Introducción Riesgos

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Presentado por:
M. I. Antonio Zeballos
ESTIMACIÓN DE RIESGOS
Objetivo
Hacer una evaluación crítica del papel de la ingeniería en la evaluación de 
proyecto de edificaciones.
Mostrar la factibilidad (y la necesidad) de que se incorporen conceptos de 
riesgo sísmico en proyectos estructurales.
¿Qué es RIESGO?
¿Qué es RIESGO?
¿Qué es RIESGO?
6/39
¿Qué es RIESGO?
7/39
¿Qué es RIESGO?
El riesgo está presente en toda actividad humana.
La GRD existió en las sociedades primitivas.
En 1989, la ONU promueve la creación de la Agenda para la Reducción de 
Desastres.
Se acuerda que sea el 13 de octubre el Día Mundial de la Reducción de Riesgo de 
Desastres IDDR. http://www.unisdr.org/unisdr-archives/2017/iddr/
El gran (segundo) objetivo es reducir drásticamente el número de personas 
afectadas por desastres para el 2030.
http://www.unisdr.org/unisdr-archives/2017/iddr/
Gestión del Riesgo de Desastres
Fuente: International Federation of Surveyors
La Estimación del Riesgo es apenas una de las actividades de las que se encarga 
la GRD.
No obstante, su importancia es grande, ya que sólo puede gestionarse aquello 
que se conoce (se mide).
Sin una correcta estimación del Riesgo, cualquier política de reducción del 
riesgo resulta muy costosa.
Ejemplo… ¿Cuál es la talla máxima para un estudiante de 3ero de secundaria en 
Paita?
Estimación del Riesgo Sísmico
Toda construcción es un proyecto de inversión.
Todos los proyectos de inversión deben evaluarse financieramente.
La mejor alternativa de inversión es la que maximice la rentabilidad.
Antecedentes
Cuando se analiza una construcción, el enfoque tradicional resulta limitado.
Inicio
Revisión de los requisitos 
reglamentarios vigentes
¿Satisface los 
requisitos?
Si
No
Ok
Reforzamiento, 
rehabilitación
Antecedentes
Un temblor Amax=1.68m/s
2, dos edificios iguales
Uno tiene una resistencia equivalente a 1.65 
m/s2, el otro una resistencia equivalente a 
1.7m/s2 (3%)
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
40 45 50 55 60
Edificio de departamentos Pino 
Suárez, Colonia Centro, 
México DF, septiembre 1985
Actualmente...
La dinámica de la economía actual exige una visión más orientada al RIESGO.
El riesgo es la probabilidad de pérdidas económicas en un sitio particular y 
dentro de un periodo de tiempo determinado.
En ingeniería, debemos preocuparnos por estimar el monto de esas pérdidas 
causadas por fenómenos naturales, particularmente el sismo.
¿Contamos con el conocimiento y las 
herramientas necesarias?
Sí
Peligro
VulnerabilidadEnfrentamos un problema con muchas 
incertidumbres, por lo tanto el enfoque probabilista
con un manejo adecuado de esas incertidumbres 
resulta el único camino razonable
Estimación de pérdidas en un 
edificio
Caracterizar el peligro
 
Tasa de Excedencia para el Distrito 
Federal
1.00E-06
1.00E-05
1.00E-04
1.00E-03
1.00E-02
1.00E-01
1.00E+00
1.00E+01
1 10 100 1000 10000
Intensidad (gal)
n
 (
1
/a
ñ
o
)
Estimar la respuesta
H4
N
a
2
4
3
2
4321


 =
 
n
n-1
...
j
i
...
2
1
( )
2/1
N
1n
2
n,jn,iij 





−= 
=

Estimación de pérdidas en un 
edificio
El valor que tome el parámetro de 
respuesta debe usarse para estimar el daño 
estructural
Funciones de Vulnerabilidad
 
Funciones de Vulnerabilidad
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.003 0.006 0.009 0.012 0.015


 5.01)( −=E



 





=
Estimación de pérdidas en un 
edificio
Debemos obtener la distribución de probabilidad de las pérdidas, o una buena 
descripción de ella.
    da)a(f)a(EE A
aMAX
=
0

 )(E1)(E)(  −=
 
0
2
4
6
8
10
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

p
(
)
E()=70%
E()=50%
Estimación de pérdidas en un 
edificio
El promedio de las pérdidas en un año se conoce como la Prima Pura o Prima 
Técnica
  
=
−=
fuentes ui
oi
N
i
M
M
i dMR,ME
dM
id
pp
1


Es el valor esperado de las pérdidas anuales.
Es el monto anual que estaría en equilibrio con el costo de las reparaciones. En 
términos de proyectos de inversión será las pérdidas anualizadas.
La Pérdida Anual Esperada
Una de las maneras más empleadas para representar el riesgo es la Pérdida Anual
Esperada, PAE, también conocida como Prima Técnica, o Prima Pura de Riesgo.
Matemáticamente, la PAE es el promedio anual de todas las pérdidas que se pueden
presentar en un lapso muy largo de tiempo.
años
i
i
N
p
PAE

=
Fuente: Perú: Gestión de Riesgo de Desastres en Empresas de Agua y 
Saneamiento Tomo II: Elementos de Política y Estrategias de Protección 
Financiera, Water And Sanitation Program, Canadian International 
Development Agency, Banco Mundial, Noviembre 2012.
  
=
−=
fuentes ui
oi
N
i
M
M
i dMR,ME
dM
id
pp
1


Frecuencia Severidad
Consecuencias
Estimación de pérdidas en un 
edificio
La Pérdida Máxima Probable o PML (Probable Maximum Loss) es el monto de las 
pérdidas causada por un único evento, asociadas a un determinado periodo de 
retorno.
El periodo de retorno debe reflejar la manera de enfrentar el riesgo.
dM)R,MBPr(
dM
)M(id
)(
Tr
i
N
ii
M
M
fuentes ui
oi


n −==  
=
1
800
Tiempo de exposición = 100 años
Período de retorno
µ=10 Tr=100
µ=4 Tr=250
µ=2 Tr=500
µ=1 Tr=1000
µ=50 Tr=20
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 200 400 600 1000
Ventana de tiempo en años
P
ér
d
id
a 
re
la
ti
v
a
Es una medida del riesgo normalmente asociado a grandes eventos y/o a pérdidas 
que pueden ocurrir con muy poca frecuencia.
Se le usa normalmente para establecer escenarios catastróficos que requieren 
medidas a nivel estratégico.
En México, la CNSF ha determinado que las empresas tengan reservas monetarias 
iguales a las pérdidas que tienen 1500 años de periodo de retorno.
En el Perú, las SBS ha determinado un periodo de retorno de 1000 año para 
establecer reservas similares.
dM)R,MBPr(
dM
)M(id
)(
Tr
i
N
ii
M
M
fuentes ui
oi


n −==  
=
1
Frecuencia Severidad
Consecuencias
Transferencia del Riesgo
Es parte importante de la gestión del riesgo.
La forma más común de transferir el riesgo sísmico es el seguro catastrófico.
El mercado de seguro contra terremoto ha crecido enormemente. 
Actualmente menos del 5% de la viviendas se aseguran.
¿Cómo puedo reducir el riesgo sísmico?
Reducir la vulnerabilidad sísmica:
Ingeniero 
“normativo” 1
Ingeniero 
“normativo” 2
Ingeniero con 
criterio
Ideal
“No hay forma… lo 
que dice la norma 
ES”
“Se le puede 
considerar como 
edificio esencial o 
importante”
“Se puede emplear 
distintos estados 
límite (desempeño) 
y diseñar para 
ellos”
“Se definirán 
diversos niveles, y 
se calculará para 
cada uno de ellos 
el costo, y la 
reducción de la 
prima”
El dueño de un inmueble transfiere el riesgo (pérdidas) por sismo, a cambio de una 
prima.
Transferencia del Riesgo
riesgo
prima
Dueño Aseguradora
P
é
rd
id
a
s
Deducible
Límite
0%
100%
P
é
rd
id
a
s
Deducible
Límite
0%
100%
Aseguradora
Propietario
Transferencia del Riesgo
La transferencia del riesgo no es al 100%... una parte siempre queda en manos del 
propietario.
Transferencia del Riesgo
La existencia del deducible D, coaseguro C y límite máximo L deben de tomarse 
en cuenta en la evaluación del riesgo sísmico.





−−
−−

=
L 
LD 
D 




)C1)(DL(
)C1)(D(
0
N
 
NB
)Pr( NB
1 0 
1 
Evaluación financiera de un 
proyecto
Costos iniciales
Proyectos
Construcción
Licencias, etc.
Costos diferidos
Prima de seguros
Pérdidas menores al 
deducible.
Mantenimiento
Costo del Proyecto
Ingresos
Renta o venta
Evaluación financiera de un 
proyecto
Flujo de dinero
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
C
o
st
o
s 
In
ic
ia
le
s
Prima de seguros
Pérdidas menores al deducible 
Renta
(-)
(+)
La prima de seguros y las pérdidas menores al deducible están directamenterelacionadas con el riesgo sísmico
Evaluación financiera de un 
proyecto
La prima de seguros tiene un componente técnico y otro determinado por las 
condiciones del mercado. Lo fijan las compañías de seguros.
Las pérdidas menores al deducible sólo dependen de la estructura y de su exposición, 
pero... ¿quién lo puede estimar?
Para el propietario de un inmueble, tener una estimación de esas pérdidas es 
fundamental para hacer una buena evaluación financiera.
Evaluación financiera de un 
proyecto
Conocer el estado de la seguridad estructural del edificio es importante.
El enfoque tradicional binario del ingeniero civil debe modificarse y debemos estimar, 
con las mejores técnicas disponibles, las pérdidas futuras.
El papel del ingeniero civil deberá ser mucho más importante en toma de decisiones 
respecto de inversiones en edificios de lo que es actualmente.
Aplicación en un caso práctico
Se analizó el caso de un edificio alto, ubicado en la zona de transición de la Ciudad 
de México.
Edificio estructurado con marcos mixtos de acero y concreto y contravientos 
metálicos.
Se cuenta con toda la información técnica del edificio.
Se hicieron mediciones de vibración ambiental para determinar los periodos y 
modos de vibrar del edificio.
Tabla 1: Periodos, en segundos, obtenidos a partir de registros de vibración ambiental 
 Modo 
Dirección 1 2 3 
L (NS) 3.23 1.14 0.44 
T (EW) 2.92 1.14 0.50 
Torsión 1.52 0.67 0.38 
 
Aplicación en un caso práctico
Se hicieron 3 análisis:
1. Análisis con la información básica (mínima).
2. Se cuenta con información obtenida de una inspección visual al inmueble.
3. Se cuenta con toda los planos y con resultados de pruebas de vibración 
ambiental.
Aplicación en un caso práctico
A mayor calidad en la información disponible, menor incertidumbre y por lo tanto 
menor riesgo.
Aplicación en un caso práctico
Para un periodo de retorno de 1500 años, se espera una pérdida máxima de 4.32%. 
Es un riesgo relativamente bajo.
Tabla 1: Valores de PML, en porcentaje (%) 
Periodo Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 
100 3.03 2.08 1.02 
250 5.87 4.09 1.82 
500 8.75 6.22 2.64 
1000 12.13 8.85 3.64 
1500 14.27 10.59 4.32 
2000 15.85 11.90 4.84 
5000 21.01 16.40 6.70 
 
Aplicación en un caso práctico
A periodos de retorno mas largos, las pérdidas son mayores.
 
Riesgo Sísmico
0%
5%
10%
15%
20%
25%
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Periodo de Retorno Tr (años)
P
M
L
 (
%
)
Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3
Aplicación en un caso práctico
No existe una sensibilidad muy clara cuando el riesgo se expresa en términos de 
periodo de retorno.
En estos casos, resulta más conveniente expresar el riesgo como la probabilidad de 
que cierto valor de pérdida se exceda en cierto periodo de exposición.
Un periodo de retorno de 1500 equivale, aproximadamente, a una probabilidad de 
10% de que la pérdida sea excedida en un periodo de 150 años.
¿Es muy alto o muy bajo?
Aplicación en un caso práctico
Curvas de Probabilidad de Quiebra
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Pérdida (%)
P
ro
b
a
b
il
id
a
d
 d
e
 e
x
c
e
d
e
r 
(%
)
50 años
150 años
500 años
Curvas de Probabilidad de Quiebra
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Pérdida (%)
P
ro
b
a
b
il
id
a
d
 d
e
 e
x
c
e
d
e
r 
(%
)
50 años
150 años
500 años
Aplicación en un caso práctico
Evaluación de un proyecto
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
C
o
st
o
s 
In
ic
ia
le
s
Prima de seguros
Pérdidas menores al deducible 
Renta
(-)
(+)
Costo Inicial : USD 10’000.000.00
Duración del Proyecto: 20 años
Aplicación en un caso práctico
Evaluación de un proyecto
Suponemos que las condiciones del entorno económico y del mercado de seguros no 
cambiarán en los próximos 20 años, por lo que el valor de la prima es constante.
Supongamos que dicha prima es 1‰, es decir USD 10,000.00 anuales para un 
deducible de 2% (USD 200,000.00). 
El coaseguro es 0%.
Aplicación en un caso práctico
Evaluación de un proyecto
El valor de las pérdidas que debe cubrir el propietario lo estimamos como el valor 
esperado de las pérdidas anuales con un límite de 2% (USD 200,000.00).
El valor esperado anual de estas pérdidas ascienden a 0.1665‰ (USD 1,664.73).
Con todos estos datos proponemos el esquema de flujos del proyecto.
Aplicación en un caso práctico
Evaluación de un proyecto
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1
0
’0
0
0
,0
0
0
.0
0
10,000.00
1,664.73
Renta
(-)
(+)
¿Cuál debe ser el monto de la renta para un rendimiento específico?
Aplicación en un caso práctico
Evaluación de un proyecto
El valor presente del flujo es:
( )
( )
( )






+
−+
−−+−=
N
N
i1i
1i1
73.664,1000,10R000,000'10VP
Si se busca obtener un rendimiento de 10%, entonces i=0.10
( ) 051.873.664,11R000,000'10VP =−+−=
40.423,163'1R =
Aplicación en un caso práctico
Evaluación de un proyecto
Alternativamente, si se estima que las rentas anuales serán de USD 1’000,000.00, 
¿cuál es el rendimiento que se obtendrá?
( )
( )






+
−+
−+−=
N
N
)i1(i
1i1
73.11664R000,000'10VP
( ) 0
)i1(i
1)i1(
73.11664000,000'1000,000'10VP
20
20
=





+
−+
−+−=
%60.7i =
Aplicación en un caso práctico
Comparación de proyectos
Supongamos que se quiere analizar la posibilidad de construir el edificio con 
amortiguadores sísmicos. (x=10%).
El costo inicial del edificio se incrementa en 10% (Costo inicial = USD 
11’000,000.00).
La compañía de seguros no cambiará el valor de la prima, entonces sólo nos queda 
estimar las pérdidas futuras.
Aplicación en un caso práctico
Comparación de proyectos
El valor de las pérdidas que debe cubrir el propietario lo estimamos como el valor 
esperado de las pérdidas anuales con un límite de 2% (USD 200,000.00).
El valor esperado anual de estas pérdidas ascienden a 0.1204‰ (USD 1,324.40).
Con todos estos datos proponemos el esquema de flujos del proyecto.
Aplicación en un caso práctico
Comparación de proyectos
Si se estima que las rentas anuales serán de USD 1’000,000.00, ¿cuál es el 
rendimiento que se obtendrá?
( )
( )






+
−+
−+−=
N
N
)i1(i
1i1
40.324,11R000,000'11VP
( ) 0
)i1(i
1)i1(
40.324,11000,000'1000,000'11VP
20
20
=





+
−+
−+−=
%378.6i =
Aplicación en un caso práctico
Comparación de proyectos
¿Y si el propietario decide tomar todo el riesgo? Entonces, el valor esperado de las 
pérdidas anuales es de 0.2468‰ (USD 2,468.00)
( )
( )






+
−+
−+−=
N
N
)i1(i
1i1
00.468,2R000,000'10VP
( ) 0
)i1(i
1)i1(
468,2000,000'1000,000'10VP
20
20
=





+
−+
−+−=
%72.7i =
Iniciativa impulsada por el Banco 
Mundial.
Se generó a partir de un proyecto de 
estimación de pérdidas en Centro 
América.
Es un programa que permite la 
estimación del riesgo con fines de 
gestión.
Es una herramienta.
Requiere de información técnica en 
un formato preciso.
CAPRA-GIS
Modelación probabilista
Application 1
Application 1
Application 1
Aplicación 1
Pérdida
Económica Humana
Aplicaciones
Daño
Amenaza
Vulnerabilidad
Exposición
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
Limitaciones
✓ La mayoría de los eventos catastróficos no han ocurrido aún.
✓ Información histórica escasa.
✓ Corta memoria para desastres previos (una generación) .
✓ Se modelan eventos de 1000 años con información de 30 años.
✓ Modelación de fenómenos muy complejos con modelos analíticos
relativamente simples.
✓ El proceso de modelación requiere experiencia y mucho criterio por
parte de los modeladores.
Para cada amenaza
Para cada escenario
Para cada portafolio
Para cada componente
•Localización geográfica
•Estimación de la intensidad de 
la amenaza
•Selección de la vulnerabilidad
•Cálculo de parámetros del 
riesgo (daño, pérdidas 
económicas y humanas, etc.)
•Cálculo de lasFDP
FDP para cada escenario
Cálculo de 
recurrencia 
de la 
pérdida 
para cada 
amenaza
Cálculo de la recurrencia de la 
pérdida por múltiples amenazas 
(multi-riesgo)
Cálculos para diferentes propósitos 
PML
AAL
Efectos en la población 
(Probabilidad de víctimas) 
FIN
Esquema General de la Estimación 
del Riesgo
Amenaza
Información de escenarios, 
identificados por su ubicación, su 
magnitud y su frecuencia anual de 
ocurrencia
Exposición
Información de cada entidad en una 
base de datos asociada.
La visualización de los elementos 
expuestos se puede mejorar con mapas.
 -
 0.2000
 0.4000
 0.6000
 0.8000
 1.0000
0 100 200 300 400 500
MODIFI
CADA
Vulnerabilidad
Cada entidad es asociada a una 
FUNCIÓN DE VULNERABILIDAD, 
que representa el comportamiento del 
elemento ante las manifestaciones de la 
amenaza
Los resultados de pérdida (totales o relativas) pueden visualizarse espacialmente para 
los casos de análisis de escenarios, y el riesgo expresado en términos de Pérdidas 
Anual Esperada.
El riesgo expresado como PML puede verse únicamente en forma de gráfica para el 
conjunto de TODOS los elementos analizados.
Los resultados se guardan en archivos de texto que pueden ser manipulados para 
obtener resultados derivados de los 2 principales que genera CAPRA.
Conclusiones
Con este método se puede obtener pérdidas en un edificio o cartera de edificios.
Esta información, como complemento a revisiones estructurales formales, ayudará 
a los inversionistas a tomar mejores decisiones.
La mayor información disponible producirá estimaciones del riesgo más 
confiables.