CARTA DE INUNDACION POR TSUNAMIS

1 METODOLOGIA

1.1 PROCESAMIENTO DE INFORMACIÓN BASE – PLANIMETRÍA -

CARTOGRÁFICA La presente metodología ha sido desarrollada para la preparación de mapas de inundación por

tsunami con la herramienta de SIG (Sistemas de Información Geográfica) para el procesamiento de

la información. Se han realizado diversas actividades concentradas en:

Recopilación de información cartográfica base (topográfica, batimétrica, planimétrica,

etc.).

Diseño de la metodología para la elaboración de los mapas bases del proyecto.

Compilación y digitalización de datos del censo de población del año 2010.

Procesamiento de la información.

Tareas de campo (Comprobación de Altitudes).

Edición final

Para realizar adecuadamente la recopilación de la información cartográfica, se solicita la base

topográfica, planimétrica, fotografías aéreas, DEM (Digital Elevation Model), etc. De IGM, INEC,

SENPLADES, GADS, INOCAR, etc. Se revisa la información cartográfica existente en diferentes

escalas, analógico y digital, los datos existentes en papel y tablas de datos digitales, para

establecer la calidad, precisión temática y precisión espacial de los datos.

Definiciones cartográficas

La proyección cartográfica utilizada es el sistema de coordenadas planas con los siguientes

parámetros:

Proyección: TRANSVERSE MERCATOR

Unidades: metros

Huso.- El territorio ecuatoriano se encuentra dividido en dos husos horarios:

El Territorio Continental utiliza UTC-5(conocido internacionalmente como ECT, Ecuador

Time.

La Provincia de Galápagos utiliza UTC-6 (conocido como GALT, Galápagos Time.

Esferoide: World Geodetic System (WGS 84).

Datum: Horizontal La Canoa, Venezuela; Vertical La Libertad, Ecuador.

Definición de escalas de trabajo

Se genera el grillado en distintas escalas según el tamaño de la población como por ejemplo

1:5.000, 1:10.000 – 1:20.000. Para la identificación de las cartas resultantes se mantuvo la

nomenclatura del INEC. Se corrige los perfiles costeros del IGM con relación a la base cartográfica

del INEC 2010, en el programa ArcMAP, con las extensiones Editor activando la edición de la capa

y modificándola en base a las capas del INEC. Luego se adhirieron los layers del INEC, con sus

labels respectivos, para así identificar las vías, calles, senderos, manzanas, edificios, viviendas, etc.

Una vez terminado de modificar las capas, se procede a subir la información al Google Earth a

manera de comprobación de las calles, edificaciones, centros educativos, entre otros. Luego se

genera curvas de nivel a partir del ASTER GDEM Worlwide Elevation Data (1.5 arc-second

Resolution) del Global Mapper 12, con la herramienta de Generar contornos, se elige el intervalo

de trabajo cada 5, 10, 15 y 20 metros, una vez generada se procede a cargar en el Google Earth

para comprobar las elevaciones. En algunas poblaciones se utilizo el DEM generado por

SIGTIERRAS.

Generación de curvas de nivel a partir de DEM.

En base a la información cartográfica procesada respectivamente de los planos topográficos,

planimétricos y los modelamientos de las elevaciones se exporta a sistema de geoinformacion

globales como por ejemplo Google Earth, para realizar la identificación de zonas críticas. Los

puntos de observación que se seleccionan son cercanos a la carretera y de fácil accesibilidad a pie,

se distingue lugares donde las altitudes no presenten un alto grado de confianza y se consideran

las curvas topográficas donde se observen sectores bajos con alta probabilidad de inundaciones y

zonas que sean seguras ante una posible amenaza de inundación por tsunami.

Trabajo de campo:

Los equipos utilizados para las salidas de campo se describen a continuación:

GPS - Oregon 550

Cámara fotográfica

Mapas topográficos

Fotografías saltelitales – Fuente: Google Earth, CLIRSEN, SIGTIERRAS

Libretas de campo

Se procede a recorrer el área de estudio en base a la identificación sitios, mediante las vías

principales, tomando el posicionamiento global, describiendo los sitios visitados y elaborando el

registro fotográfico para cada sector. Consecutivamente se realiza la comprobación de las curvas

de nivel y se anotan las observaciones con respecto a las pendientes, litología de afloramientos y

los drenajes en los sectores; se realzo las variaciones de cotas diferenciando sectores que sean

seguros ante una posible inundación por tsunami.

Trabajo de gabinete:

Se revisa los datos recolectados en campo y con la ayuda de los respectivos mapas bases

desarrollados y de los sistemas de información geográfica, se corrige los datos siendo el presente

mapa el resultado final del proceso.

1.2 CALCULO DE ÁREAS DE INUNDACIÓN La metodología desarrollada para la identificación de zonas con alta probabilidad de inundación

por tsunamis en las costas ecuatorianas es desarrollada en base al uso de ecuaciones matemáticas

y el uso de sistemas de información geográficas. La información y datos son de fuentes oficiales

como son INOCAR, IGM-SIGTIERRAS, CLIRSEN, INEC y de los municipios locales en los cuales se

desarrolla los estudios. La presente metodología no recrea un evento especifico, pero asume que

se ha producido una perturbación del fondo marino en la zona de subducción entre la Plazca de

Nazca y la Sudamericana (aproximadamente 100 km de distancia), frente a las costas ecuatorianas

y que es capaz de generar un tsunami local. Para poder comprender las ecuaciones utilizadas en

este proyecto es importante conocer que los tsunamis en aguas profundas presentan poca perdida

de energía en función de la fricción de fondo y que al aproximarse hacia aguas someras empiezan

a desacelerar (perdida de energía) e incrementar su altura. Una vez producido un evento local es

vital conocer como la energía se distribuye y con que altura puede arribar hacia la costa. La forma

del relieve marino (batimetría) permite identificar cual es esa distribución y como afecta en la

perdida o aumento de energía de los frentes de ondas de tsunamis por efectos como refracción,

difracción y reflexión.

Estimación de Altura de Ola H - Japón 1933

Yamaguchi propuso un método simple para estimar la altura de ola antes de sufrir perturbaciones

locales por fricción del fondo después de estudiar los efectos del tsunami de Sanriku de 1933. Y

concluyo que en aguas poco profundas (menos de 100 mtrs.) la pérdida de energía por fricción

era muy significativa.

Donde D es la distancia en km entre la línea costera y el veril de los 100 metros. Para la estimación

de la altura de ola (H) en función de la distancia al veril de los 100 metros de profundidad descrita

en la ecuación anterior se analizaron distintas fuentes que poseen la Secretaria Nacional de

Gestión de Riesgos e INOCAR, versus el calculo con el uso del ArcGIS (shapefile veril 100 m

INOCAR) ASTER GDEM. Es importante mencionar que la información respecto a las curvas

batimétricas – son las proporcionadas por el INOCAR, y las curvas topográficas las entregadas por

el IGM.

H= 12.3 𝑒−0.067𝐷

Calculo de la distancia al veril de 100 metros

Fuente: SNGR 2011

Determinación de áreas de Inundaciones (Runup)

El área de inundación en la costa esta en función de la geomorfología del terreno (pendiente).

Para determinar las áreas de inundaciones a partir de una altura de ola estimada en varias

localidades de estudio, utilizamos la siguiente ecuación (Synolakis 1991).

Esta ecuación nos permite estimar en base a la altura de ola y la pendiente del terreno cual seria el

Run-up (respecto al nivel medio del mar). La aplicación de la teoría linear para la estimación del

Runup fue revisada y comparada con varias metodologías tanto numéricamente como en

laboratorio. Synolakis es su estudio concluye que es posible estimar áreas de inundación a partir

de la teoría linear.

Esquematización del arribo de un frente de onda arribando a las costas

Fuente Synolakis 1991

Los resultados de esta ecuación son muy parecidos a los que se obtienen con las de que se utilizan

en las ecuaciones de ondas solitarias y de la ecuación de Boussinesq.

𝑅 = 2.83 √cotβ 𝐻1.25

Calculo de la Pendiente (S)

La información de la pendiente nos permite conocer cuanto puede ingresar los frentes de ondas

producto de un tsunami. Obviamente los sitios de menor altitud serán los de mayores riesgos.

Para determinar la pendiente en cada uno de los sitios, establecimos una relación S=y/x

(altura/distancia). Se utilizo información Topográfica de los Municipios, del IGM y del Google

Earth.

Determinación de la Pendiente S en función de la geomorfología.

Fuente: Google Earth 2012

Resultado final – Carta de Inundación en una localidad

Fuente: Secretaria Nacional de Gestión de Riesgos