................................................................... XIV 2.2. Objetivos específicos ........................................................................................................ XIV 3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................... XV 3.1. Guía Metodológica para la Elaboración de Planes departamentales de Gestión de Riesgo (GMEPDGR) – 2013 ....................................................................................................................... XV 3.1.1. Medidas preventivas actuales ................................................................................... XV 3.1.1.1. Reducción de la amenaza .................................................................................. XV 3.1.1.2. Reducción de la vulnerabilidad ......................................................................... XV 3.1.2. Medidas preventivas futuras .................................................................................... XVI 3.1.2.1. Reducción de la vulnerabilidad ........................................................................ XVI 3.2. Evaluación de amenazas y vulnerabilidad ........................................................................ XVI 3.3. ESTRUCTURA VÍAL ........................................................................................................... XVII 3.3.1. Elementos estructurales .......................................................................................... XVII 3.3.2. Componentes de una vía ........................................................................................ XVIII 3.3.3. Clasificación de vías .................................................................................................. XIX 3.3.4. Tipos de vías ............................................................................................................. XIX 3.4. IDEAM ...............................................................................................................................XIX 4. MARCO CONCEPTUAL ................................................................................................... XX 5. MARCO LEGAL ............................................................................................................. XXV 6. ESTADO DEL ARTE ...................................................................................................... XXVI 6.1. Antecedentes ................................................................................................................ XXVII 6.2. Impactos ambientales y sociales .................................................................................. XXVIII 7. GÜEPSA-SANTANDER ................................................................................................. XXIX 7.1. Demografía ...................................................................................................................... XXX 7.2. Economía ......................................................................................................................... XXX 7.3. Vías de comunicación ...................................................................................................... XXX 8. PROBLEMÁTICA ........................................................................................................... XXX 8.1. Intensidad precipitación e Intensidad periodo húmedo ................................................ XXXI VI 9. ENFOQUE DEL ESTUDIO ........................................................................................... XXXIII 10. METODOLOGÍA .................................................................................................... XXXIV 10.1. Método MIVES ......................................................................................................... XXXIV 10.2. Trabajo de campo ...................................................................................................... XXXV 10.2.1. Características de la vía ......................................................................................... XXXV 10.2.2. Encuesta a la comunidad ...................................................................................... XXXVI 10.2.3. Indicadores de vulnerabilidad .............................................................................. XXXVI 10.2.3.1. Indicadores de Exposición ............................................................................ XXXVI 10.2.3.2. Indicadores de sensibilidad .......................................................................... XXXIX 10.2.3.3. Indicadores de adaptabilidad .............................................................................XL 10.2.4. Índice de vulnerabilidad ...........................................................................................XLII 10.2.4.1. Intensidad precipitación e Intensidad periodo húmedo ..................................XLII 10.2.4.2. Porcentaje e índice de importancia ................................................................XLIII 10.2.4.3. Escenarios críticos ...........................................................................................XLIII 10.2.4.4. Índice de vulnerabilidad ................................................................................. XLIV 10.2.4.5. Índice de vulnerabilidad máximo ................................................................... XLIV 10.3. Tramos de estudio ...................................................................................................... XLIV 10.3.1. Ubicaciones ............................................................................................................ XLVI 10.3.1.1. Tramo 1 .......................................................................................................... XLVI 10.3.1.2. Tramo 2 ............................................................................................................... LI 10.3.1.3. Tramo 3 ............................................................................................................. LV 10.3.1.4. Tramo 4 ..............................................................................................................LX 11. RESULTADOS Y ANÁLISIS ........................................................................................ LXIV 11.1. Intensidad precipitación e Intensidad periodo húmedo ............................................ LXIV 11.2. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos ..................................................................................................................... LXVII 11.2.1. Tramo 1 ................................................................................................................ LXVIII 11.2.2. Tramo 2 ................................................................................................................. LXXII 11.2.3. Tramo 3 ................................................................................................................. LXXV 11.2.4. Tramo 4 .............................................................................................................. LXXVIII 11.3. Índice de vulnerabilidad e Índice de vulnerabilidad máximo................................... LXXXI 11.3.1. Tramo 1 ............................................................................................................... LXXXII 11.3.2. Tramo 2 .............................................................................................................. LXXXIII VII 11.3.3. Tramo 3 .............................................................................................................. LXXXIV 11.3.4. Tramo 4 ............................................................................................................... LXXXV 11.4. Índice de vulnerabilidad máximo e Indicador crítico ............................................. LXXXVI 12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................... LXXXVIII 12.1. Recomendaciones .................................................................................................. LXXXIX 13. REFERENCIAS ............................................................................................................. XC 13.1. Libros ............................................................................................................................. XC 13.2. Revistas .......................................................................................................................... XC 13.3. Artículos ........................................................................................................................ XC 13.4. Cibergrafía .................................................................................................................... XCI 14. ANEXOS ................................................................................................................... XCIII 14.1. Anexo I: Diagrama de flujo ......................................................................................... XCIII 14.2. Anexo II: Precipitaciones mensuales totales Estación 2401068 CENTRAL No 2 ........ XCIV 14.3. Anexo III: Características de la vía ............................................................................... XCV 14.4. Anexo IV: Encuesta a la comunidad ............................................................................ XCV 14.5. Anexo V: Cálculo indicadores Método MIVES ............................................................. XCV 14.6. Anexo VI: Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos ....................................................................................................................... XCV 14.7. Anexo VII: Índice de vulnerabilidad para escenarios críticos ...................................... XCV14.8. Anexo VIII: Índice de vulnerabilidad máximo ............................................................. XCVI VIII Índice de Tablas Tabla 1. Indicadores de exposición ............................................................................ XXXVII Tabla 2. Indicadores de sensibilidad............................................................................ XXXIX Tabla 3. Indicadores de sensibilidad.................................................................................. XLI Tabla 4. Ubicación e información Punto 1-1 ................................................................. XLVII Tabla 5. Ubicación e información Punto 1-2 ................................................................ XLVIII Tabla 6. Ubicación e información Punto 1-3 .................................................................. XLIX Tabla 7. Ubicación e información Punto 1-4 .......................................................................... L Tabla 8. Ubicación e información Punto 2-1 ....................................................................... LII Tabla 9. Ubicación e información Punto 2-2 ...................................................................... LIII Tabla 10. Ubicación e información Punto 2-3 ................................................................... LIV Tabla 11. Ubicación e información Punto 3-1 .................................................................. LVII Tabla 12. Ubicación e información Punto 3-2 ................................................................. LVIII Tabla 13. Ubicación e información Punto 3-3 ................................................................... LIX Tabla 14. Ubicación e información Punto 4-1 ................................................................... LXI Tabla 15. Ubicación e información Punto 4-2 .................................................................. LXII Tabla 16. Ubicación e información Punto 4-3 ................................................................. LXIII Tabla 17. Precipitación máxima diaria – Estación COMODA LA ................................ LXIV Tabla 18. Precipitación mínima y máxima para la serie de datos de 13 años evaluados– Estación COMODA LA .................................................................................................... LXV Tabla 19. Precipitación máxima diaria, frecuencia y periodo de retorno para la serie de datos de la Estación COMODA LA ............................................................................... LXVI Tabla 20. Precipitación total diaria máxima, precipitación total diaria media e Intensidad periodo húmedo ............................................................................................................. LXVII Tabla 21. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 1-1 .................................................................................... LXVIII Tabla 22. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 1-2 ...................................................................................... LXIX Tabla 23. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 1-3 ........................................................................................ LXX Tabla 24. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 1-4 ...................................................................................... LXXI Tabla 25. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 2-1 ..................................................................................... LXXII Tabla 26. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 2-2 .................................................................................... LXXIII Tabla 27. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 2-3 .................................................................................... LXXIV Tabla 28. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 3-1 ..................................................................................... LXXV Tabla 29. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 3-2 .................................................................................... LXXVI IX Tabla 30. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 3-3 .................................................................................. LXXVII Tabla 31. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 4-1 ................................................................................. LXXVIII Tabla 32. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 4-2 .................................................................................... LXXIX Tabla 33. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, Índice de importancia y Escenarios críticos – Punto 4-3 ..................................................................................... LXXX Tabla 34. Índices de vulnerabilidad para cada escenario crítico – Tramo 1 .............. LXXXII Tabla 35. Índices de vulnerabilidad e índice de vulnerabilidad máximo – Tramo 2 LXXXIII Tabla 36. Índices de vulnerabilidad e índice de vulnerabilidad máximo – Tramo 3 LXXXIV Tabla 37. Índices de vulnerabilidad e índice de vulnerabilidad máximo – Tramo 4 . LXXXV Tabla 38. Índices de vulnerabilidad máximos e indicadores críticos ...................... LXXXVII X Índice de Ilustraciones Ilustración 1. Elementos de una vía .................................................................................. XVII Ilustración 2. Ubicación geográfica Municipio de Güepsa-Santander ........................... XXIX Ilustración 3. Municipio de Güepsa-Santander .............................................................. XXIX Ilustración 4. Información estación 24010110 – COMODA LA ................................... XXXI Ilustración 5. Ubicación y distancia Güepsa y Estación COMODA LA....................... XXXII Ilustración 6. Conceptos y puntuación estado de conservación de la vía ................... XXXVII Ilustración 7. Conceptos y puntuación estado de conservación de las obras de drenaje .................................................................................................................................. XXXVIII Ilustración 8. Puntuación tipo de rodadura ............................................................... XXXVIII Ilustración 9. Puntuación probabilidad de inundación ................................................ XXXIX Ilustración 10. Puntuación daños pasados en la vía ............................................................ XL Ilustración 11. Puntuación encharcamiento en la vía .......................................................... XL Ilustración 12. Puntuación mantenimiento de la vía............................................................ XL Ilustración 13. Puntuación intensidad de precipitación ..................................................... XLI Ilustración 14. Puntuación intensidad del periodo húmedo ............................................... XLI Ilustración 15. Puntaje distancia a áreas críticas .............................................................. XLII Ilustración 16. Puntaje distancia a rutas alternativas ........................................................ XLII Ilustración 17. Tramos 1-4, en la zona de estudio............................................................ XLV Ilustración 18. Ubicación y recorrido tramo 1 ................................................................ XLVI Ilustración 19. Ubicación y recorrido tramo 2 ...................................................................... LI Ilustración 20. Ubicación y recorrido tramo 3 ..................................................................... LV Ilustración 21. Obstrucción vía Tramo 3 ........................................................................... LVI Ilustración 22. Ubicación y recorrido tramo 4 ..................................................................... LX Ilustración 23. Gráfico índice vulnerabilidad vs Puntos críticos ............................. LXXXVII XI Índice de Ecuaciones Ecuación 1. Frecuencia ................................................................................................. XXXII Ecuación 2. Periodo de retorno .................................................................................. XXXIII Ecuación 3. Precipitación total diaria máxima ................................................................. XLII Ecuación 4. Precipitación total diaria media .................................................................... XLII Ecuación 5. Intensidad precipitación en día húmedo ...................................................... XLIII Ecuación 6. Índice de importancia exposición (IiE)........................................................ XLIII Ecuación 7. Índice de importancia sensibilidad (IiS) ...................................................... XLIII Ecuación 8. Índice de importancia adaptabilidad (IiA) ................................................... XLIII Ecuación 9. Escenario 1 – Exposición............................................................................. XLIII Ecuación 10. Escenario 2 – Sensibilidad ........................................................................ XLIV Ecuación 11. Escenario 3 – Adaptabilidad ..................................................................... XLIV Ecuación 12. Índice de vulnerabilidad crítica para Exposición...................................... XLIV Ecuación 13. Índice de vulnerabilidad crítico para Sensibilidad .................................... XLIV Ecuación 14. Índice de vulnerabilidad crítico para Adaptabilidad ................................. XLIV XII Índice de Anexos Anexo 1. Diagrama de flujo, desarrollo del proyecto de investigación ......................... XCIII Anexo 2. Precipitaciones diarias Estación 24010110 COMODA LA – Santana – Boyacá ........................................................................................................................................ XCIV Anexo 3. Características vía – Trabajo de campo ............................................................ XCV Anexo 4. Encuesta a la comunidad – Trabajo de campo .................................................. XCV Anexo 5. Cálculos indicadores Método MIVES .............................................................. XCV Anexo 6. Indicadores puntuación, Porcentaje de importancia, índice de importancia y Escenarios críticos ............................................................................................................ XCV Anexo 7. Índices de vulnerabilidad para escenarios críticos ............................................ XCV Anexo 8. Índices de vulnerabilidad máximo para cada punto crítico ............................ XCVI XIII 1. INTRODUCCIÓN La infraestructura para la movilidad rural no está limitada a la red de vías terciarias, sino que incluye otras estrategias como lo son trochas peatonales, puentes para motocicletas, cruces elevados por cuerpos de agua mediante tarabitas y guayas, e incluso el uso de vías fluviales, lo que confiere una necesaria adaptabilidad frente a las condiciones del medio natural. Sin embargo, estas infraestructuras suelen ser frágiles, ya sea por sus bajas especificaciones en la etapa de planeación y construcción, por falta de un mantenimiento periódico o un mal uso por parte de las comunidades. Su sostenibilidad representa retos y dificultades asociados a aspectos sociales y culturales, dispersión de la población y escasez de recursos económicos, sumando la ya mencionada falta de mantenimiento, seguimiento y control de estas. Frente a dichas falencias, en el municipio de Güepsa-Santander, se está afectando la economía producida por actividades agropecuarias, así como el acceso a la educación, salud, seguridad y calidad de vida de las familias. Los factores más relevantes para dicha problemática, es la creciente de cuerpos de agua en altos periodos de precipitaciones, generando escorrentía y el estancamiento de aguas por la ausencia de drenajes, el constante y mal uso de las vías por parte de los residentes y la falta de un mantenimiento periódico de estas, por parte de las entidades gubernamentales encargadas. Lo plasmado en la guía metodológica para la elaboración de planes departamentales para la gestión del riesgo (GMEPDGR), considera características físicas de la región y cambios en estas, debido a procesos naturales, siendo el departamento de Santander una zona climática clasificada como cálida-templada, estando expuesta a precipitaciones significativas; y evaluando factores de riesgo ligados a amenazas y vulnerabilidad, estimando posibles efectos y consecuencias de fenómenos naturales que afecten a nivel social, económico y ambiental. El municipio de Güepsa-Santander, cuenta con algunas medidas correctivas actuales y futuras sobre la estructura de acueducto y alcantarillado del municipio, frente a la amenaza XIV de inundaciones y altas precipitaciones que se presentan, pero estas no cuentan con la corrección ni prevención de la vulnerabilidad que se presenta en vías terciarias dentro del municipio, ni aledaño a él. El presente estudio tiene como objetivo principal, el entendimiento de factores de amenaza críticos que se presentan cotidianamente en las vías del municipio de Güepsa, afectando no solo la infraestructura vial de este, si no la calidad de vida, seguridad, economía y demás circunstancias en la vida de sus residentes. Se optó como herramienta primaria, el estudio de campo en los puntos más críticos del sector, realizando un análisis estructural de la vía, junto con las condiciones y elementos de drenaje actuales y encuestas a la comunidad, esto para conocer de primera mano los factores más relevantes que afectan la calidad de vida de los residentes. Dicho esto, se obtuvieron los factores más críticos que amenazan a la población residente y a su entorno, permitiendo así dar posibles recomendaciones para abordar dichas problemáticas, desde un punto de vista externo. 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo general Evaluar la vulnerabilidad de la infraestructura de movilidad en zonas rurales del municipio de Güepsa – Santander, frente a eventos hidrológicos; evidenciando los puntos críticos y las posibles estrategias de mejoramiento. 2.2. Objetivos específicos Llevar a cabo un registro de los aspectos básicos, como las condiciones climáticas y socio económicas del área de estudio Realizar un inventario de la infraestructura para movilidad rural del municipio, identificando obras de drenaje, estado de conservación de las vías y posibles causas que limitan su uso y estado de conservación Evaluar mediante encuestas a la comunidad, la afectación de la movilidad y su impacto sobre la población del sector XV Valorar la infraestructura de movilidad rural, en función de su carácter, magnitud, ritmo de variación climática, sensibilidad y capacidad de adaptación Formulación de posibles soluciones y recomendaciones, para mejorar la movilidad en los puntos críticos 3. MARCO TEÓRICO 3.1. Guía Metodológica para la Elaboraciónde Planes departamentales de Gestión de Riesgo (GMEPDGR) – 2013 La gobernación del municipio de Güepsa cuenta con una Guía Metodológica para la Elaboración de Planes departamentales de Gestión de Riesgo – 2013 (GMEPDGR), para el correcto abordamiento y solución de los impedimentos de las estructuras viales de la zona, dentro de esta, se encuentran medidas correctivas actuales y futuras, proponiendo: 3.1.1. Medidas preventivas actuales 3.1.1.1. Reducción de la amenaza Diseño técnico y ejecución de obras al manejo del drenaje vía Güepsa-Chipatá, en el corredor vial y obras de disipación para la entrega del drenaje, prolongadas a la longitud necesaria, teniendo en cuenta la pendiente de los terrenos. Diseño técnico e implementación de las obras para su mantenimiento y/o restablecimiento, en dos vías de casos identificados de acceso al área urbana y la vía Güepsa-Vélez, por la vereda Sonesí. Implementación de las obras del manejo de drenaje en la mayoría de las vías del municipio, agregando descoles y disipadores, hasta la entrega del drenaje, a zonas estables y seguras. 3.1.1.2. Reducción de la vulnerabilidad Análisis técnico-económico de alternativas, respecto a las acciones requeridas por el acueducto, frente a la inestabilidad en dos sectores por donde pasa la red de conducción. XVI Reubicar las viviendas, según el censo de los sectores La Teja, El Rincón y la vereda Sonesí, donde algunas viviendas se han visto afectadas por la inestabilidad del terreno. 3.1.2. Medidas preventivas futuras 3.1.2.1. Reducción de la vulnerabilidad Corpoguepsa propone la instalación de tubería suspendida, en las zonas laterales al deslizamiento, alternativa la cual requiere un estudio geotécnico para ubicar los sitios que aseguren estabilidad a largo plazo para la cimentación de la estructura. Para prevenir y mitigar futuras afectaciones a la tubería del acueducto, se recomienda instalar tramos comprometidos sobre marcos H, alineándola hacia la parte topográficamente baja, manteniendo su posición, sin posibles deformaciones y rupturas. 3.2. Evaluación de amenazas y vulnerabilidad A la hora de evaluar la vulnerabilidad de cualquier estructura, se deben tener en cuenta los conceptos tales como amenaza y riesgo, según Cees van Westen la vulnerabilidad es tomado como el “grado de destrucción que está en función de la magnitud del evento y el tipo de elementos bajo riesgo” (Cees van Westen,TIC, 2016). Llevando un orden objetivo que facilite la evaluación el cual consiste en realizar un mapeo de elementos de bajo riesgo, la evaluación de la amenaza y la vulnerabilidad estimando los costos. Factores físicos: Ubicación y resistencia material de los bienes, con relación al evento amenazante Factores ambientales: Corresponden a la manera como la comunidad “explota” los recursos naturales en su entorno, debilitando los ecosistemas y su capacidad para absorber sin traumatismos, los diferentes eventos amenazantes Factores económicos: Corresponden a la disponibilidad de los recursos económicos en una comunidad, así como la utilización de estos XVII Factores sociales: Corresponden a los aspectos políticos, organizacionales, institucionales, educativos y culturales del departamento, en su desarrollo actual y futuro En lo que respecta al control de riesgos, para Cees van Westen, considerando la problemática como multidisciplinaria, se tiene presente: Evaluación de la amenaza: Realizado por científicos expertos en tema como hidrología, vulcanología, sismología, etc. Elementos bajo riesgo: Realizado por geógrafos, planificadores urbanos, ingenieros civiles Vulnerabilidad: Realizado por ingenieros estructurales y civiles 3.3. ESTRUCTURA VÍAL La vía es un espacio donde se desarrolla el tránsito, denominando a toda calle, carretera o camino de uso público o privado, comprendido por una calzada, acera, berma, cuneta, estacionamiento, separador central, etc., según el nivel de clasificación de la vía, respecto a flujo y capacidad de tránsito que esta maneje, esta puede tener una o varias calzadas, de uno o dos sentidos de circulación. 3.3.1. Elementos estructurales Ilustración 1. Elementos de una vía Fuente: San Martín. Dirección Regional de Transportes y Comunicaciones. XVIII Plataforma: Es la zona de la vía formado por la calzada y bermas, dedicada al uso de vehículos. Calzada: Es la parte de la vía destinada a la circulación de vehículos. Cuando ésta presenta señalización horizontal precisando carriles de circulación, se le denomina “calzada señalizada”. Berma: Es la franja longitudinal pavimentada o afirmada, contigua a la calzada, no destinada al uso de automóviles a no ser en circunstancias especiales. Borde exterior de la calzada: Es el borde exterior de la parte de la carretera destinada a la circulación de vehículos en general. Si la vía tiene varias calzadas, el borde es el espacio derecho de la calzada externa. Berma central: Es la zona longitudinal de la vía que separa las calzadas y no está destinada a la circulación. Carril: Es cada una de las bandas longitudinales en que queda dividida la calzada después de la señalización, caracterizada por tener el ancho que permita la circulación de una fila de automóviles. 3.3.2. Componentes de una vía Separador: Es la zona longitudinal de separación de la carretera entre distintas corrientes de circulación. Cuneta: Es la franja existente a cada lado de la vía para recoger las aguas de las lluvias. Intersección: Es el área común de dos o más vías que se cruzan a un mismo nivel. Rotonda: Es una intersección en la que se permite la circulación en sentido giratorio, describiendo una curva pronunciada alrededor de un macizo circular o poco elíptico. Cruce a nivel: Es el cruce a la misma altura entre una vía y una línea de ferrocarril con plataforma independiente. XIX Isla canalizadora: Es la zona elevada o delimitada de una calzada, generalmente en una intersección, cuya función es encauzar la corriente circulatoria. Las franjas oblicuas paralelas, enmarcadas por una línea continua o discontinua, que forman la isla, se denominan cebreado. 3.3.3. Clasificación de vías Según su ubicación: Vías urbanas: Se consideran a las calles o plazas que componen la red interior de comunicaciones de una población. Vías interurbanas o carreteras: Se denominan carreteras, de doble sentido de circulación que une localidades conformando el sistema vial nacional; tienen un rango según su importancia: carretera nacional, departamental y vecinal. Acera: Es la zona longitudinal de la vía urbana, elevada o no, destinada al tránsito de peatones. 3.3.4. Tipos de vías Vía de tránsito rápido: Es aquella vía destinada al flujo de vehículos de tránsito ágil, que no presenta intersecciones y con accesos y salidas especiales. Vía preferencial: Toda vía de circulación pública o porción de ella, en cuya longitud el tránsito de vehículos tiene privilegio de paso, siendo por lo tanto obligatorio, para todos los conductores detener sus vehículos antes de entrar a ella. Vía secundaria: Destinada a interceptar, colectar y distribuir el tránsito, que tiene necesidad de entrar o Sali a las vías preferenciales Vía local: Destinada al acceso de zonas de poca circulación 3.4. IDEAM El Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales es una identidad del gobierno de Colombia, dependiente del Ministerio de Ambiente Y Desarrollo Sostenible, encargado del manejo de la información científica, hidrológica, meteorológica y todo lo XX relacionado con el medio ambiente en Colombia; fundado en 1993 e iniciando funciones en 1995. El IDEAM es el encargado de la recopilación y manejo de información especializada sobre los diferentes ecosistemas encontrados en el país, encargado de sentar losparámetros técnicos para propiciar un uso adecuado del suelo, dentro del contexto de planificación y ordenamiento territorial; encargado de procesar, interpretar y hacer públicos los datos hidrológicos, hidrogeológicos, meteorológicos y geográficos sobre aspectos biofísicos, geomorfología, suelos y cobertura vegetal, para el manejo adecuado y aprovechamiento racional de los recursos biofísicos del país. 4. MARCO CONCEPTUAL Accesibilidad: Característica que permite en cualquier espacio o ambiente exterior o interior, el fácil desplazamiento de la población en general y el uso en forma confiable y segura de los servicios instalados en esos ambientes; incluye la eliminación de barreras físicas, actitudinales y de comunicación. (INVIAS, 2018) Acera: Zona longitudinal elevada, destinada al tránsito sociocultural y comercial de peatones. Adaptabilidad de la infraestructura: Capacidad de una infraestructura de ajustarse satisfactoriamente a los cambios consecuencias del evento, moderando los daños potenciales, aprovechando las consecuencias positivas o soportando las consecuencias negativas. (Tarrago-Garay, N., Royo-Abancens, F., Torreira-De Las Heras, I., 2020) Amenaza: Probabilidad de un evento con una cierta magnitud, tales como sismos, deslizamientos, inundaciones, etc., potencialmente dañinos dentro de un periodo y áreas determinados. (Cees van Westen, 2016) XXI Alcantarilla: Tipo de obra de cruce o de drenaje transversal, que tienen por objeto das paso rápido al agua que, por no poder desviarse en otra forma, tenga que cruzar de un lado a otro del camino. (INVIAS, 2018) Asentamientos: Es el desplazamiento vertical relativo del suelo ante la imposición de cargas, la disipación de presiones, la acción del drenaje, etc., afectan de manera grave la estabilidad de las estructuras. (INVIAS, 2018) Berma o arcén: Soporte lateral de la calzada, entre el borde exterior de la calzada y el arcén, cuneta o talud, para el tránsito de peatones o estacionamiento de vehículos en una emergencia. Bombeo: Pendiente transversal en las entre tangencias horizontales de la vía, que facilita el escurrimiento superficial del agua. Calzada: Zona de la vía destinada a la circulación de vehículos. Generalmente pavimentada o acondicionada con algún tipo de material de afirmado. (INVIAS, 2018) Carretera: Infraestructura del transporte cuta finalidad es permitir la circulación de vehículos en condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados de seguridad y de comodidad. (INVIAS, 2018) Carril: Franja longitudinal que divide la calzada, delimitada por marcas viales y con suficiente ancho para la circulación en fila de vehículos. Ciclo ruta: Vía ciclista que transcurre, generalmente, sobre la calzada, en uno o doble sentido. Cuneta: Zanjas, revestidad o no, construidas paralelamente a las bermas, destinadas a facilitar el drenaje superficial longitudinal de la carretera. Su geometría puede variar según las condiciones de la vía y del área que drenan. (INVIAS, 2018) Exposición de la infraestructura: Situación de una infraestructura en una zona en la que se producirá un determinado evento. (Tarrago-Garay, N., Royo-Abancens, F., Torreira-De Las Heras, I., 2020) XXII Gestión de riesgo: Según lo decretado por la ley 1523 se constituye en una política de desarrollo indispensable para asegurar la sostenibilidad, la seguridad territorial, los derechos e intereses colectivos, mejorar la calidad de vida de las poblaciones y las comunidades en riesgo y, por lo tanto, está intrínsecamente asociada con la planificación del desarrollo seguro, con la gestión ambiental territorial sostenible, en todos los niveles de gobierno y la efectiva participación de la población. (Ley 1523, 2020) Glorieta o rotonda: Construcción vial en forma circular, con circulación rotatoria alrededor de una isleta central; facilita el cruce entre rutas y reducir el peligro de posibles accidentes. Infraestructura vial: Conjunto de elementos que permiten el desplazamiento vehicular y peatonal, de un punto a otro, de forma segura y confortable. Intersección: Dispositivos viales en los que dos o más carreteras se encuentran ya sea en un mismo nivel o bien en distintos, produciéndose cruces y cambios de trayectorias de los vehículos que por ellos circulan. (INVIAS, 2018) Inundaciones: Producto de lluvias intensas y/o continuas, que sobrepasan la capacidad de retención e infiltración del suelo, superando el transporte máximo soportado de cauce hídrico. (OAS). Obras de drenaje: Obras proyectadas para eliminar el exceso de agua superficial sobre la franja de la carretera y restituir la red de drenaje natural la cual puede verse afectada por el trazado. (INVIAS, 2018) Pavimento flexible: Tipo de pavimento constituido por una capa de rodadura bituminosa apoyada generalmente sobre capas de material no ligado (INVIAS, 2018) Pavimento rígido: Está constituido por una losa de concreto hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina subbase del pavimento rígido. (INVIAS, 2018) XXIII Paso a nivel: Cruce o intersección al mismo nivel de una vía férrea, carretera o camino. Peatón: Persona que transita a pie por una vía. (INVIAS, 2018) Peligro: Situación en que exista la posibilidad o amenaza de que ocurra un accidente o contratiempo. Pluviometría: Se denomina al estudio y tratamiento de los datos de precipitación que se obtienen en los pluviómetros ubicados a lo largo y ancho del territorio, obteniendo datos de gran interés para las zonas agrícolas y la regulación de las cuencas fluviales, para evitar inundaciones por exceso de lluvias. Probabilidad de excedencia: Evento en que la precipitación sea igualada o superada. Riesgo: Es el producto de la amenaza del evento y la vulnerabilidad de los elementos afectados, generando pérdidas socioeconómicas en un determinado momento y territorio. Rural: Zona donde las edificaciones son muy escasas y el terreno está en su estado natural o dedicado a cultivos. (INVIAS, 2018) Sensibilidad de la infraestructura: propensión o potencialidad de una infraestructura a verse afectada o sufrir alteraciones en caso de verse expuesta a un evento. (Tarrago-Garay, N., Royo-Abancens, F., Torreira-De Las Heras, I., 2020) Talud: Paramento o superficie inclinada que limita lateralmente un corte de un terraplén. (INVIAS, 2018) Tramo urbano: Zonas de carreteras estatales que circulan por suelo urbano. Tránsito: Acción de desplazamiento de personas, vehículos y animales por las vías. (INVIAS, 2018) Urbana: Zona en la que gran parte del terreno está ocupado por edificaciones. (INVIAS, 2018) XXIV Vehículo: Todo aparato montado sobre ruedas que permite el transporte de personas o mercancías de un punto a otro. (INVIAS. 2018) Vía: Zona de uso público o privado abierta al público destinada al tránsito de oúblico, personas y/o animales. (INVIAS, 2018) Vulnerabilidad: Grado de destrucción, en función de factores como la magnitud del evento, tipo de elementos bajo riesgo tanto económico, cultural y ambiental, aumentando o disminuyendo la susceptibilidad de una comunidad o infraestructura. (Cees van Westen, 2016) Vulnerabilidad física: Está relacionado con la calidad o tipo de material utilizado y el tipo de construcción de las viviendas, establecimientos económicos (comerciales e industriales) y de servicios (salud, educación, instituciones públicas), e infraestructura socioeconómica (centrales hidroeléctricas, vías, puentes y sistema de riesgo), para asimilar los efectos de los fenómenos que constituyen una amenaza. Vulnerabilidad económica: Constituye el acceso que tiene la población de un determinado conglomerado urbano a los activos económicos (tierra, infraestructurade servicios, empleo, medios de producción, entre otros), y se refleja en la capacidad de hacer frente a un desastre. Vulnerabilidad ambiental: Es el grado de resistencia del medio natural y de los seres vivos que conforman un determinado ecosistema, ante la presencia de la variabilidad climática. Vulnerabilidad social: Se analiza a partir del nivel de organización y participación que tiene una comunidad, para prevenir y responder ante situaciones de emergencias. Zona peatonal: Áreas restringidas para la única circulación de peatones y usuarios no motorizados. XXV 5. MARCO LEGAL El estudio de caso considera la normatividad vigente nacional, adicional a eso se cuenta con resoluciones correspondientes a los temas a tratar. Resolución 866 del 1 de abril de 2020 del INVIAS Por medio de la cual se declara la Urgencia Manifiesta para la atención de las situaciones de emergencia acaecidas en las vías 45ª07 Sa Gil – Bucaramanga y 55ST02 Málaga – Los Curos, en el Departamento de Santander. Ley 1523 de 2012, Gestión del riesgo, responsabilidad, principios, definiciones y sistema nacional de gestión del riesgo de desastre. Entre las normativas que se pretenden, se encuentran los planes de gestión de riesgo, en donde se pueden encontrar estrategias, conceptos, metodología, información local, entre otras, lo que permite tener claridad a la hora de realizar la investigación. De esta manera, se hará uso del Plan Municipal para la Gestión del Riesgo de desastres – PMGRD del Municipio de Güepsa Santander del 2013 siendo este el más actualizado. Artículo 81. Proyectos de Desarrollo Urbano “En los proyectos de desarrollo urbano se definirán las condiciones para la construcción y reubicación de viviendas, el desarrollo de otros usos, la extensión o ampliación de la infraestructura para el sistema vial, y de servicios públicos domiciliarios...” (Ley 1523, 2012). Artículo 84. Emergencias Viales. Según lo descrito en la Ley 1523 El Gobierno Nacional podrá requerir de los contratistas y concesionarios del Estado la maquinaria, el equipo y personal que se encuentre a su disposición para atender de manera inmediata las emergencias viales o de cualquier otra naturaleza que se presenten en su zona de actividad o de influencia, cuando XXVI este método constituya la forma más eficiente de mitigar el impacto generado por la necesaria atención de emergencias que amenacen la vida y demás derechos de la población. (Ley N° 1523, 2012) 6. ESTADO DEL ARTE En la actualidad existen claras evidencias de alteraciones en el clima tras el ya conocido fenómeno de la niña del 2010, en donde dicho fenómeno resultó en inundaciones que generaron daños materiales, humanos y económicos, por lo que después de lo ocurrido, El Grupo Intergubernamental de Expertos Sobre el Cambio Climático (IPCC) tomó cartas en el asunto y, en el caso de la infraestructura vial, definió la vulnerabilidad de un sistema frente al cambio climático como el grado en que dicho sistema es susceptible, o incapaz de hacer frente a los efectos adversos a dichos eventos, incluyendo su variabilidad (International Panel of Climate Change – IPCC, 2007). A raíz de esto no solo Colombia empezó a notar ciertos cambios climáticos, lo que se puede ver en el caso de Costa Rica, país el cual entró en una situación de alerta y prevención temprana a este tipo de situaciones. Teniendo en cuenta esto, los autores Garay Nerea, Javier Royo e Ignacio Torreira, realizaron un estudio en el que se emplean las metodologías MIVES (Modelo integrado de valor para una Evaluación Sostenible), sumado a esto, el uso del GIS (Geographical information system) de la información de la infraestructura y su entorno; todo lo anterior fue aplicado a dos casos reales de inundaciones de carreteras. Si bien la metodología está orientada principalmente a la evaluación cuantitativa de aspectos relacionados con la sostenibilidad, ésta es eficiente para aplicarla en innumerables campos de conocimiento. El análisis de vulnerabilidad desarrollado se plantea como la determinación de un índice único de vulnerabilidad para cada infraestructura vial elegida; el índice de vulnerabilidad se obtiene a partir del valor que se le asigna previamente a una serie de indicadores o parámetros seleccionados, siendo claves en el comportamiento/respuesta de la infraestructura, y que conformarán el denominado PANEL DE INDICADORES DE VULNERABILIDAD (Tarrago-Garay, N., Royo-Abancens, F., Torreira-De Las Heras, I.. (2020). Según el IPCC, la vulnerabilidad está en función del carácter, magnitud y ritmo de XXVII variación climática al que un sistema está expuesto, su sensibilidad y su capacidad de adaptación. Basado en lo anterior, se determinó, en lo que respecta a los indicadores de exposición, sensibilidad y adaptabilidad, en que a cada uno de los ellos se les asignará entre 3 a 4 factores, que serán valorados inicialmente con un análisis cualitativo, siendo transformado, cuantitativamente, a una puntuación numérica de 1, 5 o 10; según el estado de conservación y daños que se presenten, luego de esto, se realiza una asignación de porcentajes de importancia basada en el Proceso Analítico Jerárquico desarrollado por Thomas L. Salty (1980), el procedimiento incluye el cálculo del ratio de consistencia, cuyo valor es preciso controlar para cada uno de los indicadores, luego de eso se deben ponderar de nuevo dichos valores, con los nuevos valores de importancia y realizar un cálculo final basado en el producto de la variable con la reponderación. 6.1. Antecedentes Las quebradas El Ropero, Las Cruces y La Laja, así como el río Suárez, son susceptibles a desbordamientos, representando una amenaza para los terrenos aledaños en condiciones que favorecen el rebose de las crecientes hídricas. Esta amenaza se presenta en una gran área de la vereda San Isidro y parte del Platanal, las cuales son colindantes a la quebrada El Ropero; su cauce incorpora y transporta fragmentos rocosos de gran tamaño, causando posibles represamientos. Según el Plan Municipal para la Gestión del Riesgo de Desastres (PMGRD), a partir de la información reportada por la comunidad, de la consulta de información secundaria y de la obtención de información primaria, se dedujo que en su orden las siguientes son las amenazas más prioritarias que afectan el territorio municipal (CMGRD, 2013): Deslizamientos Caídas de rocas Inundación Incendio – explosión asociada a la infraestructura de conducción de gas XXVIII Incendios forestales Mal manejo de agroquímicos Vertimiento de aguas residuales domésticas Emisiones de actividades industriales que afectan la calidad del aire Sismos Sequías Tala de cobertura vegetal nativa Infraestructura vial en mal estado. Accidentes de tránsito terrestre Algunas viviendas del municipio, por la amenaza de inestabilidad de taludes, se encuentran en riesgo de desplome, en donde se presenta dificultad con el manejo de aguas residuales por la insuficiencia del alcantarillado. La infraestructura vial también se ve afectada por deformaciones de las calzadas, grandes hundimientos, pérdida de la carpeta asfáltica, debido a derrumbes, taponamiento de quebradas, caídas de árboles, deslizamientos; la comunidad ha demandado cuantiosas inversiones en obras de mitigación y control, que requieren mantenimiento continuo. 6.2. Impactos ambientales y sociales No se generan impactos ambientales directos con la realización de este estudio de caso, ya que se centra en la evaluación y análisis de la vulnerabilidad de la infraestructura vial, más no la construcción de infraestructuras de movilidad. En lo que respecta a los aspectos sociales se genera un cambio positivo a pesar de no es directo, en la infraestructura vial física, puesto que al realizar el previo análisis se pretende mostrarlos resultados obtenidos de forma gráfica y de libre acceso, permitiendo que el municipio obtenga fácilmente la información, facilitando el conocer la situación actual de la infraestructura vial de algunos sectores y de los problemas de movilidad de la población que estos causan, incentivando en los aspectos sociales y económicos del municipio, un continuo mantenimiento y atención a estas situaciones de afectación. XXIX 7. GÜEPSA-SANTANDER El municipio de Güepsa pertenece a la provincia de Vélez, del departamento de Santander (6°01’28” N – 73°34’21” O), fundada en 1537; posee una extensión de 3.254,5 hectáreas a una altitud de 1.540 msnm; este limita al Norte con los municipios de San Benito y Chipatá, al este con San José de Pare-Boyacá, atravesado por el río Suárez, al oeste con Chipatá y Vélez, y al sur con Barbosa. Ilustración 2. Ubicación geográfica Municipio de Güepsa-Santander Fuente: Wikipedia. Ilustración 3. Municipio de Güepsa-Santander Fuente: Google Maps. XXX 7.1. Demografía Este municipio se divide en 7 veredas, donde la cabecera municipal ocupa un área de 54,24 hectáreas; se destaca la cobertura vegetal de sistemas agroforestales, cultivos permanentes y semipermanentes, con grandes extensiones de caña panelea y pequeñas manchas de café, cítricos, guayaba y plátano, algunos cultivos transitorios como maíz y yuca. El municipio tiene un clima ecuatorial lluvioso, caracterizado por altas temperaturas de 27°C promedio anual y constantes precipitaciones durante todo el año, superiores a 2500mm por año, aún en temporada de sequía 7.2. Economía Su economía está dirigida, principalmente al cultivo de caña panelera, siembre de café, maíz, yuca y frijol; donde sus vías primarias de conexión son: Güepsa-Vélez, Güepsa- San Benito y Güepsa-Chipatá. No existe actividad pecuaria propiamente, limitándose a la tenencia de máximo una vaca, gallinas y/o cerdos. 7.3. Vías de comunicación El área urbana municipal comunica directamente con los municipios vecinos de Barbosa, San José de Pare y Santana, el acceso se realiza por la vía nacional, conectando a la Calle 4ª. Hacia Barbosa existe una vía pavimentada de aproximadamente 2 km de recorrido, igualmente hacia Bucaramanga; en límites con el municipio de San José de Pare, una vía destapada de 1,3 km aproximadamente. Se destacan vías como Güepsa – Vélez, Güepsa – San Benito, Güepsa – Chipatá. 8. PROBLEMÁTICA Al ser un municipio de paso para ir de Barbosa a Vélez, Barbosa a Bucaramanga, etc., recibe un gran flujo de turistas y comerciantes, por lo que sus principales vías de conexión, tienen mayor atención y mantenimiento que las propias de la misma zona urbana, por lo que su infraestructura vial se ha venido deteriorando con el paso de los años, sin ninguna XXXI interferencia positiva por parte de la alcaldía, lo que genera una disminución en la calidad de vida de los residentes, no solo afectando el tránsito dentro y fuera del sector urbano, si no afectando la seguridad de los propios residentes. Esta problemática presenta factores de afectación referentes a las grandes precipitaciones que se presentan durante todo el año, causando filtraciones, socavación de taludes, afectando directamente el estado de conservación, características y funcionalidad de las vías afectadas, lo que desencadena un pésimo y peligroso uso de estas, por parte de sus residentes. 8.1. Intensidad precipitación e Intensidad periodo húmedo Usando como herramienta la base de datos del IDEAM (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales), se buscaron estaciones pluviométricas para la recolección de información de precipitación diaria, cercanas al punto de estudio, tomando como referencia la estación 24010110-COMODA LA, en el municipio de Santana – Boyacá, a una distancia de 12,79 km del municipio de Güepsa, que proporciona los valores de precipitación máxima diaria (mm), de los años 2010 a inicios del 2022. Ilustración 4. Información estación 24010110 – COMODA LA Fuente: Ideam Código 24010110 Latitud 6,0769444440 Nombre COMODA LA Longitud -73,46916667 Frecuencia Diaria Área operativa Santanderes-Arauca Fecha de instalación 15/02/1954 Parámetro Precipitación XXXII Ilustración 5. Ubicación y distancia Güepsa y Estación COMODA LA Fuente: Google Maps Posterior a esto, se elige la precipitación máxima diaria para cada año, de la información obtenida del IDEAM, y se procede a calcular la frecuencia (F), el periodo de retorno (Tr) e Intensidad (I), para analizar la situación del municipio frente a un escenario crítico; encontrando así, dos (2) factores del indicador de adaptabilidad, para el estudio del método MIVES. El cálculo de frecuencia y periodo de retorno se realizó con base en la investigación del INVIAS en convenio especial de cooperación 736-2020, donde estipulan: Ecuación 1. Frecuencia 𝐹 = 𝑛 𝑁 + 1 Siendo: F= Frecuencia observada n= Número de orden de la serie, de forma creciente N= Número total de datos de una serie Güepsa COMODA LA XXXIII Ecuación 2. Periodo de retorno 𝑇𝑟 = 1 𝐹 Siendo: Tr= Periodo de retorno (años) F= Frecuencia observada 9. ENFOQUE DEL ESTUDIO Teniendo una introducción de la problemática que abarca la presente tesis de investigación, se tiene como objeto principal del estudio, evaluar la vulnerabilidad de la infraestructura vial de las zonas rurales del municipio de Güepsa, así como las zonas más críticas de este, frente a eventos hidrológicos, y factores que sean desencadenados por estos. Demarcando los principales factores y riesgos que se presentan, se hará un análisis estructural de la vía en cuatro (4) tramos, en cada uno de los puntos críticos que sean elegidos, llevando un registro de las condiciones y características de la infraestructura y adicional a esto, se realizarán encuestas a los residentes, que brinden información primaria del uso diario de estas, todo junto su debido registro fotográfico como evidencia de las condiciones actuales del sector de estudio. Recopilando toda la información necesaria, se hará una valoración cuantitativa de cada uno de los puntos críticos, en función a su estado de conservación, condiciones climáticas, uso actual de las vías, antecedentes y mantenimiento, capacidad de adaptación, entre otros indicadores que serán presentados más adelante. Como objetivo final, se desea dar posibles recomendaciones para abordar la problemática, desglosando cada uno de sus factores de vulnerabilidad y permitiendo su corrección y/o eliminación, mejorando así las condiciones que se presentan en el municipio, frente a su infraestructura vial. En medio de la investigación se tendrán impactos indirectos, ligados a aspectos climáticos, como lo son las inundaciones, remoción de masas, infiltración, encharcamiento y XXXIV deterioro de la vía, formando parte de cambios temporales y permanentes, pero de recurrencia periódica, presentando factores que afectan la infraestructura. 10. METODOLOGÍA El avance de la presente tesis se desarrolló mediante el cumplimento de ciertas etapas de estudio y trabajo de campo (Anexo 1. Diagrama de flujo, desarrollo del proyecto de investigación: Desarrollo paso a paso de la investigación, análisis, trabajo de campo y conclusión de la tesis), en donde se realizó una investigación previa de antecedentes y terminología para identificar y comprender los principales factores que afectan las vías rurales del municipio; posterior a su entendimiento, se implementó el método MIVES, para recopilar la caracterización y riesgos a cada uno de los puntos críticos, aplicándolo a vías, tanto rurales como urbanas, observando la afectación que estos tienen sobre la comunidad, reduciéndolo a tres (3) indicadores, de exposición, sensibilidad y adaptabilidad, en donde, cada uno abarca una problemática específica segúnun factor y porcentaje de afectación elegido, con base en la investigación previa. Teniendo los formatos de campo, para el análisis cualitativo y cuantitativo, junto con las encuestas a la comunidad, se realizaron dos visitas y el respectivo trabajo de campo en el municipio de Güepsa, en donde se evaluaron, no solo características de la vía, si no la opinión de la población residente. Luego de la recolección de información, se ingresaron los datos y valores de cada tramo estudiado, a los informes de campo respectivos, junto con la información pluviométrica investigada, dando así, un índice de vulnerabilidad cuantitativo, presente en cada punto; se analizó cada resultado y se redactaron posibles recomendaciones, de criterio propio, para abordar el mejoramiento o prevención de la problemática (Anexo 1. Diagrama de flujo, desarrollo del proyecto de investigación). 10.1. Método MIVES Para el análisis cuantitativo de cada uno de los puntos críticos, se tomó como referencia el método MIVES (Modelo Integrado de Valor para una Evaluación Sostenible), en donde los autores Garay Nerea, Javier Royo e Ignacio Torreira, (España), junto con el GIS XXXV (Geographical information system) y la universidad Politécnica de Cataluña (2005), emplearon una evaluación cuantitativa de diferentes aspectos, con base en el análisis de vulnerabilidad y sostenibilidad, obteniendo un índice de vulnerabilidad, que permite conocer el comportamiento y respuesta de la infraestructura vial, frente a la variación de factores climáticos y externos. Se propuso un panel de vulnerabilidad, el cual desarrolla una serie de indicadores o parámetros, que consideren la clave del comportamiento y respuesta de la infraestructura, obteniendo así una estructura de tres (3) bloques de indicadores EXPOSICIÓN: Situación o estado de conservación de la infraestructura, en una zona en que se produce determinado evento SENSIBILIDAD: Propensión de la infraestructura, a verse afectada o sufrir alteraciones al estar expuesta a un evento ADAPTABILIDAD: Capacidad de la infraestructura a adaptarse a cambios desencadenados por consecuencia del evento Estos tres indicadores tendrán como propósito, evaluar la amenaza según la ubicación, severidad y frecuencia del evento, evaluar la vulnerabilidad, nivel de exposición y fenómenos naturales presentes; y analizar el corredor vial según sus características técnicas, físicas y económicas 10.2. Trabajo de campo Se realizaron dos visitas y trabajo de campo en el mes de septiembre y octubre, del presente año 2022, recopilando la información necesaria de cuatro (4) tramos, sumando un total de trece (13) puntos críticos, con base en los tres (3) indicadores de vulnerabilidad, de los cuales se implementaron dos (2) formatos de ingreso de datos, respecto al desglose de cada uno de los indicadores 10.2.1. Características de la vía (Anexo 3. Características vía – Trabajo de campo: Formato de obtención de información sobre las características y estado de conservación de la vía y sus elementos estructurales). Se obtiene una descripción visual del tramo, su localización y hora de estudio, XXXVI se tienen en cuenta aspectos como la geometría de la vía, el tipo de sección, tipo de calzada, presencia de estructuras de drenaje y alcantarillado (dimensiones, material, estado de conservación), estado de conservación y daños presentes en la vial, junto con su registro fotográfico respectivo. 10.2.2. Encuesta a la comunidad (Anexo 4. Encuesta a la comunidad – Trabajo de campo: Encuesta a la comunidad respecto a los daños y mantenimientos pasados y actuales de la vía, observaciones y dificultades de los residentes). Se establecieron ocho (8) preguntas, especificando si existen desvíos o intersecciones presentes en la vía, donde a los residentes se les permitió dar un puntaje de uno, cinco y diez (1, 5 y 10), siendo diez (10) el valor respectivo a las condiciones más extremas o precarias; se realizaron preguntas sobre los antecedentes, estado de la estructura vial y de alcantarillado, la posibilidad de eventos críticos, vías alternativas, etc., siendo: I. Estado de conservación del drenaje II. Mantenimiento de la vía III. Encharcamiento IV. Daños pasados V. Acceso a áreas críticas VI. Estado de conservación de la vía VII. Acceso a vías alternas VIII. Inundación Junto con observaciones y opiniones de los residentes 10.2.3. Indicadores de vulnerabilidad 10.2.3.1. Indicadores de Exposición Se tuvieron en cuenta tres (3) factores para este indicador, identificados con la convención E, especificando las condiciones actuales de la estructura del tramo elegido y su material XXXVII Tabla 1. Indicadores de exposición PANEL INDICADOR E1 Estado de conservación de la vía E2 Estado de conservación de las obras de drenaje E3 Tipo de rodadura de la vía Afirmado, placa huella, pavimento, etc. Fuente: Elaboración propia La puntuación para el estado de conservación de la vía, de las obras de drenaje y el tipo de rodadura de la vía, se estipularon como concepto propio, dando valores correspondientes a su deterioro y funcionalidad Ilustración 6. Conceptos y puntuación estado de conservación de la vía Fuente: Elaboración propia BAJA MEDIA ALTA Afirmado Buen estado del material de la vía Material suelto, presencia de baches o ligeramente desgastado Material en pésimo estado, con gran presencia de baches y agregados sueltos Placahuella Estado propicio de la placa, sin agrietamientos Presencia de grietas, material suelto o levantamiento leve de la placa Evidente agrietamiento de la placa, levantamiento y/o hundimiento de esta Pavimento Óptimas condiciones del material granular, sin partículas sueltas Leve agrietamiento y material granular suelto Desprendimiento del material y presencia de baches Trocha Buen estado y compactación del material Evidencia de material suelto y ligeros hundimientos Grandes hundimientos y desnivel del eje de la vía PUNTAJE 1 5 10 E4 - ESTADO DE CONSERVACIÓN RODADURA DE LA VÍA TIPO SEVERIDAD XXXVIII Ilustración 7. Conceptos y puntuación estado de conservación de las obras de drenaje Fuente: Elaboración propia Ilustración 8. Puntuación tipo de rodadura Fuente: Elaboración propia BAJA MEDIA ALTA Grieta No se presentan grietas que afecten la funcionalidad de la estructura Grietas <1mm de espesor, área afectada mínima Grietas en gran parte de la superficie de la estructura, induciendo a la falla del elemento, amenazando su integridad Hundimientos No se observan hundimientos en la estructura Hundimiento leve de la estructura, sin generar afecciones a su integridad Hundimiento diferencial, generando daños o falla en los elementos de la estructura Socavación Estructura de descarga en buenas condiciones, sin pérdida de material en la entrada-salida Estructura con ligeros hundimientos, agrietamientos y pérdida de la estabilidad Estructura con hundimientos, desportillamientos o socavación de la estructura Deterioro del material Buen estado, superficie limpia y sin imperfecciones Presenta desgaste, aumento de rugosidad y fragilidad Material con imperfecciones, presenta raíces y cuerpos extraños, con alta rugosidad Obstrucción < 10% de la sección contiene material transportado, proveniente de taludes adyacentes Presenta 10%-30% de obstrucción de la sección Presenta > 30% de obstrucción de su sección Ausencia NO EXISTEN OBRAS DE DRENAJE PUNTAJE 1 5 10 SEVERIDAD DAÑO E2 - ESTADO DE CONSERVACIÓN DE LAS OBRAS DE DRENAJE Afirmado 10 Pavimento Rígido 5 Placa huella 5 Mampostería 5 Pavimento Flexible 5 Trocha 10 TIPO DE RODADURA XXXIX 10.2.3.2. Indicadores de sensibilidad Se tuvieron en cuenta cuatro (4) factores para este indicador,identificados con la convención S, especificando los antecedentes y efectos a causa de eventos hidrológicos Tabla 2. Indicadores de sensibilidad PANEL INDICADOR S1 Probabilidad de inundación (10-50-100 años) S2 Daños pasados (Baja, media, alta) S3 Evidencia de encharcamiento o espejo de agua próximo a la vía S4 Frecuencia de mantenimiento de la vía Fuente: Elaboración propia La puntuación para la probabilidad de inundación, daños pasados, evidencia de encharcamiento y frecuencia del mantenimiento de la vía, se asumió respecto a los datos obtenidos en el trabajo de campo, consecuentes a las encuestas a la comunidad y lo analizado de la vía Ilustración 9. Puntuación probabilidad de inundación Fuente: Elaboración propia BAJA MEDIA ALTA INUNDACIÓN Probabilidad de inundación cada 100 años Probabilidad de inundación cada 50 años Probabilidad de inundación cada 10 años PUNTAJE 1 5 10 S1 - PROBABILIDAD DE INUNDACIÓN FACTOR SEVERIDAD XL Ilustración 10. Puntuación daños pasados en la vía Fuente: Elaboración propia Ilustración 11. Puntuación encharcamiento en la vía Fuente: Elaboración propia Ilustración 12. Puntuación mantenimiento de la vía Fuente: Elaboración propia 10.2.3.3. Indicadores de adaptabilidad Se tuvieron en cuenta cuatro (4) factores para este indicador, identificados con la convención A, especificando la intensidad de los eventos hidrológicos y la accesibilidad a áreas críticas y rutas alternas; los dos primeros factores, se basaron en el documento de investigación del INVIAS en convenio especial de cooperación 736-2020. BAJA MEDIA ALTA DAÑOS PASADOS Sin agrietamiento o hundimiento de la vía Agrietamiento y hundimiento leve del material Grave agrietamiento por causa de la infiltración de la escorrentía y hundimiento o PUNTAJE 1 5 10 S2 - DAÑOS PASADOS POR PRECIPITACIÓN FACTOR SEVERIDAD BAJA MEDIA ALTA Evidencia niveles máximos Láminas de agua < 30% de la altura total Láminas de agua entre 30%-80% de la altura total Láminas de agua > 80% de la altura total PUNTAJE 1 5 10 S3 - EVIDENCIA DE ENCHARCAMIENTO O ESPEJO DE AGUA PRÓXIMO A FACTOR SEVERIDAD BAJA MEDIA ALTA DISTANCIA < 12 meses 12-24 meses > 24 meses PUNTAJE 1 5 10 S4 - FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO DE LA VÍA FACTOR SEVERIDAD XLI Tabla 3. Indicadores de sensibilidad PANEL INDICADOR A1 Intensidad de precipitación <100, 100-150, >150 mm en 24h A2 Intensidad del periodo húmedo <1.5, 1.5-1.75, >1.75 A3 Distancia a áreas críticas Hospitales, bomberos, comisarías, centros educativos (km) A4 Distancia ruta alternativa (km) Fuente: Elaboración propia La puntuación para la intensidad de precipitación, intensidad del periodo húmedo, se asumió respecto a los datos calculado por medio del método del INVIAS en convenio especial de cooperación 736-2020, y los puntajes para distancia a áreas críticas, son los obtenidos de las encuestas a la comunidad Ilustración 13. Puntuación intensidad de precipitación Fuente: Elaboración propia Ilustración 14. Puntuación intensidad del periodo húmedo Fuente: Elaboración propia BAJA MEDIA ALTA INTENSIDAD Precipitación < 100mm en un periodo de 24h Precipitación entre 100-150mm en un periodo de 24h Precipitación > 150mm en un periodo de 24h PUNTAJE 1 5 10 A1 - INTENSIDAD DE LA PRECIPITACIÓN FACTOR SEVERIDAD BAJA MEDIA ALTA PERIODO HÚMEDO Periodo húmedo < 1.5 Periodo húmedo entre 1.5-1.75 Periodo húmedo > 1.75 PUNTAJE 1 5 10 A2 - INTENSIDAD DEL PERIODO HÚMEDO FACTOR SEVERIDAD XLII Ilustración 15. Puntaje distancia a áreas críticas Fuente: Elaboración propia Ilustración 16. Puntaje distancia a rutas alternativas Fuente: Elaboración propia 10.2.4. Índice de vulnerabilidad 10.2.4.1. Intensidad precipitación e Intensidad periodo húmedo Con la información recopilada de la base de datos del IDEAM y el paso a paso de la investigación del INVIAS en convenio especial de cooperación 736-2020, se resume la serie de datos recopilada, seleccionando el dato máximo de precipitación diaria para cada uno de los años, así es posible abordar las condiciones más críticas del municipio; posteriormente se calcula la frecuencia y el periodo de retorno del evento, y con esto se procede a calcular la precipitación total diaria máxima, la precipitación total diaria media y la intensidad del evento, siendo: Ecuación 3. Precipitación total diaria máxima 𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑚á𝑥 = ∑ 𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 Ecuación 4. Precipitación total diaria media 𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 = ∑ 𝑆𝑒𝑟𝑖𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑁 BAJA MEDIA ALTA DISTANCIA < 1km 1km-2km > 2km PUNTAJE 1 5 10 A3 - DISTANCIA A ÁREAS CRÍTICAS (HOSPITALES, FACTOR SEVERIDAD BAJA MEDIA ALTA DISTANCIA < 1km 1km-2km > 2km PUNTAJE 1 5 10 A4 - DISTANCIA RUTA ALTERNATIVA FACTOR SEVERIDAD XLIII Ecuación 5. Intensidad precipitación en día húmedo 𝐼 = 𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑚á𝑥 𝑃 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 10.2.4.2. Porcentaje e índice de importancia Para cada uno de los trece (13) puntos críticos estudiados, se le asignó un porcentaje de importancia a cada factor, sumando un 100% entre todos los factores de cada indicador, en donde, siendo la mayor puntuación, se le asigna el porcentaje más alto, respectivamente. Al asignar estos porcentajes, se calcula el índice de importancia (Ii), de cada uno de los indicadores, siendo la suma total del producto del valor asignado de cada factor, por su porcentaje de importancia: Ecuación 6. Índice de importancia exposición (IiE) Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝐼𝑖𝐸 = (𝐸1 ∗ %𝐸1) + (𝐸2 ∗ %𝐸2) + (𝐸3 ∗ %𝐸3) Ecuación 7. Índice de importancia sensibilidad (IiS) Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝐼𝑖𝑆 = (𝑆1 ∗ %𝑆1) + (𝑆2 ∗ %𝑆2) + (𝑆3 ∗ %𝑆3) + (𝑆4 ∗ %𝑆4) Ecuación 8. Índice de importancia adaptabilidad (IiA) Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝐼𝑖𝐴 = (𝐴1 ∗ %𝐴1) + (𝐴2 ∗ %𝐴2) + (𝐴3 ∗ %𝐴3) + (𝐴4 ∗ %𝐴4) 10.2.4.3. Escenarios críticos Calculado el índice de importancia de cada indicador, para cada uno de los trece (13) puntos críticos, se decidió implementar 3 escenarios críticos, en donde se le asignó un porcentaje a cada uno de los indicadores, entre 50%, 30% y 20%, dependiendo al valor de su índice de importancia, así, se analiza la relevancia de cada uno de los indicadores, frente a las características de cada uno de los tramos Ecuación 9. Escenario 1 – Exposición 𝐸𝑠𝑐𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 1 = 𝐸50%, 𝑆30% 𝑦 𝐴20% XLIV Ecuación 10. Escenario 2 – Sensibilidad 𝐸𝑠𝑐𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 2 = 𝐸30%, 𝑆50% 𝑦 𝐴20% Ecuación 11. Escenario 3 – Adaptabilidad 𝐸𝑠𝑐𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 3 = 𝐸30%, 𝑆20% 𝑦 𝐴50% Los porcentajes se asignaron de manera que, el mayor porcentaje coincida con el mayor número del índice de importancia de cada uno de los indicadores. 10.2.4.4. Índice de vulnerabilidad Teniendo tres (3) posibles escenarios críticos, respectivos a cada uno de los indicadores, para cada uno de los tramos, se calcula el índice de vulnerabilidad para cada escenario crítico, siendo: Ecuación 12. Índice de vulnerabilidad crítica para Exposición 𝐸𝑠𝑐𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 1 = (𝐼𝑖𝐸 ∗ 50%) + (𝐼𝑖𝑆 ∗ 30%) + (𝐼𝑖𝐴 ∗ 20%) Ecuación 13. Índice de vulnerabilidad crítico para Sensibilidad 𝐸𝑠𝑐𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 2 = (𝐼𝑖𝐸 ∗ 30%) + (𝐼𝑖𝑆 ∗ 50%) + (𝐼𝑖𝐴 ∗ 20%) Ecuación 14. Índice de vulnerabilidad crítico para Adaptabilidad 𝐸𝑠𝑐𝑒𝑛𝑎𝑟𝑖𝑜 3 = (𝐼𝑖𝐸 ∗ 30%) + (𝐼𝑖𝑆 ∗ 20%) + (𝐼𝑖𝐴 ∗ 50%) 10.2.4.5. Índice de vulnerabilidad máximo Al tener los índices de vulnerabilidad de cada escenario crítico, de cada indicador, para cada uno de los trece (13) puntos críticos estudiados, se elige el valor máximo obtenido,
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