GUÍA DE REFERENCIA PARA SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA DE CRECIDAS REPENTINAS

Transcripción

1 GUÍA DE REFERENCIA PARA SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA DE CRECIDAS REPENTINAS SENAMI-Cusco COMET

2 La Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas fue elaborada por NOAA en alianza con el programa COMET y sigue las recomendaciones de mejores prácticas desarrolladas por la OMM. La guía proporciona una descripción de los requisitos operativos y organizacionales para un sistema de pronóstico de crecidas repentinas dentro del marco de un sistema de alerta temprana multi-amenaza. Además de servir de orientación para el desarrollo de un concepto de operaciones para el sistema de alerta temprana de crecidas repentinas, la guía incluye capítulos más detallados sobre la ciencia de las crecidas repentinas, métodos de pronóstico de crecidas repentinas, redes de monitorización, infraestructura tecnológica, diseminación y notificación de alertas y gestión comunitaria de los desastres, así como varios ejemplos de sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas. NOAA National Weather Service International Activities Office 1325 East-West Highway Silver Spring, MD EE.UU. Tel.: (301) Fax: (301)

3 GUÍA DE REFERENCIA PARA SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA DE CRECIDAS REPENTINAS

4 GUÍA DE REFERENCIA PARA SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA DE CRECIDAS REPENTINAS 2012 Mención: Esta publicación fue preparada por la University Corporation for Atmospheric Research con fondos otorgados bajo el acuerdo NA06NWS de la National Oceanic and Atmospheric Administration del Departamento de Comercio de los Estados Unidos. Todos los hallazgos, así como las declaraciones, conclusiones y recomendaciones, corresponden a los autores y no reflejan necesariamente el punto de vista de la National Oceanic and Atmospheric Administration ni del Departamento de Comercio de los Estados Unidos. Esta publicación se puede reproducir o citar, sin modificaciones, en otras publicaciones y en presentaciones, siempre y cuando se reconozca adecuadamente la fuente. Se puede obtener una versión electrónica de este documento en: Copyright , University Corporation for Atmospheric Research. Reservados todos los derechos. ISBN COMET

5 Agradecimientos Esta guía fue preparada como un esfuerzo de colaboración entre el programa COMET de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica (UCAR) y el personal de la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional (NOAA) como una contribución del Gobierno de los Estados Unidos al Programa de Cooperación Voluntaria (VCP) de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Los autores principales fueron Christopher D. Hill (COMET) y Firoz Verjee (NOAA), con contribuciones significativas de Curt Barrett (NOAA-retirado). Los insumos y revisión técnica fueron de un valor incalculable para la elaboración de esta guía. Las revisiones fueron realizadas por el Dr. Patrick Parrish, Matt Kelsch y Jennifer Fraser (COMET); Dr. Robert Jubach (Hydrologic Research Center); Dr. Maryam Golnaraghi, Dr. Claudio Caponi y Dr. Avinash Tyagi (OMM); Jennifer Lewis, Lynn Maximuk, Steve Buan, Ernie Wells y Kelly Sponberg (NOAA); y Dr. Eve Gruntfest, University of Oklahoma. La versión en español de la Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas no habría sido posible sin el trabajo altamente profesional y dedicado de nuestras traductoras - Cynthia Diez y Leticia Sáenz de CARDISO, Inversiones Cyndisa S. A. en Costa Rica. La traducción de este complejo y diverso documento en poco tiempo fue sobresaliente. Nuestra gratitud también a la Dra. Rosario Alfaro de la Oficina de Actividades Internacionales del National Weather Service por todo su apoyo en la producción de esta versión de la Guía. Su edición y sugerencias fueron muy valiosas en la preparación del documento. Esta guía está disponible en línea en formato PDF a través de COMET: Una cantidad limitada de copias impresas y en CD podrían también estar disponibles a organizaciones calificadas a través de la Oficina de Actividades Internacionales del Servicio Meteorológico Nacional de NOAA, 1325 East-West Highway Silver Spring, MD Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas iii

6

7 Contenido Agradecimientos... iii Prólogo... xiii Capítulo 1 Introducción Propósito de la Guía Qué es un sistema de alerta temprana (SAT)? Construyendo una capacidad de alerta mundial Costos y beneficios de invertir en la gestión de amenazas naturales Organización de la Guía Notas Capítulo 2 Ciencia de la crecida repentina Qué contiene este capítulo? Procesos de crecida repentina Efectos hidrológicos Efectos del suelo Efectos de la cuenca Capítulo 3 Redes de monitoreo hidrometeorológico Qué contiene este capítulo? Sensores hidrometeorológicos Redes de pluviómetros Pluviómetros Estaciones de aforo Redes de radares meteorológicos Criterios de diseño Redes de satélites Estimación de la precipitación Procesamiento de datos de satélite Requisitos en comunicaciones Comunicaciones de respaldo Observación de datos internacionales y recopilación de información Especificaciones de proveedores Referencias 3-17 Capítulo 4 Infraestructura tecnológica Qué contiene este capítulo? Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas v

8 Contenido Requisitos de hardware y sistema operativo para el pronóstico y alertas de crecidas repentinas.4-1 Aplicaciones de cómputo para apoyo en el pronóstico de crecidas repentinas Aplicaciones Redundancia y capacidades de respaldo Capítulo 5 Energía de respaldo Requisitos de mantenimiento Mantenimiento de software Mantenimiento de hardware Capacitación de técnicos Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Reseña 5-1 Incertidumbre en la generación de pronósticos de crecidas repentinas Qué contiene este capítulo? Subsistemas locales de alertas de inundaciones (SLAI) SLAI manuales SLAI automatizados Sistema de alarma de crecidas repentinas Evaluación local automatizada en tiempo real (Automated Local Evaluation in Real Time, ALERT) Sistema integrado de observación y alerta de inundaciones (Integrated Flood Observing and Warning System, IFLOWS) Subsistema de la guía de crecidas repentinas Método para determinar la FFG Modelos distribuidos: el futuro? Monitorización y predicción de crecidas repentinas (Flash Flood Monitoring and Prediction, FFMP) Determinación del potencial de crecidas repentinas Sistema global de guía de crecidas repentinas (Global Flash Flood Guidance System, GFFGS) Ejemplos del subsistema de pronóstico de crecidas repentinas Sistemas manuales de alerta local de crecidas repentinas Dinalupihan y Hermosa, Filipinas Red de estaciones Sistemas automatizados de evaluación local en tiempo real (ALERT) Sistema de notificación y representación cartográfica de inundaciones en tiempo real de Fort Collins, Colorado Condado de San Diego Red local de vigilancia de inundaciones en Polonia Concepto para construir sistemas locales de alerta de inundaciones en la república Eslovaca Subsistemas de pronóstico de la guía de crecidas repentinas (FFG) Sistema de la Guía de Crecidas Repentinas de Centro América vi Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

9 Contenido (Central American Flash Flood Guidance, CAFFG) Sistema global de alerta de inundaciones de la red internacional de inundaciones Hydrologic Research Center Referencias Capítulo 6 Diseminación y notificación de alertas Qué contiene este capítulo? Alertas y otros productos relacionados con las crecidas repentinas Concepto de varios niveles en sus marcas, listos, fuera Incertidumbre para emitir alertas Diseminación Oportunidad del mensaje de alerta Diseminación de boletines Receptores de alertas Confiabilidad del sistema de alerta Notificación 6-9 Diseño del sistema de entrega de alertas Canales de alerta Contenido del mensaje de alerta Fuentes de alerta Contexto del sistema de alerta Investigación y desarrollo Productos experimentales Referencias 6-16 Capítulo 7 Gestión comunitaria de desastres Qué contiene este capítulo? Modelo del continuo de comunicación persuasiva Programas de preparación comunitaria Identificación de socios y clientes Programas comunitarios de resiliencia a desastres Elementos de la resiliencia comunitaria Procesos de resiliencia comunitaria Beneficios de los programas de resiliencia comunitaria Herramientas de evaluación Formación de alianzas y conexiones con el público Formación de alianzas con los medios Construcción de alianzas comunitarias amplias Consejos para las reuniones iniciales con los socios Conexión con el público: un modelo simple de comunicación Audiencia Canal Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas vii

10 Contenido Referencias 7-17 Capítulo 8 Mensaje Fuente Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Qué contiene este capítulo? SAT de crecidas repentinas típico de Estados Unidos Observaciones de datos terrestres Subsistemas de pronóstico Diseminación Sistema de la Guía de Crecidas Repentinas para Centro América (Central American Flash Flood Guidance, CAFFG) Observaciones de datos terrestres Subsistema de pronóstico Datos espaciales Hardware del sistema CAFFG Diseminación Italia: sistema hidrometeorológico ALERT y de pronóstico de inundaciones en tiempo real de la región de Piamonte Subsistema de pronóstico La estructura operativa de la SSRN Diseminación Sistema de alerta temprana de peligros naturales del Valle de Aburrá (Colombia): un ejemplo del diseño de un SAT de abajo hacia arriba Entender las capacidades existentes Observaciones de datos terrestres Subsistema de pronósticos Diseminación Referencias 8-27 Capítulo 9 Desarrollo de un concepto de operaciones Qué contiene este capítulo? Por qué necesita el SMHN un ConOps de SAT de crecida repentina? Proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas Qué es un ConOps? Elementos del concepto de operaciones de un SAT de crecida repentina Errores comunes que se deben evitar cuando se desarrolla un ConOps Lista de verificación de requisitos para un ConOps de crecida repentina Referencias 9-10 Apéndice A Acrónimos y siglas... A-1 Apéndice B viii Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

11 Contenido Glosario... B-1 Apéndice C Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS...E-1 Evaluación local automatizada en tiempo real (ALERT)...E-1 Fortalezas y debilidades de ALERT...E-3 Cómo se usa el espectro de radio en los sistemas ALERT... E-4 Software ALERT... E-4 Sistema integrado de observación y alerta de inundaciones (IFLOWS)...E-5 Ventajas del intercambio de datos en IFLOWS...E-7 Limitaciones del intercambio de datos en IFLOWS...E-7 Apéndice D Descripción del índice del potencial de crecidas repentinas (FFPI)...D-1 Referencias D-4 Apéndice E Ejemplos de productos de crecidas repentinas...e-1 Productos de perspectivas hidrológicas...e-1 Productos de aviso de crecidas repentinas...e-3 Productos de alerta de crecidas repentinas...e-7 Boletines de crecidas repentinas...e-10 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas ix

12 Contenido Figuras Figura 1.1 Crecida repentina del río Urubamba, Perú, enero de Figura 1.2 Versión simplificada de una figura original producida por la OMM sobre los componentes de un sistema efectivo de alerta temprana Figura 1.3 Componentes de un SAT de crecida repentina Figura 2.1 Proceso de predicción de crecidas Figura 2.2 Variación en la infiltración por textura del suelo Figura 2.3 Efecto de la profundidad de la roca madre sobre la escorrentía Figura 2.4 Efecto del tamaño de la cuenca sobre la escorrentía Figura 2.5 Efecto de la forma de la cuenca en el caudal máximo Figura 2.6 Canalización en concreto de un caudal Figura 3.1 Representación esquemática de un pluviómetro basculante típico Figura 3.2 Retos relacionados con colocar un radar en terreno complejo Figura 3.3 Estructura básica del sistema global de telecomunicaciones de la OMM Figura 4.1 Ejemplo de un producto AWIPS FFMP Figura 4.2 Ejemplo de trayectorias redundantes de comunicación de datos Figura 4.3 Ejemplo de respaldo completo de funcionalidad por otro SMHN Figura 5.1 Curvas de lluvia (profundidad) vs. escorrentía (tasa de descarga) Figura 5.2 Hidrograma unitario hipotético con altura de inundación Figura 5.3 Umbral de escorrentía (ThreshR) Figura 5.4 Utilización de ThreshR para determinar la FFG Figura 5.5 Guía de crecidas repentinas de cabeceras para períodos de 1, 3 y 6 horas Figura 5.6 Guía de crecidas repentinas en malla para la cuenca del Río Missouri Figura 5.7 Típico limnímetro manual en el SLAI de Filipinas Figura 5.8 Red del Sistema de Alerta de Inundaciones (ALERT) del condado de San Diego, California Figura 5.9 Países centroamericanos servidos por el sistema CAFFG Figura 5.10 Guía de crecidas repentinas y productos de amenaza de crecidas repentinas para Nicaragua Figura 6.1 Crecida repentina del Río Urubamba en Aguas Calientes, Perú Figura 6.2 Pasos para implementar un producto experimental Figura 7.1 Etapas de la comunicación persuasiva Figura 7.2 Crecida repentina del Río Urubamba en Aguas Calientes, Perú Figura 7.3 Residentes respondiendo a la inundación en Aguas Calientes, Perú Figura 7.4 Roles de los medios impresos y de difusión Figura 7.5 Modelo de comunicación Figura 8.1 Red nacional de radares de los Estados Unidos Figura 8.2 SAT de crecidas repentinas de los Estados Unidos Figura 8.3 Países servidos por la CAFFG Figura 8.4 Estructura organizativa de la CAFFG x Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

13 Contenido Figura 8.5 Flujograma programático del sistema de CAFFG Figura 8.6 Procesamiento de lluvia en tiempo real en CAFFG Figura 8.7 Datos de elevación, arroyos y bordes de cuencas hidrográficas para CAFFG Figura 8.8 Ejemplo de mapas de propiedades del suelo para CAFFG Figura 8.10 Región de Piamonte de Italia Figura 8.9 Possible dissemination paths to CAFFG response agencies Figura 8.11 Tres niveles de peligro hidrológico para los principales ríos de Piamonte Figura 8.12 Áreas homogéneas de pronóstico en el Sistema de Alerta de Piamonte Figura 8.13 Estructura del grupo de pronóstico hidrometeorológico de Piamonte Figura 8.14 Diagrama del Sistema FloodWatch de Piamonte Figura 8.15 Ubicación de Valle de Aburrá, Colombia Figura 8.16 Diagrama general del AVNHEWS Figura 8.17 Representación idealizada del sistema de distribución de alertas del Valle de Aburrá Figura 9.1 Componentes de un SAT de crecida repentina Figura 9.2 Proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas Figura 9.3 Preguntas que dirigen el desarrollo de un ConOps Figura C.1 Representación esquemática de un sistema ALERT...E-2 Figura C.2 Representación esquemática de un sistema IFLOWS... E-6 Figura D.1 Ejemplo del FFPI estático relativo para porciones del sur de Utah...D-3 Tabla Tabla 3.1 Consideraciones logísticas para la instalación de una red de radares Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas xi

14 Contenido Prólogo Difícilmente pasa un día sin noticia de otra crecida repentina devastadora en algún lugar del planeta. Aunque existen varios tipos de inundaciones, las crecidas repentinas están entre las más peligrosas. Contienen suficiente poder destructivo para cambiar el curso de los ríos, enterrar casas en el lodo y arrasar o destruir todo lo que encuentran a su paso. En vista de que las crecidas repentinas pueden ocurrir aún si no está lloviendo en el área inmediata, los sistemas de alerta temprana y la preparación son críticos para salvar vidas. Debido a su complejidad y costo, pocos países han implementado sistemas de pronóstico y alerta de crecidas repentinas. Afortunadamente, los nuevos desarrollos tecnológicos han logrado que estos sistemas sean más asequibles y técnicamente factibles. Ahora existe una variedad de opciones para construir sistemas locales, regionales y mundiales para alertar a las poblaciones vulnerables acerca de la amenaza inminente de crecidas repentinas. La Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas fue desarrollada por el National Weather Service de NOAA y el programa COMET, en consulta con la Organización Meteorológica Mundial, como el segundo volumen en una serie de guías de referencia de sistemas de alerta temprana para múltiples amenazas. La guía provee recomendaciones y directrices para el diseño y la operación de sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas. Tomadores de decisiones, tanto dentro como fuera de los gobiernos, pueden utilizarla para entender mejor las crecidas repentinas y los elementos que comprende un sistema de alerta temprana de crecidas repentinas efectivo e integral. Las mejores prácticas mencionadas se basan en métodos probados y efectivos ya aplicados en áreas propensas a las crecidas repentinas alrededor del mundo. La intención de esta guía es ayudar a los servicios hidro-meteorológicos nacionales a desarrollar un concepto de operaciones para un sistema de alerta temprana de crecidas repentinas. Incluye capítulos relacionados con la ciencia de las crecidas repentinas, métodos de pronóstico de crecidas repentinas, redes de monitorización, infraestructura tecnológica, diseminación y notificación de alertas y gestión comunitaria de los desastres, así como varios ejemplos de sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas. NOAA espera que esta guía aliente y asista a los países y comunidades a desarrollar los sistemas de alerta temprana necesarios para salvar vidas y proteger la propiedad de la amenaza súbita de una crecida repentina. Estamos comprometidos a trabajar con nuestros socios alrededor del mundo para continuar mejorando la comprensión de las crecidas repentinas y la capacidad de pronosticar, alertar, preparar y responder a estos desastres. Jane Lubchenco, Ph.D. Subsecretaria de Comercio para Océanos y Atmósfera xii Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

15 Capítulo1 Introducción Casi todos los días escuchamos que otro desastre masivo afectó vidas humanas y propiedad en algún lugar del planeta. Los terremotos, los ciclones y las inundaciones severas causan gran devastación y generan imágenes sensacionales por meses o aún años después de su paso. Es fácil de entender que este tipo de amenazas cautivan la atención de los decisores políticos y del público en general, que muchas veces sufre los impactos directos de estos eventos. Una categoría de amenaza natural, la crecida repentina, rara vez recibe este nivel de atención. Sin embargo, de acuerdo con la Organización Meteorológica Mundial (OMM), las crecidas repentinas son la forma más letal de amenaza natural (basado en la relación entre número de muertes y número de personas afectadas) y causan millones de dólares en daños a la propiedad cada año. 1 Esto se debe a que las crecidas repentinas, que son eventos de inundación de corta duración con un caudal máximo relativamente alto, tienden a ocurrir frecuentemente pero a muy pequeña escala. Las crecidas repentinas a menudo impactan las poblaciones más pobres en áreas remotas. Individualmente, rara vez capturan los encabezados de las noticias, pero en conjunto pueden menoscabar seriamente el desarrollo de una región. Definiciones de crecida repentina 1. Organización Meteorológica Mundial: una inundación de corta duración que alcanza un caudal máximo relativamente alto. 2. American Meteorological Society: una inundación que crece y baja rápidamente con poca o ninguna advertencia, usualmente como resultado de lluvia intensa sobre un área relativamente pequeña. 3. U.S. National Weather Service: una inundación rápida con caudal extremadamente alto en un área normalmente seca, o una crecida rápida del nivel del agua de un río o quebrada por encima del nivel de inundación predeterminado, que ocurre típicamente dentro de las 6 horas siguientes al evento causante (ej., lluvia intensa, ruptura de una represa o liberación del agua atrapada en el hielo). Sin embargo, el tiempo real de ocurrencia podría variar en diferentes partes del país. Una inundación continua se puede intensificar a crecida repentina en casos donde lluvia intensa resulta en una crecida rápida de las aguas de inundación. Las crecidas repentinas pueden ser peligrosas y destructivas en casi cualquier parte del mundo. En Italia en junio de 1996, más de 40 cm de lluvia cayeron en menos de seis horas, descargando hasta 8.8 cm en 30 minutos, casi un record para Italia. El pueblo de Cardoso en el valle de Versilia sufrió daños severos por la crecida repentina ocasionada. Trece personas murieron. 1 World Meteorological Organization, Global approach to address flash floods, in MeteoWorld (June 2007), publicbenefit/downloads/wmo-flashflood.pdf Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 1-1

16 Capítulo 1: Introducción SENAMHI-Cusco Figura 1.1 Crecida repentina del río Urubamba, Perú, enero de Más recientemente, crecidas repentinas anegaron el pueblo de Aguas Calientas en Perú, a finales de enero de 2010, dejando 4,000 turistas atrapados que subían o bajaban de las ruinas de Machu Picchu. Estuvieron atrapados en el pequeño pueblito por dos días o más, hasta que pudieron ser rescatados por helicópteros. El crecido río Urubamba (Valcanota) lavó puentes y destruyó muchas secciones del ferrocarril que transporta los turistas al sitio (Fig. 1.1). Un pluviómetro ubicado 100 km aguas arriba registró 23.6 cm en 13 horas antes de la inundación. Las autoridades estiman que las inundaciones destruyeron 2,000 casas. En setiembre de 2009, fuertes lluvias en el transcurso de una noche en los alrededores del distrito İkitelli de Estambul, Turquía, produjeron crecidas repentinas de 2 metros que destruyeron un distrito comercial de la ciudad en las primeras horas de la mañana cuando las personas se dirigían a trabajar, matando a 13 conductores que dormían en sus camiones y a 7 mujeres que estaban bajándose de una camioneta para ir a trabajar en una fábrica de textiles. Muchos otros se vieron forzados a subirse a techos y vehículos para escapar de la inundación y tuvieron que ser rescatados con helicópteros o cuerdas. La inundación dañó severamente casas, negocios y fincas. Los meteorólogos reportaron que la lluvia había sido la más intensa en 80 años y el Primer Ministro de Turquía lo llamó el desastre del siglo. En los Estados Unidos las crecidas repentinas pueden ser mortales, aún con el más moderno equipo de pronóstico. En 2003, entre 150 y 200 mm de lluvia cayeron en tres horas en una cuenca de captación de 5 km 2 que alimenta la pequeña quebrada Jacob Creek en el estado de Kansas en el medio oeste. Unas pocas horas después, una pared de agua de 2 metros embistió una de las principales carreteras interestatales, la Kansas Turnpike, cuando las barreras que 1-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

17 Capítulo 1: Introducción retenían el agua cedieron. Según un testigo, doce barreras de concreto de 4,500 kilogramos se fueron flotando como plumas y siete carros sobre el puente las siguieron. Seis personas murieron, incluida una madre y sus cuatro hijos y un hombre que había salido de su carro para ayudar a otros. Aunque el Servicio Meteorológico Nacional (NWS, National Weather Service) de la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional (NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration) había emitido un aviso de vigilancia de crecida repentina para el área ese día, no hubo alerta. Las crecidas repentinas típicamente son causadas por lluvias torrenciales, pero también pueden ocurrir debido al rompimiento de una represa, un dique o una acumulación de témpanos de hielo en el invierno o la primavera. Las crecidas repentinas urbanas son un problema común y cada vez más serio conforme las ciudades crecen y se expanden. Las superficies impermeables como el concreto o los suelos desnudos compactados, junto con las alteraciones a los drenajes naturales, crean una escorrentía instantánea de alta energía cuando hay lluvias fuertes que puede inundar carreteras y edificios muy rápidamente. A pesar de la importancia de estos eventos de crecida repentina, pocos países cuentan con sistemas de alerta de crecida repentina. Esto se debe en parte a la complejidad técnica de predecir eventos de crecida repentina con suficiente confianza (precisión) y tiempo de anticipación (aviso previo) para tomar precauciones. Algunos países han establecido sistemas de alerta temprana (SAT) de crecida repentina, pero no los han mantenido. Los nuevos modelos informáticos, los sistemas de percepción de precipitación y los avances en la tecnología de comunicaciones, han logrado que la alerta temprana sea cada vez más asequible, efectiva y sostenible. Pero también se debe hacer notar que aún con los sistemas de pronóstico que emplean densas redes de pluviómetros, cobertura de radares, algoritmos satelitales, modelos informáticos de alta resolución de los procesos atmosféricos y modelos hidrológicos distribuidos, en algunas situaciones el estado de la ciencia aún no es capaz de pronosticar con exactitud, con suficiente tiempo de antelación, dónde ocurrirá una crecida repentina causada por tormentas convectivas. Los eventos de crecida repentina aún escapan a los sistemas de alerta más sofisticados, debido a la incapacidad de la ciencia de detectar la localización y el momento de lluvias fuertes a pequeña escala. Pero ahora los países susceptibles a inundaciones con poblaciones vulnerables cuentan con una gama de opciones para crear sistemas de alerta locales o regionales o aún de participar en sistemas de alerta temprana mundiales capaces de ofrecer alguna protección contra las crecidas repentinas. Estas opciones incluyen: 1) Detección de eventos de lluvias fuertes por medio de redes de pluviómetros/aforo de caudales, redes de radares, sensores satelitales o alguna combinación de estos tres. 2) Pronósticos inmediatos (nowcasts) manuales o computarizados de crecidas repentinas inminentes por eventos diagnosticados de lluvias fuertes. 3) Modelos atmosféricos a escala fina, posiblemente combinados con modelos hidrológicos distribuidos, para pronosticar el riesgo de crecida repentina en una o más cuencas en el corto plazo. 2 Hatim Sharif, Univ. Texas San Antonio Dept. Civil and Environmental Engineering presentation at Flood Coalition Meeting Dec Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 1-3

18 Capítulo 1: Introducción No se puede ignorar el hecho de que las crecidas repentinas son fenómenos complejos tanto hidrometeorológicos como sociológicos. En otras palabras, no es suficiente desarrollar una metodología robusta de detección y/o pronóstico; además se debe prestar atención a las tendencias humanas de ignorar o minimizar el impacto personal de las alertas. Sharif 2 encontró que Texas es número uno entre los estados de Estados Unidos en cantidad total de muertes por inundaciones (840) para el período de 50 años entre 1959 y De esas muertes, el 77 por ciento murieron en vehículos mientras intentaban cruzar carreteras y puentes inundados, a menudo conduciendo alrededor de barricadas colocadas con la intención de salvar sus vidas. Propósito de la Guía Esta Guía tiene como intención ofrecer una referencia para el establecimiento de sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas dentro del marco de Sistemas de Alerta Temprana de Múltiples Amenazas (SATMA) basados en métodos probados y eficaces ya utilizados en áreas propensas a las crecidas repentinas alrededor del mundo. Su propósito es servir como referencia para tomadores de decisiones tanto gubernamentales (especialmente centros de pronóstico meteorológico 3 ) como no gubernamentales, que podrían no estar seguros de los procesos y componentes que constituyen un sistema de orientación y alerta temprana de crecida repentina robusto y bien coordinado. Esta Guía usa el término popular sistema de extremo a extremo como descripción de este sistema integral, aunque esto no describe adecuadamente la no linealidad creada por los enlaces cruciales de retroalimentación. Esta Guía también es de interés para: 4 Decisores políticos internacionales, regionales, subnacionales y comunitarios 4 Autoridades nacionales y locales responsables de servicios y preparación para emergencias 4 Comunidades en riesgo de crecidas repentinas 4 Organizaciones no gubernamentales (ONG) 4 Especialistas en desarrollo internacional 4 Donantes 4 Especialistas en gestión de emergencias 4 Hidrólogos 4 Meteorólogos 4 Periodistas 4 Investigadores académicos, profesores y estudiantes 4 Público en general 2 Hatim Sharif, Univ. Texas San Antonio Dept. Civil and Environmental Engineering presentation at Flood Coalition Meeting Dec In the 52th Session of the Executive Council (paragraph ) WMO defines NHS as National Hydrologic Service, NMS as National Meteorological or Hydrometeorological Service, and NMHS as National Meteorological and Hydrological Service. 1-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

19 Capítulo 1: Introducción Qué es un sistema de alerta temprana (SAT)? Construyendo una capacidad de alerta mundial En enero de 2005, Naciones Unidas convocó la Segunda Conferencia Mundial sobre la Reducción de los Desastres en Kobe, Hyogo, Japón. Durante esta conferencia, se negoció un acuerdo llamado Marco de Acción de Hyogo : Aumento de la resiliencia de las naciones y las comunidades ante los desastres i (MAH) y fue adoptado por 168 países. Se amplió el paradigma de la gestión del riesgo de desastres de solamente respuesta después de un desastre a una aproximación más integral que también incluye medidas de prevención y preparación. El Marco de Acción de Hyogo también enfatiza la necesidad de identificar, evaluar y vigilar los riesgos de desastre y potenciar la alerta temprana. Luego de este acuerdo, se están haciendo esfuerzos para incorporar los sistemas de alerta temprana como un componente integral de la estrategia de gestión del riesgo de desastres de cualquier país, permitiendo a los gobiernos y las comunidades tomar las medidas apropiadas para construir resiliencia a los desastres naturales en las comunidades. Cada vez más, los SAT están siendo reconocidos en los más altos niveles políticos como una herramienta crítica para salvar vidas y el sustento, y cada día los gobiernos nacionales y locales, las agencias de desarrollo internacional y los donantes bilaterales están invirtiendo más en apoyar estos sistemas. Una de las principales conclusiones de la Encuesta Mundial sobre Sistemas de la Alerta Temprana, ii lanzada en la Tercera Conferencia Internacional sobre Alerta Temprana (EWC III), en Bonn, Alemania (marzo de 2006), fue que todavía se deben enfrentar múltiples desafíos para asegurar que los SAT se implementen como una parte integral de las estrategias de reducción del riesgo de desastres por múltiples amenazas. Estos desafíos incluyen legislación, finanzas, organización, dificultades técnicas, operaciones, capacitación y fortalecimiento de capacidades. Los resultados de una encuesta a nivel de país realizada por la OMM en , iii indicaron que más del 70% de los países requiere desarrollar y fortalecer capacidades básicas como redes de observación hidrometeorológicas, sistemas de pronóstico 24/7 y sistemas de comunicación para asegurar el establecimiento de SAT efectivos. Además, los resultados de un informe de evaluación de SAT recopilado y escrito por la OMM en colaboración con otras agencias de Naciones Unidas (ONU) para apoyar el Informe de Evaluación Mundial sobre la Reducción del Riesgo de Desastres 2009iv reveló que muchos países, especialmente los que están en mayor riesgo, continúan enfrentando dificultades en construir y mantener sus SAT. En 2006, durante la EWC-III, se elaboró una Lista de Comprobación para el Desarrollo de Sistemas de Alerta Tempranav como herramienta para los gobiernos que están desarrollando o evaluando SAT. La OMM está trabajando sistemáticamente para asistir a los países en el desarrollo de sus SAT con un enfoque multi-amenaza. El Primer Simposio Internacional de Expertos en SAT Multi-Amenaza vi, celebrado por la OMM en mayo de 2006, identificó criterios para buenas prácticas. En el Segundo Simposio Internacional de Expertos en SAT Multi-Amenaza de la OMM en 2009 vii, expertos de alrededor del mundo discutieron varias buenas prácticas nacionales utilizando los cuatro componentes operativos de los sistemas de Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 1-5

20 Capítulo 1: Introducción Datos sobre amenazas y pronósticos Coordinación y colaboración Información sobre riesgos RUTA DE EVACUACIÓN Mecanismos de comunicación y divulgación Preparación y respuesta temprana The COMET Program Figura 1.2 Versión simplificada de una figura original producida por la OMM sobre los componentes de un sistema efectivo de alerta temprana. viii alerta temprana efectivos. Los componentes de un SAT efectivo, ilustrados en la Figura 1.2 incluyen: 1) Detección y pronóstico de amenazas y elaboración de mensajes de alerta de amenazas 2) Evaluación de los riesgos potenciales e integración de la información de los riesgos en los mensajes de alerta 3) Divulgación oportuna, confiable y comprensible de mensajes de alerta a las autoridades y a la población en riesgo 4) Planificación, preparación y capacitación en emergencias a nivel comunitario, enfocadas en obtener una respuesta efectiva a las alertas para reducir el impacto potencial sobre vidas y el sustento Una aproximación multi-amenaza ayuda al país a apalancar las diferentes capacidades y recursos y a tratar los temas de sostenibilidad e interoperabilidad de y entre los cuatro componentes del sistema. La coordinación entre las agencias nacionales y las comunidades es un ingrediente necesario para que las alertas resulten en acciones de protección y en la mitigación de las pérdidas. En 2010, la OMM definió buenas prácticas en sistemas de alerta temprana (SAT) y posteriormente preparó un documento titulado Alianzas y Coordinación Institucional en Sistemas Alerta Temprana Multi-Amenaza. ix Las guías de la OMM están siendo elaboradas en cooperación con otros socios de la ONU e internacionales, así como sus miembros. Las guías describirán un proceso sistemático para documentar buenas prácticas en SAT y proporcionarán 1-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

21 Capítulo 1: Introducción una receta para uso de los países en desarrollo en el establecimiento de sistemas de alerta temprana multi-amenaza (SATMA) robustos. Esta Guía sigue las recomendaciones de buenas prácticas que está desarrollando la OMM y se enfoca en establecer un sistema integral o de extremo a extremo de alerta temprana y respuesta a crecidas repentinas, similar al que se aplica en Estados Unidos. Cualquier SAT tendrá sus propios requisitos y condiciones operativas únicas y ningún sistema funcionará para todos. Pero todos los sistemas eficaces comparten ciertos rasgos comunes. Esta Guía describe esas características comunes y ofrece ejemplos de los diferentes sistemas en operación actualmente en los Estados Unidos y alrededor del mundo. El desarrollo y la sostenibilidad de un SAT de crecidas repentinas requieren de compromiso político y de inversiones dedicadas. Este documento asume que una organización que está construyendo una capacidad de alerta de crecidas repentinas tiene un mandato por ley de advertir a la población de crecidas repentinas inminentes. El objetivo principal de un sistema de alerta temprana (SAT) es dar el poder a personas y comunidades amenazadas de actuar a tiempo y de manera apropiada para reducir la posibilidad de heridas, pérdida de vida, daño a la propiedad y al ambiente y pérdida del sustento. Cada una de las agencias gubernamentales (en particular los servicios meteorológicos nacionales, las agencias nacionales y locales de gestión de desastres), las organizaciones no gubernamentales, las empresas, las instituciones académicas, los socios internacionales y las comunidades locales juegan un papel esencial en el diseño y la implementación exitosa de la mayoría de los sistemas de alerta temprana de amenazas naturales. La Figura 1.3 sugiere que un sistema de alerta de crecida repentina no tiene que ser independiente, sino que puede ser un sistema dentro del sistema de alerta temprana multiamenaza. El SAT de crecidas repentinas se compone de subsistemas de amenazas tanto específicos como compartidos que, cuando se integran con otros sistemas de alerta temprana de amenazas naturales para eventos como huracanes, tormentas severas, tsunamis, etc., tienen la capacidad de funcionar como un solo y efectivo sistema de alerta temprana multi-amenaza (SATMA). Esto no significa que todos los subsistemas sean únicos para una amenaza específica. Para un SAT de crecida repentina, los subsistemas de información del riesgo y de datos de la amenaza y pronósticos son muy específicos a la hidrometeorología; sin embargo, los subsistemas de comunicación y divulgación y de preparación y respuesta tienen componentes que podrían ser igualmente efectivos para otros tipos de amenaza. Costos y beneficios de invertir en la gestión de amenazas naturales La Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres (EIRD) de las Naciones Unidas y el Banco Mundial recomiendan el uso de análisis económicos para investigar la factibilidad de implementar sistemas de gestión de amenazas naturales. El análisis costo-beneficio no solo es crucial para entender las implicaciones financieras de comprar, operar y mantener estos sistemas, sino que también es importante para entender el impacto de los sistemas de gestión de Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 1-7

22 Capítulo 1: Introducción Sistema de Alerta Temprana de Crecidas Repentinas Información de riesgos (ver Capítulo 7) Evaluaciones de riesgo Bases de datos de amenazas Estadísticas de amenazas Herramientas de análisis Ciencia e investigación (ver Capítulo 2) Información de riesgos en alertas Datos de amenazas y pronósticos Redes de monitoreo (ver Capítulo 3) Detección y análisis Infraestructura informática (ver Capítulo 4) Predicción de crecidas repentinas (ver Capítulo 5) Emisión de alertas Comunicación y divulgación (ver Capítulo 6) Divulgación de alertas oportunas Redes de voz y datos para personal de primera respuesta Medios de comunicación Alarmas y sirenas RUTA DE EVACUACIÓN Preparación y respuesta (ver Capítulo 7) Planificación para emergencias a nivel comunitario Educación y extensión Capacitación y ejercicios de preparación Seguro de inundación Estabilización y refuerzo de suelos Reconstrucción y reasentamiento Retroalimentación del sistema The COMET Program Figura 1.3 Componentes de un SAT de crecida repentina. amenazas sobre la vida humana, el ambiente y los intereses sociales a largo plazo. Los análisis costo-beneficio son una herramienta po derosa para equilibrar las inversiones en infraestructura contra las aspiraciones a largo plazo, como la seguridad económica y el desarrollo. Existe más información disponible acerca de cómo realizar un análisis costo-beneficio para la gestión de amenazas de varias instituciones líderes, incluidas: 1) National Oceanic and Atmospheric Administration y National Center for Atmospheric Research de los Estados Unidos. Primer on Economics for National Meteorological and Hydrological Services (Lazo et al, setiembre 2007) 2) ProVention Consortium. Cost-benefit Analysis bajo el menú Resources en el sitio web de ProVention Consortium: Organización de la Guía Esta Guía ofrece una descripción de los requisitos operativos y organizacionales para un subsistema de pronóstico de crecida repentina dentro del marco de un sistema de alerta temprana multi-amenaza. En vista de que fue escrita principalmente desde la perspectiva de un servicio meteorológico e hidrológico nacional, existen ciertos aspectos de información de riesgos y preparación (según muestra la Fig. 1.3) que van más allá del alcance de esta Guía. El Capítulo 1-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

23 Capítulo 1: Introducción 2 es un breve resumen de la hidrología de las crecidas repentinas, seguido de cinco capítulos que describen los diferentes elementos (subsistemas) de algunos de los sistemas exitosos en operación actualmente alrededor del mundo. Cada uno de estos capítulos comienza con una descripción general de un elemento del subsistema y su rol dentro de un sistema integral o de extremo a extremo, para que el lector entienda inmediatamente su propósito relativo. Las secciones restantes de cada capítulo proporcionan niveles adicionales de detalle acerca de los elementos del subsistema. El octavo capítulo ofrece ejemplos de sistemas de extremo a extremo exitosos y el capítulo final es un mapa de ruta para desarrollar un concepto de operaciones (ConOps) para un SAT. El ConOps proporciona una descripción de alto nivel de los recursos, métodos y procedimientos empleados comúnmente para operar el SAT. Se destaca información crítica y ejemplos en recuadros a lo largo de este documento. Además, se incluye una lista de siglas, un glosario de términos y una variedad de referencias útiles en los apéndices al final de la Guía. La estructura de la Guía es la siguiente: Capítulo 1 Introducción Este capítulo describe el propósito de los sistemas de alerta temprana de crecida repentina y ofrece una definición general de lo que constituye un SAT. También describe la importancia de entender todos los costos y beneficios de implementar estos sistemas para orientar las inversiones apropiadas en fortalecimiento de capacidades, desarrollo de tecnologías, infraestructura social y sostenibilidad. Capítulo 2 Ciencia de las crecidas repentinas Este capítulo contiene una descripción de la ciencia de la hidrometeorología de las crecidas repentinas. Luego de definir el término crecida repentina, analiza sus causas y el proceso a través del cual su predicción se puede integrar en los programas de pronóstico hidrológico. Capítulo 3 Redes de monitoreo hidrometeorológico El pronóstico de crecidas repentinas es intensivo en datos y altamente dependiente del procesamiento oportuno de una variedad de información antes y durante eventos de crecida repentina. Algunos tipos de datos están disponibles en tiempo real a través de internet y enlaces satelitales. Sin embargo, la mayoría de los tipos de datos se recolecta utilizando sensores locales y se comunica usando infraestructura regional alámbrica e inalámbrica. Contar con redes de múltiples sensores es crítica para el éxito de un sistema de extremo a extremo y el capítulo 3 examina las consideraciones clave para planificar ese aspecto de un SAT de crecida repentina. Capítulo 4 Infraestructura tecnológica Los capítulos anteriores dejan claro que el pronóstico de crecidas repentinas puede ser intensivo en tecnología. Este capítulo resume los requisitos de infraestructura para implementar y operar un sistema de alerta temprana de crecida repentina. En vista de que la informática cambia constantemente, no se discuten tecnologías específicas; en su lugar, esta sección describe las capacidades básicas esenciales de un sistema para predecir crecidas repentinas. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 1-9

24 Capítulo 1: Introducción Capítulo 5 Subsistemas del pronóstico de crecidas repentinas Este capítulo se enfoca en describir los detalles técnicos de varias metodologías distintas utilizadas para la detección y predicción de crecidas repentinas. La primera metodología, a menudo llamada Sistema Local de Alerta de Inundación (LFWS, Local Flood Warning System), comprende mediciones hidrometeorológicas manuales y/o automatizadas más algún método para recolectar y procesar las lecturas en un sitio centralizado. La segunda metodología utiliza una guía de crecidas repentinas (FFG, Flash Flood Guidance). Empleada por varios países alrededor del mundo, este proceso compara la precipitación observada con los valores de la guía de crecida repentina (GCR). Esta GCR representa la relación lluvia a escorrentía que describe la lluvia necesaria para producir una crecida repentina, dadas las condiciones de humedad antecedentes y otros factores como terreno local, uso de suelos, condiciones del suelo y características de la vegetación. El capítulo además analiza el sistema emergente FFG Global (GFFGS) y examina brevemente los nuevos modelos de pronóstico hidrológico distribuido. Capítulo 6 Divulgación y notificación de alertas Un protocolo efectivo y bien entendido para emitir alertas es un elemento esencial pero muchas veces ignorado de un SAT. El capítulo 6 describe una aproximación recomendada para la elaboración y divulgación de alertas y las estrategias asociadas para maximizar el impacto de esos boletines. El Apéndice E contiene ejemplos de boletines. Capítulo 7 Gestión comunitaria de los desastres Las comunidades locales juegan un papel esencial en la preparación y la respuesta a las crecidas repentinas. Este capítulo describe metodologías de gestión comunitaria que promuevan una capacidad local que sea tanto sostenible como efectiva antes y después de eventos de crecida repentina. Construir alianzas, comunicaciones y capacitación dirigidas y crear una actitud de propiedad local son solo algunas de las estrategias que promueven un SAT de crecida repentina exitoso. Capítulo 8 Ejemplos de sistemas integrales de alerta temprana de crecida repentina Este capítulo ilustra cómo calzan los sistemas de pronóstico de crecida repentina en los sistemas integrales de alerta temprana por medio de descripciones detalladas de varios de estos sistemas que están operando actualmente o bajo desarrollo en América del Norte, América Latina, Europa y Asia. Los ejemplos de este capítulo son más detallados que las descripciones cortas de los subsistemas de pronóstico de crecida repentina examinados brevemente en el capítulo 5. Capítulo 9 Desarrollo de un concepto de operaciones El capítulo final de esta Guía describe el desarrollo de un concepto de operaciones ( ConOps ) para un SAT de crecida repentina es decir, las estrategias, tácticas, políticas y limitaciones que describen cómo un SAT reducirá los impactos de los eventos de crecida repentina. El ConOps proporciona una descripción de alto nivel de los recursos, métodos y procedimientos que serán empleados para operar el SAT Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

25 Capítulo 1: Introducción Apéndices Referencias adicionales Apéndice A: Siglas Apéndice B: Glosario Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Apéndice D: Descripción del Índice de Crecida Repentina Potencial (FFPI, Flash Flood Potential Index) Apéndice E: Ejemplos de productos de crecida repentina Notas i ii En 2005, luego del trágico tsunami del Océano Índico, el Secretario General de la ONU, Kofi Annan, solicitó una encuesta mundial de alerta temprana. Esta encuesta fue coordinada por la Secretaría de la EIRD con el apoyo de una fuerza de tarea de múltiples agencias, co-presidida por la OMM y OCHA. Esta encuesta se puede encontrar en: nsf/db900sid/ammf-6vkh6z/$file/unisdr-sep2006.pdf?openelement. iii De los 187 miembros de la OMM, 139 participaron en la encuesta. La encuesta se encuentra resumida en Assessment Report of National Meteorological and Hydrological Services in Support of Disaster Risk Reduction : iv Informe de Evaluación Mundial sobre la Reducción del Riesgo de Desastres: gar/ v La lista de comprobación se encuentra en el sitio web de la Tercera Conferencia Internacional sobre Alerta Temprana (EWC III): vi Este simposio reunió a casi 100 expertos de redes de 20 agencias internacionales, regionales y nacionales. MHEWS-I identificó (i) Programa de preparación de ciclones de Bangladesh, (ii) Sistema de alerta temprana de ciclones tropicales de Cuba, (iii) Sistema de vigilancia francés, (iv) Programa de alerta temprana multi-amenaza y de preparación para emergencias de Shanghai, v) Sistemas de alerta temprana multi-amenaza en Estados Unidos: coordinación y cooperación del Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos, vi) Gestión de alertas de Deutscher Wetterdienst, y vii) Sistema de alerta temprana multi-amenaza en Japón, como ejemplos de buenas prácticas. La reunión resaltó que esta no es una lista exhaustiva, ya que existen otras prácticas que podrían ser identificadas y agregadas a esta lista. Más detalles sobre los resultados de MHEWS-I están disponibles en Los co-patrocinadores incluyeron a la OMM, FICR, OCHA, PNUD, UNESCO, el Banco Mundial y la Secretaría de la EIRD. vii Segundo Simposio de Expertos en Sistemas de Alerta Temprana Multi-Amenaza (Toulouse, 2009), drr/events/mhews-ii/index_en.html viii ix Las guías han sido preparadas con base en la documentación de siete buenas prácticas en Sistemas de Alerta Temprana y serán publicadas en el libro Institutional partnerships in Multi-Hazard Early Warning Systems, Golnaraghi M. (Ed) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 1-11

26 Capítulo 2 Ciencia de la crecida repentina Una crecida repentina generalmente se define como una inundación de corta duración que alcanza un caudal máximo relativamente alto (Organización Meteorológica Mundial). La Asociación Meteorológica Americana la define como una inundación que crece y baja rápidamente con poca o ninguna advertencia, usualmente como resultado de lluvia intensa sobre un área relativamente pequeña. El Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos emplea una definición más detallada: Una inundación rápida con caudal extremadamente alto en un área normalmente seca, o una crecida rápida del nivel del agua de un río o quebrada por encima del nivel de inundación predeterminado, que ocurre típicamente dentro de las 6 horas siguientes al evento causante (ej., lluvia intensa, ruptura de una represa o liberación del agua atrapada en el hielo). Sin embargo, el tiempo real de ocurrencia podría variar en diferentes partes del país. Una inundación continua se puede intensificar a crecida repentina en casos donde lluvia intensa resulta en una crecida rápida de las aguas de inundación. Sin importar cuál definición se utilice, las características distintivas de una crecida repentina significan que los procesos de pronóstico son muy diferentes para esta amenaza que para otros tipos de fenómenos hidrometeorológicos. Las crecidas repentinas pueden ser causadas por una variedad de eventos incluyendo lluvia intensa, rompimiento de una estructura natural (ej., escombros de un lago glacial) o hecha por el hombre (ej., represa, dique) que embalsa agua o el embalse súbito de agua río arriba de una presa de hielo. Las crecidas repentinas pueden tener muchas causas; este documento sólo se ocupa de la más común, las lluvia intensa. Qué contiene este capítulo? Este capítulo debe ser leído por personas que requieren una comprensión básica de la hidrología asociada con crecidas repentinas causadas por lluvias fuertes. El capítulo examina brevemente cómo las características del suelo, los rasgos de la cuenca, la densidad de drenaje y el uso de la tierra afectan el desarrollo y la intensidad de las crecidas repentinas. Procesos de crecida repentina Las crecidas repentinas o avenidas son eventos hidrológicos de desarrollo rápido que pueden ser difíciles de pronosticar. La combinación de lluvia fuerte con procesos de producción de escorrentía rápidos y a menudo eficientes es común a la mayoría de los eventos de crecida repentina. Por lo tanto, la naturaleza de la lluvia y los procesos anticipados de escorrentía son 2-12 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

27 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina Figura 2.1 Proceso de predicción de crecidas elementos clave en el proceso de predicción. La siguiente figura (Fig. 2.1) describe el proceso general de predicción de crecidas y cómo las crecidas repentinas se relacionan con ese proceso más amplio. En general, entre mayor sea la intensidad de la precipitación, mayor probabilidad de que se genere escorrentía superficial significativa. Una mayor intensidad de precipitación puede resultar en más escorrentía porque el suelo no puede absorber el agua lo suficientemente rápido. Aunque la saturación previa del suelo aumenta el riesgo de crecida repentina, muchas crecidas súbitas ocurren cuando el suelo no está saturado. Las crecidas repentinas pueden ocurrir y de hecho ocurren con suelos secos y condiciones de sequía. Las influencias hidrológicas de la superficie del suelo pueden tener un impacto mayor sobre el momento, la ubicación y la severidad de una crecida repentina. Aunque a menudo se considera que la lluvia es el factor más importante para predecir inundaciones, lo que ocurre con la lluvia una vez que está en el suelo a veces puede tener mayor importancia. En algunos casos, los procesos de producción de escorrentía podrían ser más importantes que las características de la lluvia. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 2-13

28 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina Efectos hidrológicos Efectos del suelo Existen tres propiedades críticas del suelo que considerar cuando se evalúa el riesgo de crecida repentina: (1) humedad del suelo, y en particular el grado de saturación, (2) permeabilidad del suelo, incluidas las alteraciones a la superficie como compactación, pavimento e incendios, y (3) perfil del suelo. La humedad del suelo se considera el factor del suelo más importante para la escorrentía rápida y una crecida repentina, especialmente en áreas con suelos profundos. Si el suelo está saturado no permitirá la infiltración de lluvia adicional y toda la lluvia se convierte en escorrentía sin importar otras condiciones ambientales. Por otra parte, muchas crecidas repentinas ocurren en áreas con suelos subsaturados. El suelo seco tiene una tasa específica a la que puede absorber la lluvia, llamada capacidad de infiltración. Si la tasa de caída de lluvia excede la capacidad de infiltración, habrá escorrentía. Este proceso, llamado flujo superficial del exceso de infiltración, resulta en la producción rápida y eficiente de escorrentía aún en condiciones secas. La tasa de infiltración de lluvia también puede ser afectada por la permeabilidad del suelo. Un indicador utilizado comúnmente de la permeabilidad del suelo es la textura del suelo. La textura del suelo es una propiedad que se usa para describir la proporción relativa de los diferentes tamaños de granos de las partículas minerales en un suelo. Algunas otras propiedades del suelo que podrían determinar la tasa de permeabilidad del suelo son la formación de corteza, la compactación del suelo, la contracción y expansión del suelo, la actividad microbiana, la conductividad hidráulica del suelo y la distribución de raíces. Como se indica en la Figura 2.2, la arcilla, y en menor grado el limo, pueden resultar en bajas tasas de infiltración y escorrentía rápida durante lluvia intensa. Los suelos arenosos, en contraste, permiten mayor infiltración debido a que hay espacios más amplios entre las partículas. Como regla general, es más probable que la escorrentía producida por lluvia intensa sea más rápida y mayor en suelos arcillosos que arenosos. Pero las alteraciones a la superficie como el pavimento, la compactación y los incendios pueden tener una influencia todavía mayor que la textura del suelo y generar una escorrentía muy rápida aún en condiciones secas. Los incendios forestales pueden alterar las propiedades del suelo de tal Figura 2.2 Variación en la infiltración por textura del suelo Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

29 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina forma que las áreas quemadas se tornan hidrofóbicas, es decir, tienden a repeler y no absorber el agua, por semanas o hasta años después de un incendio; de hecho, el mayor riesgo de crecida repentina ocurre después de incendios de alta intensidad en bosques coníferos. Además de la humedad del suelo y la permeabilidad del suelo, los perfiles del suelo también pueden influenciar los procesos hidrológicos de las crecidas repentinas. Sin embargo, dependiendo de la intensidad de la lluvia y las escalas espaciales y temporales del evento de crecida repentina, la influencia del perfil del suelo puede ser pequeña comparada con la humedad del suelo y la permeabilidad del suelo. El perfil del suelo se refiere a la organización vertical de las diferentes capas del suelo y la profundidad de la columna de suelo. Las características del perfil del suelo están estrechamente relacionadas con la capacidad del suelo de almacenar agua y con la tasa de infiltración. Por ejemplo, aunque los suelos arenosos tienen una mayor tasa de infiltración, puede ocurrir escorrentía rápida si la capa de suelo arenoso es muy delgada. Si, por ejemplo, existe una capa de roca impermeable debajo de una capa delgada de suelo, este suelo se puede saturar rápidamente y resultar en grandes cantidades de escorrentía. La Figura 2.3 muestra cómo los perfiles del suelo pueden influenciar la escorrentía y la ocurrencia de crecidas repentinas. Figura 2.3 Efecto de la profundidad de la roca madre sobre la escorrentía. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 2-15

30 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina Efectos de la cuenca Una cuenca hidrológica es un área con una salida común para su escorrentía superficial. Las propiedades físicas de una cuenca y sus cursos de agua influencian la cantidad y el momento en que ocurre la escorrentía y por lo tanto la probabilidad de crecida repentina en la salida de la cuenca. Cualquier factor que aumente la velocidad y la eficiencia de los procesos de producción de escorrentía pueden hacer que una cuenca específica sea más propensa a una crecida repentina. Menos meandros en los arroyos, pendientes inclinadas, menos rugosidad de superficie, alta densidad de arroyos, urbanización y deforestación, son todos factores que pueden aumentar la susceptibilidad de una cuenca a crecidas repentinas. Es importante considerar el tamaño de la cuenca cuando se evalúa el riesgo de crecida repentina. El tamaño del área de contribución de lluvia en una cuenca tiene un efecto directo sobre el volumen total de la escorrentía que drena de esa cuenca. Consideremos dos cuencas con formas similares pero de diferentes tamaños (ver Figura 2.4 abajo). La escorrentía que comienza en el punto más remoto en la parte superior de la cuenca más grande tardará más tiempo en llegar a la salida de la cuenca que la escorrentía que viaja desde el punto más lejano de la cuenca más pequeña, ya que debe viajar una mayor distancia. Además, una sola tormenta eléctrica (es decir, un evento de lluvia fuerte) probablemente impactará solo una porción de la cuenca grande en un momento dado, pero podría involucrar toda la cuenca pequeña. De hecho, la mayoría de las crecidas repentinas ocurren en cuencas pequeñas, de menos de 77 km 2 y muchas con menos de 38 km 2. Figura 2.4 Efecto del tamaño de la cuenca sobre la escorrentía Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

31 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina Figura 2.5 Efecto de la forma de la cuenca en el caudal máximo. La forma de la cuenca también tiene influencia sobre la magnitud y el momento en que ocurre el caudal máximo en la salida de la cuenca. Consideremos dos cuencas de igual área donde una es larga y estrecha y la otra es más redondeada (ver Figura 2.5). Examinemos ahora la escorrentía que viaja del punto más remoto en cada cuenca hasta la respectiva salida. La escorrentía en la cuenca más redondeada arribará más rápidamente a la salida de la cuenca. Además, es más probable que la escorrentía de múltiples locaciones en esta cuenca arribe a la salida al mismo tiempo, resultando en un mayor caudal máximo. En contraste, en una cuenca más larga y estrecha, es menos probable que la escorrentía de múltiples locaciones arribe al mismo tiempo. La pendiente es otro factor importante a considerar en una cuenca. La pendiente no solo afecta el momento de ocurrencia de la escorrentía, sino también la cantidad de infiltración. A mayor pendiente, menor la tasa de infiltración, ya que la gravedad permite que menos agua penetre la superficie y más agua corra por ella. Ambos efectos aumentan la escorrentía. En general, entre más inclinada la pendiente y más inclinados los canales de drenaje, más rápida la respuesta del caudal y mayores caudales máximos. La rugosidad de la superficie también afecta las tasas de escorrentía. La presencia de rocas, vegetación y escombros crean turbulencia, haciendo más lenta la escorrentía y aumentando la infiltración. En contraste, reducir la rugosidad del canal resulta en mayor velocidad del caudal y menor infiltración. Si se utilizan canales revestidos con concreto (Figura 2.6) para dirigir el caudal de un curso de agua, no existe infiltración y la velocidad será muy alta con mayor peligro de crecida repentina. La densidad de drenaje es una de las características más importantes para evaluar la escorrentía potencial. La densidad de drenaje es la longitud de todos los canales dentro de la cuenca dividida entre el área de la cuenca. Una cuenca de drenaje con un gran número de tributarios Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 2-17

32 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina The COMET Program Figura 2.6 Canalización en concreto de un caudal. tiene una densidad de drenaje más alta que una cuenca con muy pocas corrientes tributarias. La mayor densidad de arroyos permite al paisaje drenar más eficientemente luego de un evento de tormenta. Un drenaje más eficiente significa que el agua llega a los arroyos y quebradas más rápido, causando que los caudales máximos de una tormenta sean mayores y ocurran más rápidamente. La urbanización aumenta artificialmente la densidad de drenaje. Esto se debe a que las redes viales y la infraestructura de drenaje pluvial actúan como rutas, o tributarios, que mueven el agua rápidamente a las áreas más bajas y a los canales cercanos. Una cuenca con una densidad de drenaje baja usualmente indica un suelo profundo y bien desarrollado. En este caso, es más probable que el agua se infiltre en el suelo en vez de convertirse en escorrentía superficial y entrar a la red de canales. La cobertura del suelo y el uso del suelo tienen otros efectos esenciales sobre la escorrentía. La urbanización, la falta de vegetación y el suelo congelado son casos especiales que deben ser considerados. La urbanización tiene varios impactos importantes, incluidos: 4 Mayores volúmenes de escorrentía debido al aumento en el porcentaje de superficies impermeables y suelos compactados. 4 Escorrentía más rápida debido a las redes viales, las redes de drenaje de aguas pluviales, las alteraciones a la vegetación natural y, algunas veces, a la canalización de arroyos. Todo esto ayuda al movimiento de la escorrentía hacia y dentro de los canales. Como resultado, cuando se comparan con condiciones rurales, los arroyos urbanos se inundarán más rápidamente, con más frecuencia y con caudales máximos más altos a consecuencia de la misma cantidad de lluvia. De hecho, en un ambiente urbano pueden ocurrir condiciones de inundación con mucho menos lluvia de la que es necesaria para ambientes rurales o pre-urbanos Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

33 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina La deforestación y los incendios forestales también pueden aumentar el riesgo de crecida repentina al aumentar el volumen de escorrentía y el potencial de transporte de sedimentos con la escorrentía. Como se mencionó anteriormente en la sección sobre efectos del suelo, los incendios forestales pueden alterar las propiedades del suelo de tal forma que las áreas quemadas se tornan hidrofóbicas, es decir, tienden a repeler y no absorber el agua, por semanas o hasta años después de un incendio; de hecho, el mayor riesgo de crecida repentina ocurre después de incendios de alta intensidad en bosques coníferos. Finalmente, las crecidas repentinas típicamente ocurren por el efecto de lluvia convectiva intensa en épocas cálidas, por lo que un suelo congelado por lo general no es un problema. Sin embargo, en situaciones donde puede ocurrir lluvia intensa sobre suelo congelado impenetrable, una escorrentía eficiente podría resultar en una crecida repentina. Aspectos importantes que recordar sobre la ciencia de las crecidas repentinas 4 La combinación de una descarga alta de lluvia y producción muy eficiente de escorrentía es común a la mayoría de los eventos de crecida repentina. 4 En algunas situaciones, las características de la escorrentía pueden ser tan o más importantes que la cantidad de lluvia. 4 La humedad del suelo, la permeabilidad del suelo, las alteraciones a la superficie del suelo y el perfil vertical del suelo son características importantes del suelo que afectan la producción de escorrentía y por lo tanto ayudan a definir las áreas que son propensas a las crecidas repentinas. 4 Las características de la cuenca (ej., tamaño, forma, pendiente, cobertura del suelo) influencian la escorrentía y por lo tanto el potencial de ocurrencia de una crecida repentina. 4 La urbanización y los incendios pueden aumentar significativamente el potencial de crecida repentina al incrementar tanto el volumen potencial de escorrentía como la velocidad con la que ocurre la escorrentía. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 2-19

34 Capítulo 2: Ciencia de la crecida repentina 2-20 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

35 Capítulo 3 Redes de monitoreo hidrometeorológico Las observaciones de datos de la Tierra son componentes esenciales de los sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas. Las redes de monitoreo hidrometeorológico con múltiples sensores, compuestas de pluviómetros, radares y sensores satelitales recolectan información sobre cantidad de lluvia, temperatura y otros datos utilizados por los modelos de predicción para producir guías de crecidas repentinas e información sobre amenazas. Las redes de monitoreo hidrometeorológico y las redes de comunicaciones asociadas son críticas para el éxito de cualquier sistema de alerta temprana de crecidas repentinas. Qué contiene este capítulo? Este capítulo debería ser leído por personas que necesitan comprender un componente clave de cualquier sistema de alerta temprana de crecidas repentinas, la capacidad de ofrecer conocimiento en tiempo real e histórico de las condiciones hidrometeorológicas. El capítulo examina los diferentes tipos de sensores de observación utilizados para formar una red multisensor y las tecnologías asociadas para comunicar esos datos para su análisis. Las diferentes secciones del capítulo son: 4 Sensores hidrometeorológicos para la predicción de crecidas repentinas. Éstos incluyen pluviómetros, estaciones de aforo de caudales/ríos, radares y satélites 4 Necesidades de comunicación para recolectar los datos de los sensores 4 Sistema de comunicación de respaldo para recolectar datos y distribuir alertas de las oficinas locales/provinciales de pronóstico y los centros del Servicio Meteorológico e Hidrológico Nacional 4 Recolección de datos de observación e información internacional, incluido el rol del Sistema Global de Telecomunicaciones (SGT) Sensores hidrometeorológicos Redes de pluviómetros El propósito de las redes de pluviómetros es proveer mediciones hidrometeorológicas precisas y en tiempo real para facilitar el ajuste a los sesgos de las estimaciones de precipitación de los radares y satélites, aportar datos de lluvia para los modelos hidrológicos y de crecidas repentinas y apoyar los pronósticos generales del estado del tiempo y la predicción de las crecidas repentinas. No es posible entender plenamente la lluvia, los caudales u otros fenómenos climáticos y del tiempo sin datos veraces observados en el terreno. Sin embargo, se debe tener Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-1

36 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico en cuenta que los pluviómetros son susceptibles a errores y por lo general no pueden representar espacialmente la naturaleza localizada de la lluvia convectiva. Por lo tanto, la realidad observada en el terreno es una cantidad evasiva que solo se puede estimar utilizando redes de pluviómetros. En consecuencia, necesitamos informes de pluviómetros que sean tan precisos, confiables y oportunos como sea posible. Esto es esencial para el éxito de un sistema de alerta temprana de crecida repentina. El Capítulo 5 contiene ejemplos de algunas de las muchas redes ALERT (Evaluación Local Automatizada en Tiempo Real, Automated Local Evaluación in Real Time) en los Estados Unidos. Las redes de pluviómetros a menudo se componen de varias redes independientes instaladas a lo largo de una región de interés para crear un flujo de datos en tiempo real de mediciones de datos terrestres para diferentes aplicaciones. En vista de que es muy común que ya existan varias redes independientes de pluviómetros en regiones propensas a crecidas repentinas, la creación de una red hidrometeorológica puede ser principalmente un ejercicio de integrar y automatizar la infraestructura disponible de pluviómetros (ver la discusión sobre los Sistemas Integrados de Observación y Alerta de Inundaciones (IFLOWS, Integrated Flood Observing and Warning Systems) en el Capítulo 5). Los acuerdos para compartir datos permiten a varios operadores de pluviómetros crear una sola red con estas redes más pequeñas y beneficiarse así de los registros y la infraestructura disponible a ambos. Deben negociarse protocolos para tratar las sensibilidades institucionales relacionadas con información propietaria para maximizar la utilidad de la infraestructura disponible. Ese proceso involucra la negociación de aspectos como el acceso a los datos, su propiedad y mantenimiento, así como el desarrollo de procesos para asegurar la entrega oportuna de datos confiables de los pluviómetros al centro de predicción de crecidas repentinas. La explotación de la infraestructura existente de pluviómetros es especialmente importante para calibrar los modelos de pronóstico. Al utilizar el registro histórico de anteriores eventos de lluvia y de crecidas repentinas, los modelos computarizados de pronóstico pueden ser ajustados para determinar patrones de crecidas repentinas locales. Sin estos registros, la calibración de esos modelos puede tomar varios años en acumular suficientes datos para reflejar las características específicas de las crecidas repentinas en una región. Desde luego, cuando la infraestructura de pluviómetros es inadecuada o no está disponible, se pueden instalar nuevos pluviómetros para llenar los vacíos en cobertura o para remplazar viejas tecnologías. Pero debido a que los pluviómetros que se instalan en sitios nuevos requieren tiempo para acumular un registro histórico que se pueda utilizar para predicción y calibración de modelos, siempre es preferible continuar utilizando los pluviómetros en locaciones existentes para explotar ese registro. Se recomienda utilizar pluviómetros automatizados en tiempo real para asegurar el muestreo y transmisión rápida de observaciones críticas a un centro de pronóstico. 3-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

37 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Los pluviómetros son importantes por muchas razones, incluidas: 4 Evaluación de amenazas y apoyo a alertas. (Ubicar los pluviómetros inmediatamente aguas arriba de o dentro de centros de población en riesgo). Calibración de sesgos de radares. (Seleccionar pluviómetros a diferentes elevaciones y en toda el área de cobertura del radar). Corrección de sesgos en la estimación de lluvia de satélites. Calibración de modelos numéricos de predicción. Como regla general, la distribución de estaciones de aforo y pluviómetros automatizados en las áreas de principal preocupación debería maximizarse tanto como el presupuesto lo permita, en particular si el pronóstico de crecidas repentinas a escala fina y el uso de modelos hidrológicos es la prioridad. Las estaciones de aforo deberían muestrear tanto cuencas grandes como pequeñas para mejorar la calibración de los modelos hidrológicos y validar las simulaciones de los modelos hidrológicos. Los pluviómetros para calibración de radares deberían tener una tasa de muestreo de al menos 15 minutos y su distribución debería ser representativa de la región, tanto horizontal como verticalmente. Pluviómetros Para aplicaciones de crecidas repentinas, los pluviómetros consistirán de un instrumento de medición de la precipitación, una plataforma de recolección de datos (PRD), fuente de poder y unidad de manejo, así como un dispositivo de comunicación. Estos pueden ser acoplados con una variedad de sensores meteorológicos comunes que miden temperatura, humedad, presión barométrica y otros parámetros estándar del tiempo, como velocidad y dirección del viento. Los instrumentos de medición de precipitación emplean una variedad de tecnologías, aunque los tipos más comunes son el pluviómetro de pesada (weighing gauge) y el basculante (tipping bucket). Los pluviómetros de pesada operan capturando el agua en un sistema de recolección y pesando el peso de esa agua. Estos pluviómetros son más costosos y requieren mantenimiento de rutina, pero son más precisos que los pluviómetros basculantes. Los pluviómetros basculantes operan capturando un pequeño volumen de agua en una de dos pequeñas cubetas, como se muestra en la Figura 3.1. Una vez capturada la lluvia, la cubeta se vuelca y vacía. La ocurrencia de este vuelco es registrada y los volúmenes y tasas de precipitación son transmitidos como el número Pivote Tornillo de ajuste Sifón secundario Figura 3.1 Representación esquemática de un pluviómetro basculante típico Interruptor Reed Imán Brazo del imán Resorte The COMET Program Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-3

38 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico de vuelcos y la tasa a la que ocurrieron. Los pluviómetros basculantes tienden a subestimar la precipitación durante períodos de lluvia intensa y en caso de precipitación congelada. Todos los pluviómetros tienden a subestimar cuando hay mucho viento. Pero comparados con los pluviómetros de pesada, los pluviómetros basculantes son menos caros y requieren bastante menos mantenimiento. Sin embargo, como todos los pluviómetros automatizados, siempre hay costos de mantenimiento asociados con ellos. Existen numerosas opciones disponibles comercialmente de cualquiera de estos tipos de pluviómetros. Las plataformas de recolección de datos registran los productos de los pluviómetros y los almacenan para ser interrogados remotamente por un programa de adquisición de datos. Todas las empresas principales de instrumentos meteorológicos ofrecen opciones de PRD. (Es mejor que el ingeniero a cargo de la instalación y los socios en la implementación decidan el tipo específico para facilitar la integración con la red existente). Los dispositivos de comunicaciones (que se analizan más adelante en este capítulo) para recolectar los datos de los pluviómetros idealmente deberían utilizar redes de comunicación telefónica (fijas o celulares de baja potencia), radio UHF/VHF o PRDs GOES para transmitir los datos. Estaciones de aforo Recuerde Al igual que con los pluviómetros, las estaciones de aforo consisten de algún instrumento de medición de aforo existentes para enviar reportes en este caso para medir la elevación de la superficie en tiempo real, por lo general es posible del agua una PRD, una fuente de poder y unidad agregar un pluviómetro a la misma de manejo y un dispositivo de comunicación. Las PRD. Esto permite expandir la red de estaciones de aforo estiman el caudal midiendo la observación de precipitación a un costo elevación de la superficie del agua en el canal. Ésta se mínimo: sólo el del instrumento de compara entonces con una tabla o gráfico conocido medición de la precipitación. como la relación nivel-caudal o curva de gastos, que se compone de mediciones manuales del caudal y la altura correspondiente de la superficie del agua, para obtener una estimación instantánea del caudal fluvial. En vista de que las mediciones del caudal fluvial deben realizarse manualmente para establecer las tablas de aforo, es especialmente importante mantener las estaciones existentes. Existen numerosas opciones de medición de la superficie del agua y para la creación de tablas de relación nivel-caudal entre los proveedores comerciales. Las opciones incluyen cámaras que reportan por internet dirigidas a limnímetros instalados permanentemente, sensores acústicos de profundidad y manómetros tradicionales. Cuando se hacen mejoras a las estaciones Puntos importantes que recordar de las redes pluviométricas 4 Los datos pluviométricos precisos, confiables y oportunos son esenciales para el éxito de un sistema de alerta temprana de crecidas repentinas. 3-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

39 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico El establecimiento de una red hidrometeorológica para apoyar la predicción de crecidas repentinas a menudo puede ser un ejercicio de integrar y automatizar redes ya existentes. Los pluviómetros basculantes tienden a subestimar la precipitación durante períodos de lluvia intensa, pero son menos caros que los pluviómetros de pesada. Todos los pluviómetros tienen un costo de mantenimiento, aunque el costo asociado con los pluviómetros basculantes es menor que aquel asociado con los de pesada. Redes de radares meteorológicos Una función principal de una red de radares meteorológicos es proveer una estimación de alta resolución y en tiempo real de lluvia en una cuadrícula sobre una región de interés. Los radares meteorológicos son herramientas poderosas para monitoreo y pronóstico debido a su capacidad de caracterizar las nubes de precipitación sobre un área grande, en vez de la medición puntual de un pluviómetro in situ. El radar puede detectar la formación de nubes, seguir su movimiento y evolución, explorar su estructura interna y realizar estimaciones cuantitativas de la cantidad de precipitación que producen en la superficie. La medición primaria de un radar meteorológico (en adelante, se referirá al radar meteorológico simplemente como radar ) es la reflectividad, la cual es directamente proporcional a la cantidad de energía electromagnética dispersada de regreso al radar por partículas de precipitación y nubes (por ejemplo, gotas de lluvia, copos de nieve, granizo). La reflectividad del radar puede abarcar varios órdenes de magnitud y por lo tanto generalmente se mide en una escala de decibeles (es decir, dbz). Los mayores valores de la reflectividad del radar están asociados a la precipitación más intensa. Las estimaciones cuantitativas de la precipitación (ECP) provenientes de radares usualmente son facilitadas utilizando relaciones de la ley de potencias (relaciones entre dos variables tales que una sea proporcional a la potencia de la otra) entre la tasa de precipitación y la reflectividad del radar. Algunos radares meteorológicos ahora también transmiten y reciben energía en dos diferentes polarizaciones (usualmente horizontales y verticales). Estos radares llamados polarimétricos brindan varios parámetros adicionales de medición que se centran en el contraste entre señales en ambas polarizaciones. Esta información puede ser utilizada sin ambigüedades para: 4 Detectar artefactos del radar, por ej. características causadas por el bloqueo del haz del radar, propagación anómala, banda brillante, etc. Corregir la atenuación del radar causada por columnas de lluvias fuertes, aumento en la distancia del radar, etc. Identificar tipos de hidrometeoros Mejorar las capacidades de ECP Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-5

40 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Ancho del haz a media potencia Lluvia caliente Vientos fuertes Tornados Nieve Superficie de la Tierra Figura 3.2 Retos relacionados con colocar un radar en terreno complejo The COMET Program Los radares polarimétricos brindan estimaciones más exactas de precipitación por poco costo adicional según estudios del Laboratorio Nacional de Pronóstico de Tormentas Severas de NOAA. Criterios de diseño Existe un rango de criterios estratégicos y tácticos que debe ser tomado en cuenta al instalar sistemas modernos de radares meteorológicos. Esta sección presenta un análisis detallado de los criterios estratégicos principalmente las características del terreno y de la precipitación de la región antes de brindar recomendaciones generales sobre la selección del sitio y la compra del sistema. Sin embargo, no se incluyen discusiones sobre análisis costo-beneficio. Intensidad de la precipitación Las crecidas repentinas tienden a ocurrir en regiones propensas a precipitación intensa y, por lo tanto, es esencial comprender los patrones locales de intensidad de la precipitación al considerar colocar una red de radares. En particular, el asunto de la atenuación de la señal del radar debe ser tratado. La atenuación de señales de radar aumenta conforme disminuye la longitud de onda del radar y conforme aumentan la intensidad de la precipitación, la longitud de la trayectoria a través de la lluvia y el tamaño medio de la gota de lluvia. El principal impacto negativo de la atenuación es la reducción artificial de la reflectividad del radar, lo cual lleva a subestimar la intensidad de la precipitación. Según se mencionó arriba, existen técnicas polarimétricas para corregir la atenuación. No obstante, si las señales del radar son atenuadas hasta el nivel de ruido, o sea cuando la señal y el ruido tienen fuerzas muy parecidas, la corrección no es posible. 3-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

41 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Tabla 3.1 Consideraciones logísticas para la instalación de una red de radares Propiedad de la Tierra/ Título de Propiedad / Zonificación Uso Actual Infraestructura Existente de Energía y Comunicaciones Vías de Acceso Existentes Instalaciones de Apoyo Existentes Seguridad Física Seguridad Personal Visibilidad Proximidad Consideraciones Interferencia Electromagnética Licencias de Frecuencia Radial Instalación versus Operaciones Preguntas a plantear Quién es propietario del sitio propuesto para la estación? Tiene alguna zonificación que pudiera permitir la operación de un radar? Dará el propietario una servidumbre o acceso irrestricto? Cuáles cargos de alquiler u otros gastos se impondrían? Será compatible el uso actual de la tierra con operaciones de radar? Existe suficiente espacio libre para una estación e infraestructura de apoyo? (Verifique con los proveedores del radar para determinar la huella de la estación y los requisitos de espacio.) Existen obstrucciones, naturales o hechas por el hombre, que pudieran restringir el barrido del haz del radar hoy o más adelante? Cuáles servicios eléctricos y de gas existen en o cerca del sitio? Existen telecomunicaciones de datos y de voz, por enlaces inalámbricos o terrestres? Qué tan robusta es la infraestructura y existen líneas de comunicación redundantes? Existe suficiente espacio para un generador de diesel o un suministro eléctrico de respaldo operado por gas y un tanque de almacenamiento de combustible asociado? Se puede acceder al sitio todo el año, especialmente durante la temporada de inundaciones/flujo de escombros? Se puede acceder a través de una ruta alterna si la ruta primaria se viera interrumpida? Pueden viajar con seguridad vehículos grandes hacia y desde la estación? Existe alojamiento en el sitio y espacio de oficina para el operador de la estación? Existe alojamiento o mercados vecinos? Está el sitio protegido contra vandalismo, robo o terrorismo? De lo contrario, se podrá asegurar a un precio asequible? Existen poblaciones dentro del barrido del haz que pudieran estar en riesgo por la energía de microondas o por cualquier otro peligro? Si se requiere un enlace de microondas para comunicaciones, existe una clara línea de vista/trayectoria de señal entre el sitio, las estaciones repetidoras y el centro de pronóstico? También, podría minimizarse el impacto visual de la estación de radar para la comunidad circundante sin comprometer su desempeño? Qué tan cerca está el sitio al personal que deberá acceder a la estación en caso de emergencia o de manera regular? Cuáles son las fuentes de interferencia de señales que pudieran impactar el desempeño del radar u otras funciones críticas tales como la transmisión de datos? Cuáles son los requisitos reglamentarios locales y nacionales para la propagación de señales y acceso a espectros? Cómo impactan los aspectos anteriores el costo de instalar la estación a corto plazo versus el costo de operar la estación a largo plazo? Este análisis comparativo es crítico para comprender integralmente los trueques y encontrar los sitios óptimos para la red de radares. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-7

42 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Topografía La topografía es otro reto que debe ser considerado al planificar las redes de radares. Para un muestreo óptimo de precipitación, es preferible que el haz del radar esté los más cerca del suelo como sea posible sin quedar bloqueado por el terreno. Este objetivo con frecuencia es difícil de lograr en una región con una mezcla de crestas montañosas y valles adyacentes, lo cual exige que el haz del radar esté bastante más arriba del piso de muchos valles. También es crítico que el haz no se extienda a niveles por encima de donde se está formando la mayor parte de la precipitación. Según descrito en las páginas del National Research Council (2005), si una estación de radar es colocada en un sitio en un valle, su horizonte probablemente quedará bloqueado por montañas adyacentes. En contraste, si una estación de radar es ubicada en una cresta montañosa, su horizonte probablemente será más claro pero el muestreo en ubicaciones en valles se verá comprometido. Aunque este dilema generalmente involucra un trueque basado en varias prioridades, en ciertas situaciones puede ser ventajoso emplear vigilancia de alcance amplio así como estaciones de radar para llenar vacíos y poder capturar condiciones por debajo y por encima de las crestas montañosas. Esto es, una combinación de radares de vigilancia de banda C (~5 cm de longitud de onda) y de banda S (~10 cm de longitud de onda) y radares de banda X (2,5 a 4 cm de longitud de onda) de alcance más corto (< 40 km) puede ser más efectiva en una región de terreno complejo. Alcance El alcance de la cobertura deseada es otra consideración importante. El número de estaciones requeridas para lograr una adecuada cobertura de red no sólo es un factor de atenuación y de terreno sino que también es influenciado por el alcance. Con un alcance creciente, las dimensiones horizontales y verticales de cualquier haz de radar aumentan, reduciendo su capacidad de resolver fenómenos atmosféricos. Además, tanto el ángulo al cual la energía del radar se transmite como la curvatura de la tierra de hecho elevan el haz del radar por encima de la superficie de la tierra con un alcance mayor. A una cierta altura, el haz del radar pasará por alto una porción importante de las partículas de precipitación que se forman en o apenas encima de la base de las nubes. (Ver Figura 3.2) Logística Otra consideración clave al planificar una red de radares es evaluar la idoneidad logística de sitios potenciales para estaciones. Algunos asuntos de logística pertinentes podrían incluir infraestructura existente, energía, comunicaciones, acceso, seguridad, obstrucciones locales, licencias para frecuencias radiales e interferencia de frecuencias de radio para mencionar unas pocas. La Tabla 3.1 presenta una lista de verificación de las consideraciones de logística y de preguntas que se deben plantear antes de finalizar la ubicación de las estaciones de radar. La selección de sitios a menudo requiere llegar a un compromiso entre factores que compiten y debe ser vista como un proceso interactivo entre los SMHN, los proveedores de sistemas de radar, reguladores gubernamentales y ciudadanos locales. 3-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

43 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Puntos importantes a recordar sobre radares meteorológicos 4 Los radares meteorológicos son poderosas herramientas debido a su habilidad de brindar datos de precipitación de alta resolución espacial y temporal sobre un gran área a diferencia de las mediciones puntales de un pluviómetro in situ. La atenuación de señales de radar aumenta conforme disminuye la longitud de onda del radar y conforme aumentan la intensidad de las lluvias, la longitud de la trayectoria a través de la lluvia y el tamaño medio de las gotas de lluvia. Esto lleva a subestimar la intensidad de la lluvia, especialmente por parte de los radares de longitud de onda más corta. Una combinación de radares de vigilancia y radares de alcance más corto puede ser más efectiva en regiones de terreno más complejo. La altura sobre el suelo del haz del radar hace que las estimaciones de lluvia a alcances largos sean menos precisas. Este problema es mayor en terreno montañoso. Redes de satélites La misión de los satélites meteorológicos generalmente es doble: recopilar datos de observaciones tales como imágenes infrarrojas y visibles y divulgar estos datos y otros productos que son subidos a enlaces desde el servicio meteorológico que controla el satélite. Adicionalmente, estos satélites juegan un papel de comunicación al retransmitir datos desde varias Plataformas de Recolección de Datos (PRD) tales como estaciones de aforo y pluviómetros. Estimación de la precipitación En muchas regiones sin suficiente cobertura de radar, los datos satelitales son el principal medio para hacer estimaciones de precipitación. Varios diferentes instrumentos satelitales son usados en este proceso. Los sensores infrarrojos son probablemente los más conocidos, con cobertura amplia y consistente por parte de satélites geoestacionarios. No obstante, cuando hay nubes presente, los sensores infrarrojos observan sólo la temperatura de las cimas de las nubes. En contraste, los sensores de microondas pasivos en satélites de órbita polar observan emisiones provenientes de agua y de hielo dentro de las nubes para producir estimaciones cuantitativas de precipitación más confiables, pero lo hacen con menor frecuencia. Finalmente, los sensores de microondas (o radar) activos basados en el espacio tienen un rol en la misión general de monitorear la precipitación, produciendo la mayor precisión en las dimensiones tanto verticales como horizontales. La combinación de datos de microondas de órbita polar y datos geoestacionarios visibles e infrarrojos dan oportunidad para maximizar las ventajas de cada sistema. Cada sensor satelital de órbita polar mira una ubicación en la tierra cada 12 horas. Sin embargo, múltiples satélites operados conjuntamente entre los Estados Unidos y Europa pueden brindar productos de intensidad de lluvia de microondas pasivos para un sitio dado cada 3 a 4 horas en promedio. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-9

44 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Datos de satélites geoestacionarios arriban cada media hora o incluso con mayor frecuencia. A falta de sensores de microonda, los satélites geoestacionarios pueden brindar ubicaciones oportunas de tormentas, pero no pueden producir intensidades de lluvia confiables. Por lo tanto, los investigadores han desarrollado productos de precipitación sinérgicos que combinan la precisión de las intensidades de lluvia determinadas por microondas con las ventajas temporales de datos geoestacionarios. Estos productos de alta resolución han sido desarrollados con miras a la asimilación de datos para modelado numérico, validación de modelos y estudios de clima, pero están creciendo en popularidad entre los pronosticadores operativos del tiempo. Por ejemplo, el Análisis Multi-satelital de Precipitación (TMPA, Multi-satellite Precipitation Recuerde Analysis) de la Misión para Medir la Lluvia Tropical La Misión para Medir la Lluvia Tropical (TRMM, Tropical Rainfall Measuring Mission) (TRMM, Tropical Rainfall Measuring Mission), lanzada en 1997, fue concebida combina estimaciones de precipitación determinadas por microondas con estimaciones infrarrojas de como una misión satelital para estudiar las satélites geoestacionarios. Las intensidades de lluvias tropicales para estudios del clima y lluvia determinadas por microondas son usadas es precursora de la misión de Medición de para calibrar las estimaciones de los GOES. El Precipitación Global (GPM, Global Precipitación Measurement). Las dos misiones más producto de la Técnica de Morfismo de CPC de NOAA (CMORPH) está construido por completo importantes son un radar de precipitación a bordo (o PR) y el generador de imágenes de estimaciones de precipitación determinadas por de microonda TRMM (o TMI). microondas pasivos. En momentos y en sitios donde no se cuenta con datos de microonda de satélites polares, el CMORPH propaga las estimaciones de microondas en los espacios de tiempo usando tendencias observadas en los datos infrarrojos de los satélites geoestacionarios. A esta propagación se le conoce como morfismo. Para computar estimaciones usando la técnica mezclada del Laboratorio de Investigación Naval (NRL-Blended, Naval Research Laboratory Blended), los datos determinados por microondas pasivos de satélites de órbita polar y datos de radar de TRMM son usados para calibrar los datos infrarrojos geoestacionarios donde haya traslape entre datos de microondas e infrarrojos. Esta información es conservada y usada para producir intensidades de lluvia para la continua calibración de datos de satélites geoestacionarios recién recibidos. El algoritmo de auto-calibración multi-variable de extracción de la precipitación (SCaMPR ) de NOAA/NESDIS (National Environmental Satellite, Data, and Information Service) es aún otra técnica de estimación de intensidades de lluvia que calibra predictores de datos GOES según las intensidades de lluvia de instrumentos de microondas. La meta es producir estimaciones a la frecuencia de los datos GOES pero con una precisión más cercana a aquella de las intensidades de lluvia de microondas disponibles intermitentemente. SCaMPR es un algoritmo experimental operado en tiempo real por el Centro de Investigaciones y Aplicaciones Satelitales (STAR, Center for Satellite Applications and Research), brazo de ciencias aplicadas de NESDIS Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

45 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Procesamiento de datos de satélite Aunque la descripción del equipo de recepción satelital Recuerde en tierra va más allá del ámbito de este documento, Los datos críticos deben ser es importante recordar también que el equipo de recopilados de múltiples redes a procesamiento debe incluir la capacidad de producir través de múltiples trayectorias de estimaciones de precipitación nacional en tiempo real comunicación. a partir de datos de satélite para su uso operacional. El algoritmo del Hidro-Estimador del Centro de Aplicaciones Satelitales de NOAA/NESDIS ha producido automáticamente estimaciones de lluvia operacionales en tiempo real desde 2002 a partir de datos de la banda 4 (ventana IR) de Imágenes del GOES-11 y -12. Los productos finales son campos digitales de intensidades de lluvia instantáneas cada 15 minutos (ver Capítulo 8 para detalles adicionales.) Las estimaciones de lluvia sobre una malla de las imágenes de GOES son la principal fuente de datos de precipitación para varios sistemas nacionales y regionales de pronóstico de crecidas repentinas, puesto que muchos países no pueden hacer el gasto en redes de radares meteorológicos. El sistema de la Guía Centroamericana para Crecidas Repentinas descrito brevemente en el Capítulo 5 y en mayor detalle en el Capítulo 8 es un ejemplo. Puntos importantes a recordar sobre datos satelitales 4 Las estimaciones satelitales de precipitación pueden ser corregidas parcialmente con datos coincidentes de realidad del terreno provenientes de pluviómetros. Las estimaciones de precipitación sobre una malla son la principal fuente de información para áreas que no cuentan con redes de radares y redes de pluviómetros. Las estimaciones de precipitación pueden ser computadas para todo el planeta usando tanto los satélites de Órbita Polar como los Geoestacionarios. Requisitos en comunicaciones Las comunicaciones robustas entre las redes de observación hidrometeorológicas y el centro de pronóstico son cruciales para el éxito de un sistema de alerta temprana de crecidas repentinas. Sin la transmisión oportuna y confiable de datos desde cada sensor hasta el pronosticador (y a modelos numéricos), no es posible evaluar y actuar con respecto a amenazas de crecidas repentinas. Algunas observaciones desde tierra, especialmente datos desde redes internacionales, están disponibles en tiempo real a través de internet y de enlaces satelitales. Datos de redes locales de monitoreo típicamente dependen de comunicaciones fijas o inalámbricas, la internet, la telefonía radial, radio UHF/VHF o PRD GOES para la transmisión de datos. Los principales factores para determinar qué tipos de comunicación emplear incluyen: 4 Velocidad de transferencia de datos Disponibilidad de electricidad (electricidad de líneas principales versus autónomas/ auto-alimentadas) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-11

46 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Garantía de transmisión de datos (red privada versus línea de datos compartida) Ubicación y disponibilidad de infraestructura de telecomunicaciones (satélites en campo de visión) Disponibilidad de financiamiento Las comunicaciones de doble vía con una red de pluviómetros pueden ser provechosas. Esta capacidad puede ser usada para: 4 Actualizar software o calibrar valores en la estación Interrogar el sistema en busca de fallas Cambiar la frecuencia de muestreo Realizar varias funciones administrativas que de lo contrario tendrían que esperar hasta una visita al sitio Esto permite que el sistema sea flexible y mejora la confiabilidad en general. Al adoptar un sistema de comunicaciones para la instalación de pluviómetros, una consideración deberá ser su confiabilidad bajo condiciones ambientales severas. Por ejemplo, para una alerta de una crecida repentina, algunos de los pluviómetros deberán estar posicionados en una región propensa a deslizamientos para brindar una apropiada alerta temprana. En caso de un deslave, las primeras pérdidas con frecuencia son la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network), los enlaces de telefonía móvil y la energía eléctrica. En estas circunstancias, los enlaces satelitales podrían ser la única opción. Además, se requiere alguna forma de suministro eléctrico no interrumpible (UPS). Esto a menudo viene en forma de un sistema de respaldo a batería con una capacidad adecuada de reserva de varias horas. Una serie de fabricantes, incluyendo fabricantes del registrador de datos y pluviómetros, producen sistemas de comunicación relativamente baratos, listos para usar, apropiados para pluviómetros. El método de comunicación depende mayormente de la distancia a lo largo de la cual se deban transmitir los datos. Para distancias cortas, un enlace de radio a menudo es conveniente. Para enlaces a escala nacional, líneas telefónicas dedicadas o de selección automática interurbana de la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network) son un medio eficaz. Donde las líneas fijas no son prácticas, el creciente uso de enlaces de telefonía móvil usando tecnología de Mensajería General Conmutada (GSM, General Switched Messaging) y protocolos del Sistema General de Radiotransmisión de Paquetes (GPRS, General Packet Radio System) ha ampliado el potencial de las comunicaciones a larga distancia. Tanto los sistemas de telefonía fija como móvil brindan acceso a internet a través de un Proveedor de Servicios de Internet (ISP), lo cual puede mejorar enormemente la transmisión de datos. Por ejemplo, muchas de las estaciones de GPS de la red mundial del Servicio Internacional del Sistema Global de Navegación por Satélite reportan a través de internet Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

47 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Todas las formas de telefonía se están fusionando en una sola con enlaces telefónicos que harán que el método de conexión sea transparente al usuario. Recuerde El Sistema Global de Telecomunicaciones (SGT) está definido como: El sistema global En general, banda ancha se refiere a telecomunicaciones en las cuales una banda ancha de frecuencias está disponible para transmitir intercambio y distribución de observaciones información. Así, la información puede ser e información procesados en el marco de la multiplexada y enviada a través de muchas Vigilancia Meteorológica Mundial. diferentes frecuencias o canales dentro de la banda Reglamento Técnico No. 49 OMM de manera concurrente, permitiendo que más información sea transmitida en una cantidad dada de tiempo (así como más carriles en una carretera permiten que más vehículos circulen por ella a la misma vez). Las ventajas de la tecnología de banda ancha son: coordinado de instalaciones de telecomunicaciones y arreglos para la rápida recopilación, 4 Una conexión continua de doble vía que permite el muestreo de datos a alta velocidad y la recuperación de datos en tiempo casi real. Se cuenta con el diagnóstico remoto de manómetros y la capacidad de reprogramar el sistema de manera remota. Figura 3.3 Estructura básica del sistema global de telecomunicaciones de la OMM Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-13

48 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico La deriva en tiempo y los errores de instalación por parte de operadores son eliminados teniendo a disposición la hora exacta de servidores del Protocolo de Tiempo de Red en internet. Los costos de entrega de datos son conocidos con antelación porque los costos de subscripción son pagados mensual o anualmente. La recopilación de datos en tiempo real permite encontrar y reparar las averías con más rapidez. Los sistemas de banda ancha de línea fija también pueden permitir acceso de respaldo a través de un modem de discado. Las desventajas de la tecnología de banda ancha son: 4 Se requiere una interfaz LAN; a menudo esto es difícil de agregar a sistemas existentes. Se requiere una línea terrestre para sistemas de banda ancha no satelitales. Puertos seriales DCP por lo general no están disponibles, de manera que es más difícil lograr la interfaz. El requisito de energía para módems de banda ancha es bastante alto (~1 amp); esto puede causar problemas donde no se cuente con una línea primaria. Según se ha mencionado, para áreas más remotas, los enlaces móviles de satélite ofrecen una alternativa viable. Ahora existen más de 30 sistemas satelitales orbitales en operación dedicados a la transmisión de datos, algunos a escala mundial. Comunicaciones de respaldo Un centro de pronóstico local/provincial e, idealmente, un SMHN debería emplear comunicaciones de respaldo para la recopilación de datos e información necesaria para detectar peligros naturales. Dos tipos de comunicaciones de respaldo deberían ser empleados en los centros: 4 Trayectorias alternativas de comunicaciones para que los datos críticos lleguen a un centro 4 Comunicaciones de respaldo como parte de un respaldo de servicio provisto por otro centro Trayectorias alternativas de comunicación para la recopilación de datos y divulgación de productos son necesarias dentro de un centro. En caso de falla de uno de los enlaces primarios de comunicación del centro, la información puede ser re-enrutada a través de una conexión secundaria. El respaldo de funcionalidades por otro centro significa que se han establecido procedimientos para que una oficina asuma las funciones de otra si esta última ha perdido todos sus enlaces de comunicación. Típicamente, un centro debería tener conexiones con al menos dos centros más Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

49 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Los sistemas satelitales comerciales pueden ofrecer a los centros de pronóstico un mecanismo diverso de divulgación para información de alertas y así complementar la conectividad primaria del Sistema Global de Telecomunicaciones (SGT) de la OMM (ver siguiente sección). En este sentido, un servicio idóneo provisto comercialmente podría ser utilizado como respaldo a circuitos de SGT. Muchos otros sistemas satelitales meteorológicos son operados en órbita polar para recopilar datos de observaciones y muchos realizan el servicio adicional de recopilar datos de Plataformas de Recolección de Datos (PRD) tales como estaciones de aforo y pluviómetros. La función de poner en marcha más de un sistema de recepción satelital debería ser explorada por un SMHN para brindar la máxima confiabilidad general del sistema. Aunque no es común, ocasionalmente ocurren apagones inesperados de los sistemas satelitales y a veces puede resultar en la pérdida total de una plataforma satelital. La recepción de datos provenientes de más de un sistema satelital ayudará a asegurar muy alta confiabilidad en la poco probable aunque posible ocurrencia de pérdida de servicio de un satélite en combinación con una pérdida de comunicaciones terrestres en un centro de alerta. Observación de datos internacionales y recopilación de información Según se mencionó con anterioridad en este capítulo, la recepción en los SMHN de datos provenientes de redes locales de monitoreo típicamente depende de comunicaciones fijas o inalámbricas, internet, radio telefonía, radio UHF/VHF o PRD GOES para la transmisión de datos. A la misma vez, la principal ruta internacional de recopilación de datos para un SMHN es el Sistema Global de Telecomunicaciones de la Organización Meteorológica Mundial. El SGT OMM es el sistema vertebral para el intercambio mundial de datos e información en apoyo de sistemas de alerta temprana multipeligro y multipropósito, incluyendo todos los datos meteorológicos y relacionados; análisis y pronósticos de tiempo, agua y clima; información y advertencias relacionadas con tsunamis y datos sísmicos paramétricos. El SGT distribuye un amplio rango de observaciones de datos de la tierra con contenido y formatos de datos estandarizados. Los datos y la información son dirigidos usando un sistema de conmutación de mensajes (MSS, message switching system) que consiste de sistemas de hardware y de software. Una reseña del SGT aparece en la Figura 3.3.La estructura del SGT aprovecha los circuitos terrestres de comunicación para diseminar datos, productos y boletines informativos a través de una red en capas. Las tres capas del SGT son los Centros Meteorológicos Mundiales (CMM), los Concentradores Regionales de Telecomunicaciones (CRT) y los Centros Meteorológicos Nacionales (CMN). La Red Principal de Telecomunicaciones (RPT) enlaza a tres Centros Meteorológicos Mundiales (CMM) (Melbourne, Moscú y Washington) y 15 Concentradores Regionales de Telecomunicaciones (CRT) (Argel, Beijing, Bracknell, Brasilia, Buenos Aires, Cairo, Dakar, Jeddah, Nairobi, Nueva Delhi, Offenbach, Toulouse, Praga, Sofía y Tokio). Esta red central tiene la función de brindar un servicio eficiente, rápido y confiable de comunicaciones entre los Centros de Telecomunicaciones Meteorológicas (CTM). Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-15

50 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Las Redes Regionales de Telecomunicaciones Meteorológicas (RRTM) son una red integrada de circuitos que cubre las seis regiones de la OMM África, Asia, Sur América, Norte América/ Centro América y el Caribe, Pacífico Sur-Occidental y Europa más la Antártica y los CTM que les interconectan, asegurando así la recopilación de datos de observaciones y la distribución selectiva regional de información meteorológica y de otros tipos de información relacionada a Miembros. Hasta que se complete la red integrada, las transmisiones por radio de HF pueden ser utilizadas para cumplir con los requisitos de internet para la diseminación de información meteorológica. Las Redes Nacionales de Telecomunicaciones Meteorológicas (RNTM) permiten a los Centros Meteorológicos Nacionales (CMN) recabar datos de información y recibir y distribuir información meteorológica a escala nacional. La OMM está ampliando sobre su SGT para generar un Sistema de Información de la OMM (SIO) abarcador, que permita acceso sistemático, recuperación, diseminación e intercambio de datos e información a todos los programas de la OMM y programas internacionales relacionados. El SIO también podrá brindar datos críticos a otras agencias nacionales y a usuarios que tratan con muchos sectores, incluyendo la gestión del riesgo de desastres. Puntos importantes a recordar sobre requisitos de comunicaciones 4 Las comunicaciones robustas entre las redes de observación y el centro de pronóstico son clave para el éxito de un sistema de alerta temprana de crecidas repentinas. Al adoptar un sistema de comunicación para una instalación de manómetros, se debe considerar su confiabilidad bajo condiciones ambientales severas. Trayectorias alternativas de comunicación para recopilar datos y divulgar productos son necesarias en un SMHN para asegurar las operaciones 24/7. El SGT OMM es el sistema vertebral para el intercambio mundial de datos e información en apoyo de sistemas de alerta temprana multipeligro y multipropósito. Especificaciones de proveedores El sitio web de la Association of Hydro-Meteorological Equipment Industry es: Adicionalmente, una lista de proveedores aparece en el sitio web de NOAA: Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

51 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Referencias Battan, L. J., 1973: Radar observations of the atmosphere. University of Chicago Press, 279 pp. Bringi V. N., V. Chandrasekar, N. Balakrishnan, and D. S. Zrnic, 1990: An examination of propagation effects on radar measurements at microwave frequencies. J. Atmos. Oceanic Technol., 7, Buchanan, T.J. and W.P. Somers Stage measurement at gauging stations. U.S. Geological Survey, Techniques of Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A7 Buchanan, T.J. and W.P. Somers. Discharge measurements at gauging stations. U.S. Geological Survey, Techniques of Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A8 Carter, R.W. and Jacob Davidian, General Procedure for Gauging Streams. U.S. Geological Survey, Techniques for Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A6 Ferraro, R.R., and G.F. Marks, 1995: The development of SSM/I rain-rate retrieval algorithms using ground-based radar measurements. J. Atmos. Oceanic Technol., 12, Ferraro, R.R., S.J. Kusselson, and M. Colton, 1998: An introduction to passive microwave remote sensing and its applications to meteorological analysis and forecasting. Natl. Wea. Dig., 22, Ferraro, R., P. Pellegrino, M. Turk, W. Chen, S. Qiu, R. Kuligowski, S. Kusselson, A. Irving, S. Kidder, and J. Knaff, 2005: The Tropical Rainfall Potential (TRaP) Technique. Part 2: Validation. Wea. Forecasting, 20, Ferraro, R.R., F. Weng, N. Grody, I. Guch, C. Dean, C. Kongoli, H. Meng, P. Pellegrino, and L. Zhao, 2002: NOAA satellite-derived hydrological products prove their worth, EOS, Trans. of Amer. Geophys. Union, 83, Ferraro, R.R., F. Weng, N.C. Grody, and L. Zhao, 2000: Precipitation characteristics over land from the NOAA-15 AMSU Sensor, Geophys. Res. Let., 27, Hagen, M. and S. E. Yuter, 2003: Relations between radar reflectivity, liquid-water content, and rainfall rate during the MAP SOP. Q. J. R. Meteorol. Soc., 129, Joss, J. and A. Waldvogel, 1967: Ein Spektrograph für Niederschlagstropgen mit automatischer Auswertung. Pure Appl. Geophys., 68, Kennedy, E.J. Discharge Ratings at Gauging Stations. U.S. Geological Survey, Techniques for Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A10 Kidder, S.Q., S.J. Kusselson, J. A. Knaff, R. R. Ferraro, R. J. Kuligowski, and M. Turk, 2005: The Tropical Rainfall Potential (TRaP) Technique. Part 1: Description and examples. Wea. Forecasting, 20, Kuligowski, R.J., 1997: An overview of National Weather Service quantitative precipitation estimates. TDL Office Note 97-4, NWS/NOAA, 27 pp. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-17

52 Kuligowski, R.J., 2002: A self-calibrating real-time GOES rainfall algorithm for short-term rainfall estimates. J. Hydrometeor., 3, Kuligowski, R.J., and A.P. Barros, 2000: Blending multiresolution satellite data with application to the initialization of an orographic precipitation model. J. Appl. Meteor., 40, Kummerow, C., and co-authors, 2000: The status of the Tropical Rainfall Measuring Mission after two years in orbit. J. Appl. Meteor., 39, Kusselson, S.H., 1993: The operational use of passive microwave data to enhance precipitation forecasts. Preprints, 13th Conf. on Weather Analysis and Forecasting, Vienna, VA, Amer. Meteor. Soc., Laenen, Antonius. Acoustic Velocity Meter Systems. U.S. Geological Survey, Techniques of Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A17 Leone, D.A. et al: Meteorological Considerations Used in Planning the NEXRAD Network. American Meteorological Socieity, 70, No. 1, January Liu, C., E. Zipser, and S. W. Nesbitt, 2007: Global distribution of tropical deep convection: Different perspectives using infrared and radar as the primary data source,j. Climate, 20, Löffler-Mang M., and J. Joss, 2000: An optical disdrometer for measuring size and velocity of hydrometeors. J. Atmos. Oceanic Technol., 17, Mandeep, J. S. and S. I. S. Hassan, 2008: 60- to 1-minute rainfall-rate conversion: Comparison of existing prediction methods with data obtained in the southeast Asia region. J. Appl. Meteor. Clim., 47, Marshall, J. S. and W. M. Palmer, 1948: The distribution of raindrops with size. J. Meteorol., 5, Marzano, F.S., A. Mugnai, and F.J. Turk, 2002: Precipitation Retrieval From Spaceborne Microwave Radiometers and Combined Sensors. Advances in Global Change Research., 13, Matrosov, S. Y., D. E. Kingsmill, B. E. Martner and F. M. Ralph, 2005: The utility of X-band polarimetric radar for quantitative estimates of rainfall parameters. J. Hydrometeor., 6, Matrosov, S. Y., K. A. Clark, B. E. Martner and A. Tokay, 2002: X-band polarimetric radar measurements of rainfall. J. Appl. Meteor., 41, National Research Council, 2005: Flash Flood Forecasting Over Complex Terrain: With an assessment of the sulphur mountain NEXRAD in southern California. The National Academies Press. 206 pp.

53 Capítulo 3: Redes de monitoreo hidrometeorológico Nesbitt, S. W., E. J. Zipser, and D. J. Cecil, 2000: A census of precipitation features in the tropics using TRMM: radar, ice scattering, and lightning observations. J. Climate., 13, Scofield, R.A., and R.J. Kuligowski, 2003: Status and outlook of operational satellite precipitation algorithms for extreme precipitation events. Wea. Forecasting, 18, Scofield, R.A., R. Kuligowski, and C. Davenport, 2003: From satellite quantitative precipitation estimates (QPE) to nowcasts for extreme precipitation events. Preprints, 17th Conference on Hydrology, Amer. Meteor. Soc. Scofield, R. A., R. J. Kuligowski, and J. C. Davenport, 2004: The use of the Hydro-Nowcaster for Mesoscale Convective Systems and the Tropical Rainfall Nowcaster (TRaN) for landfalling tropical systems. Preprints, Symposium on Planning, NOwcasting, and Forecasting in the Urban Zone, Seattle, American Meteorological Society, CD-ROM, 1.4. Segal, B., 1986: The influence of raingauge integration time on measured rainfall-intensity distribution functions. J. Atmos. Oceanic Technol., 3, Steiner, M., R. A. Houze Jr., and S. Yuter, 1995: Climatological characterization of threedimension storm structure from operational radar and rain gauge data, J. Appl. Meteor., 34, Turk, M.A., S.J. Kusselson, R.R. Ferraro, P. Pellegrino, S. Kidder, and J. Yang, 2003: Validation of a microwave-based tropical rainfall potential (TRaP) for landfalling tropical cyclones. Preprints, 12th Conference on Satellite Meteorology and Oceanography, Amer. Meteor. Soc., Long Beach, CA, 8-13 Feb Vila, D.A., R.A. Scofield, R.J. Kuligowski, and J.C. Davenport, 2003: Satellite rainfall estimation over South America: Evaluation of two major events. NOAA Tech. Rept. NESDIS 114, 17 pp. White A. B., J. R. Jordan, B. E. Martner, F. M. Ralph, and B. W. Bartram, 2000: Extending the dynamic range of an S-band radar for cloud and precipitation studies. J. Atmos. Oceanic Technol., 17, White A. B., P. J. Neiman, F. M. Ralph, D. E. Kingsmill, and P. O. G. Persson, 2003: Coastal orographic rainfall processes observed by radar during the California Land-falling Jets Experiment. J. Hydrometeor., 4, Yuter, S. E., R. A. Houze, Jr., E. A. Smith, T. T. Wilheit and E. J. Zipser, 2005: Physical characterization of tropical oceanic convection observed in KWAJEX. J. Appl. Meteor., 44, Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 3-19

54 Capítulo 4 Infraestructura tecnológica Un centro de pronóstico con un programa de pronóstico de crecidas repentinas debe poder procesar y analizar datos in situ (pluviómetro y estación de aforo) y de percepción remota (radar y satélite) para detectar la ocurrencia de una crecida repentina y pronosticar su impacto. Un centro de pronóstico requiere una variedad de hardware, software (incluyendo programas y aplicaciones de cómputo) y capacidades en comunicación para apoyar y mantener su capacidad de predicción y detección de crecidas repentinas. En un centro también se requieren programas de mantenimiento y capacidad de respaldo. Qué contiene este capítulo? Este capítulo debe ser leído por personas que necesitan un conocimiento básico sobre los tipos de hardware y software (tanto sistemas operativos como programas de aplicaciones), programas de mantenimiento y planes de respaldo necesarios para que funcione un plan de alerta. El capítulo contiene secciones que discuten los siguientes tópicos: 4 Sistemas operativos y hardware (estaciones de trabajo) disponibles para usar en un centro de pronóstico 4 Programas de aplicaciones requeridos para recolectar, analizar, integrar, mostrar datos y diseminar productos en el centro 4 Programas de redundancia y su importancia 4 Requisitos en programas de mantenimiento para un centro de pronóstico Requisitos de hardware y sistema operativo para el pronóstico y alertas de crecidas repentinas Un centro de pronóstico necesita computadoras y sistemas operativos de cómputo para recolectar, Recuerde procesar, vigilar y presentar de manera efectiva datos Un SMHN debe asegurar la de observación terrestre y para producir y diseminar presencia de firewalls y otras productos. Actualmente existen dos opciones principales para hardware y sistemas operativos: las PC con la integridad de sus redes. Windows o Mac OS X y aquellas basadas en UNIX. Cada una tiene sus fortalezas y debilidades, de manera que la escogencia a veces se basa en preferencias personales o en el sistema con el cual la organización haya tenido más experiencia. Cada una exige bastante mantenimiento, redundancia y atención a seguridad para garantizar la medidas de seguridad para proteger Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 4-1

55 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica disponibilidad de datos y capacidad de procesamiento en todo momento. Bajo condiciones óptimas, todos los centros de pronóstico en un SMHN deberían utilizar el mismo hardware, sistemas operativos y aplicaciones. Así se podrían estandarizar el desarrollo, mantenimiento, resolución de problemas y operación, ahorrando dinero. La realidad es que el sistema operativo y hardware escogido por un centro a menudo es dictado por normas institucionales, destrezas y capacidades del personal y/o por restricciones o ciclos presupuestarios. El número de estaciones de trabajo requeridas por centros de operaciones depende del hardware y sistema operativo, el número de aplicaciones, el grado de comunicaciones y el enfoque tomado para asegurar la redundancia de funciones críticas. Puntos importantes a recordar sobre sistemas operativos y hardware 4 Existen pros y contras al considerar usar ya sea PCs con un sistema operativo Windows o Mac o un sistema basado en UNIX/Linux en un entorno de centro de pronóstico. Todos los sistemas requieren redundancia y medidas de seguridad para asegurar operaciones no interrumpidas. Al usar el mismo hardware, sistemas operativos y aplicaciones en todos los centros de pronóstico se reduce el costo de desarrollo, mantenimiento, resolución de problemas y operación. Aplicaciones de cómputo para apoyo en el pronóstico de crecidas repentinas Los programas de aplicaciones de cómputo son críticos para que el pronosticador pueda seguir enterado exitosamente sobre la situación. Las aplicaciones también dan información procesada sobre observaciones terrestres crudas para incorporarlas en decisiones sobre cuáles productos debe emitir el centro de pronóstico. Los requisitos para una rápida caracterización y determinación de amenazas incluye velocidad de procesamiento, suficiente densidad en la red de observación e intervalos de interrogación lo suficientemente cortos para cada sensor en la red. Aplicaciones Las aplicaciones son grupos de códigos de cómputo que brindan al centro de pronóstico las herramientas necesarias para mantenerse enterados de alguna situación, colaborar con otros centros, tomar decisiones, preparar productos y diseminar estos productos de manera oportuna. En otras palabras, las aplicaciones ayudan al pronosticador a realizar el trabajo requerido, y casi todas estas aplicaciones son críticas para hacer el trabajo. La experiencia en Recuerde El sistema operativo del centro generalmente dicta qué forma tendrá la aplicación, por ejemplo, Tool Command Language/Tool Kit (Tcl/Tk) para sistemas basados en UNIX y C++ para sistemas basados en Windows. 4-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

56 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica centros de pronóstico establecidos sugiere que las funciones de las aplicaciones de apoyo para el pronóstico de crecidas repentinas pueden ser divididas en varias categorías: 4 Recolectar datos de observaciones terrestres en tiempo real, especialmente datos de precipitación y caudal 4 Procesar y almacenar datos en tiempo real 4 Observar los datos en busca de excedencia en los criterios de umbral 4 Calcular parámetros que deben ser derivados de datos observados 4 Mostrar datos e información derivada para que el pronosticador se mantenga enterado de la situación 4 Crear y diseminar productos de texto y gráficos para clientes y otros centros de pronóstico Cada centro puede utilizar aplicaciones desarrolladas en otro sitio o puede desarrollar las propias internamente si existe la capacidad y se desea la personalización. A continuación se presentan algunas funciones que requieren aplicaciones de cómputo para apoyar un programa de alerta de crecidas repentinas. La lista de ninguna manera es taxativa. 4 Recopilar, descodificar y almacenar digitalmente observaciones de datos terrestres Manejar bases de datos relacionales de observaciones y metadatos Verificar los datos entrantes de observaciones en cuanto a calidad y marcar o rechazar lecturas sospechosas Visualizar datos Tabulaciones numéricas de reportes de manómetros Despliegue gráfico de NOAA/NWS Figura 4.1 Ejemplo de un producto AWIPS FFMP reportes de manómetros Visualización en mapas de reportes de manómetros 4 Comparar los estimados de precipitación con la Guía de Crecidas Repentinas (FFG, Flash Flood Guidance) (ver Capítulo 5) y alertar al pronosticador cuando se sobrepase la guía según se ilustra en el ejemplo en la Figura Comparar los estimados de precipitación con el Índice Potencial de Crecidas Repentinas (FFPI, Flash Flood Potential Index) u otros programas que modifiquen la FFG (ver Capítulo 5) y alertar al pronosticador Computar la tasa de cambio en manómetros, extrapolando valores futuros, y alertar al pronosticador cuando se sobrepasen los niveles de la FFG Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 4-3

57 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica Calcular la lluvia aguas abajo y comparar con el nivel de inundación, etc. 4 Trazar en mapas y visualizar datos de reflectividad de radar en tiempo real y alertar al pronosticador cuando se sobrepasen los umbrales de reflectividad Visualizar datos de precipitación total incremental por tormenta observados por radar y alertar al pronosticador sobre potenciales áreas problemáticas Comparar datos de reflectividad de radar a través de relaciones ZR, por ejemplo, la relación entre la reflectividad de radar y la tasa de lluvia en forma de una ley de potencias y relacionada a FFG y/o FFPI Generar resúmenes de texto y gráficos de datos observados, pronósticos de rutina y productos de alerta Diseminar productos a los canales de comunicación apropiados. Puntos importantes a recordar sobre aplicaciones de cómputo y requisitos de procesamiento 4 Un centro de pronóstico responsable de pronosticar crecidas repentinas requiere aplicaciones de software de cómputo para mantenerse enterado de la situación, tomar decisiones y producir y diseminar productos de crecidas repentinas. Un centro de pronóstico puede pedir prestadas aplicaciones desarrolladas por otros centros o desarrollar su propio software específico. Redundancia y capacidades de respaldo Según se discutió brevemente en la sección sobre comunicaciones de respaldo en el Capítulo 3, varios tipos de sistemas de respaldo deben ser usados en los centros de pronóstico. Cada centro requiere trayectorias alternas de comunicación para la recopilación de datos y también para la diseminación de productos en caso que falle uno de los enlaces primarios de comunicación del centro. De manera similar, los centros no deben depender solamente de una red o de manómetros únicos, sino que deben usar redes redundantes. Entonces, si no estuviera disponible su red primaria de datos terrestres, ya sea por una falla de equipo o por problemas de comunicaciones, el centro aún puede funcionar utilizando redes alternas. El respaldo de funcionalidades del centro por otro centro significa que se han establecido procedimientos para que un centro de pronóstico provincial o local (e idealmente un SMHN) asuma las funciones de uno de sus centros de pronóstico vecinos si este último ha perdido todo enlace de comunicaciones. Típicamente, un centro debería tener conexiones con al menos dos centros más y cada centro de pronóstico debería tener acuerdos con al menos un centro más para brindar comunicaciones de respaldo. Recuerde Evite tener que invocar un respaldo completo creando redundancia en: 4 comunicaciones, 4 hardware, y 4 sistemas de software 4-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

58 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica La capacidad de respaldo completo por otro centro teóricamente brinda redundancia completa de las funciones del centro original. Existe, sin embargo, un precio alto por dicha capacidad. El centro de respaldo deberá estar entrenado en cuanto a los procedimientos y responsabilidades de la otra oficina y generalmente se requieren canales de comunicación adicionales si el centro de respaldo va a recolectar todos los datos pertinentes y llegar a todos los clientes del centro original. Y, por supuesto, el personal en el sitio de respaldo debe probar los procedimientos de respaldo con frecuencia. Debido al alto costo tanto en fondos como en recursos y la alta probabilidad Figura 4.2 Ejemplo de trayectorias redundantes de comunicación de datos de topar con problemas por la poca frecuencia de uso, un respaldo completo sólo debe ser usado como último recurso. Un centro debe esforzarse por establecer redundancias in situ para comunicaciones, hardware y software de manera que pueda continuar funcionando en caso de una interrupción menor del sistema. La redundancia del hardware es un requisito importante para un centro. Esta redundancia de hardware va de la mano con la necesidad de que, cuando sea factible, un centro obtenga datos redundantes de precipitación y caudal provenientes de diferentes redes a través de varios canales diferentes de comunicación. La redundancia ayuda a asegurar que los datos para los programas de aplicaciones estén disponibles cuando más se les necesite: durante un evento. Como beneficio adicional, el sistema de respaldo puede ser configurado también como herramienta de capacitación. Energía de respaldo Cuando y donde sea posible, un centro de pronóstico debería brindar electricidad de respaldo para plataformas críticas de observación, hardware de comunicaciones y computadoras de procesamiento. Para manómetros remotos, la energía de respaldo a menudo puede provenir de baterías de carga solar. Para instalaciones más grandes como sitios de radar y computadoras en centros de pronóstico, será necesario un gran generador de Figura 4.3 Ejemplo de respaldo completo de funcionalidad por otro SMHN Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 4-5

59 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica respaldo operado por diesel. Esta puede ser una gran inversión, pero invaluable cuando se pierde la energía primaria por tormentas u otras causas. Un centro debería tener a mano suficiente combustible para el generador para al menos tres días de operación. El sistema, incluyendo un suministro de energía no interrumpible, debe ser probado regularmente para asegurar una transición ágil en caso de pérdida de la energía primaria. Puntos importantes a recordar sobre redundancia y operaciones de respaldo 4 La capacidad de respaldo completo por otro centro teóricamente brinda redundancia total de las funciones del centro original, pero el costo es alto. Debido al alto costo y la alta probabilidad de topar con problemas debido a la poca frecuencia de uso, el respaldo completo debe usarse sólo como último recurso y cada centro debe esforzarse por establecer redundancias in situ en comunicaciones, hardware y software. Requisitos de mantenimiento Un programa de mantenimiento bien coordinado y respaldado es crítico para el éxito de un centro de pronóstico. La amplitud y profundidad de los requisitos del programa de mantenimiento dependerá de los tipos de equipo que utilice ese centro y el grado al cual el centro realice internamente el mantenimiento del equipo. Por ejemplo, si un centro necesita sus propios manómetros de precipitación y caudal, entonces la capacitación y las destrezas de los técnicos en electrónica del centro serán diferentes a los de un centro que depende exclusivamente de redes de medición internacionales o de uno cuyas redes sean mantenidas por otra agencia gubernamental o por un contratista. Hay condiciones similares para hardware y software de cómputo y de comunicaciones. Existen argumentos fuertes a favor de usar un programa de mantenimiento interno en vez de depender de otros para el mantenimiento de equipo crítico. Estos incluyen: 4 Mayor control sobre la disponibilidad de técnicos, especialmente después de horas laborales normales Mayor control sobre la capacitación de los técnicos Creación de un escalafón profesional para los técnicos La constante exposición a las operaciones de centros de alerta ayuda a comprender mejor la importancia de responder con rapidez, especialmente durante grandes eventos de inundación También existen buenos argumentos, especialmente con respecto a presupuestos y redundancia de esfuerzos, a favor de depender de técnicos o contratistas privados de otras agencias gubernamentales para el mantenimiento del equipo crítico del centro. Estos incluyen: 4-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

60 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica 4 Costo de programas de capacitación de la agencia, incluyendo cursos básicos y de refrescamiento Gastos fijos por personal de tiempo completo Evitar la subutilización de técnicos en centros con menores cargas de trabajo Si un centro opera con un programa de mantenimiento interno, subcontrata todo el mantenimiento o tiene un programa que es una mezcla de ambos, debe controlar todas las actividades de mantenimiento para gestionar el programa de manera efectiva. Un centro debe establecer un Sistema de Reporte de Ingeniería y Mantenimiento (SRIM) similar a aquellos usados por muchos centros de pronóstico. Los datos recolectados por el SRIM son vitales para responder de la mejor manera a la misión del centro. El SRIM debería ser la herramienta primaria de mantenimiento a nivel de campo para gestionar el flujo de trabajo relacionado con la recolección, análisis y mantenimiento de datos. Los datos del SRIM permiten al centro:: 4 Determinar la confiabilidad y capacidad de mantenimiento (R&M, reliability and maintainability) del sistema Anticipar requisitos de mantenimiento de sistemas e instalaciones Medir la eficacia de modificaciones y mejoras a sistemas e instalaciones Brindar datos de configuración para sistemas e instalaciones en particular Brindar evidencia de la condición operativa de un sistema para uso en asuntos legales Controlar recursos de ingeniería gastados en sistemas e instalaciones en particular Producir datos sobre el desempeño del programa Gestionar el flujo de trabajo de mantenimiento en el centro Evaluar los requisitos de mantenimiento de sistemas e instalaciones y ayudar en la planificación de niveles futuros de personal Un centro debe determinar qué constituye un evento de mantenimiento reportable. Estos son eventos que deben ser vigilados para mantener los programas del centro. En general, existen cinco tipos de eventos de mantenimiento reportables: 4 Mantenimiento correctivo Las acciones remediales requeridas para corregir fallas y restablecer la operación de sistemas/equipo o instalaciones de acuerdo con capacidades y tolerancias indicadas. Esto incluye reparaciones no planificadas y no regulares, así como mantenimiento a hardware y software de sistemas realizado como resultado de evidencia que indique que ha ocurrido o es inminente una falla. Manejo del equipo Realizar la activación, desactivación, reubicación o actividades similares de sistemas, equipo o instalaciones. Modificación Los cambios autorizados de configuración de hardware y/o software necesarios para mejorar o ampliar las operaciones o la vida del sistema, equipo o instalación o para satisfacer nuevos requisitos. Actividad especial La recopilación de datos autorizada limitada o de corto plazo (muestreo especial), instalación de sistemas o equipos, reubicación de equipos, pruebas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 4-7

61 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica del sistema por modificaciones al sistema y otras actividades similares para un propósito específico. Mantenimiento rreventivo/de rutina Acciones de mantenimiento realizadas a sistemas, equipo o instalaciones para asegurar su operación continua dentro de las capacidades indicadas y/o para minimizar la probabilidad de fallas. El mantenimiento de rutina incluye acciones de mantenimiento preventivo programado, planificado o periódico. Un programa SRIM es esencial para mantener equipo crítico, determinar los niveles de personal y formular presupuestos. Mantenimiento de software La mayoría del mantenimiento de software caerá bajo unas pocas categorías generales: 4 Cargar software comercial, incluyendo sistemas operativos y aplicaciones Mantener actualizado el software comercial (sistemas operativos y aplicaciones). Esto incluye cargar parches provisionales. Ayudar a programadores locales a desarrollar, depurar y mantener programas de cómputo generados por el personal y distribuir estos programas a otros centros Adaptar aplicaciones de software provenientes de otros centros de pronóstico para ajustarlos a las necesidades del centro y posiblemente mejorar la aplicación para distribuirla a otros centros Mantenimiento de hardware El mantenimiento del hardware puede involucrar trabajar en cualquiera de los siguientes sistemas, dependiendo de las metas y la filosofía del programa de mantenimiento del centro (por ejemplo, si el mantenimiento es interno o contratado). Aunque esta lista no es taxativa, ilustra la amplia gama de destrezas requeridas por el personal de electrónica del centro: 4 Estaciones de aforo Redes de manómetros y manómetros de precipitación automatizados PCs (operativas y administrativas) Estaciones de trabajo Servidores Enrutadores Cableado Paredes de fuego (firewalls) Sistemas telefónicos, incluyendo contestadoras Enlaces satelitales ascendentes y descendentes Enlaces de UHF y VHF Transmisores de radio de onda corta 4-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

62 Capítulo 4: Infraestructura tecnológica Capacitación de técnicos Los técnicos en electrónica deben ser competentes en al menos tres áreas muy diversas: 4 Dispositivos mecánicos (por ej., pluviómetros basculantes) Dispositivos electrónicos, incluyendo microelectrónica Software Existe capacitación internacional sobre muchos tipos de instalaciones de manómetros y mantenimiento. Es fácil obtener capacitación sobre aplicaciones de software, incluyendo sistemas operativos y programación y debe ser utilizada en lo posible. La capacitación sobre otros dispositivos electrónicos como enrutadores, enlaces satelitales descendentes y transmisores de radio es más difícil de obtener pero debe ser incluida en el presupuesto, ya que estos tipos de sistemas son cruciales para la operación de los centros. Puntos Importantes a Recordar sobre Programas de Mantenimiento para SAT de Crecidas Repentinas 4 La necesidad de contar con un programa de mantenimiento bien coordinado y respaldado es crítica para el éxito del programa de alerta de crecidas repentinas de un centro de pronóstico. Ya sea que un centro opere con un programa de mantenimiento interno, o subcontrate todo el mantenimiento o tenga un programa que sea una mezcla de ambos, debe vigilar todas las actividades de seguimiento para gestionar el programa de manera efectiva. Un centro debería determinar qué constituyen eventos de mantenimiento reportables. Estos son los eventos que deben ser controlados para mantener los programas del centro. Existe capacitación internacional para muchos tipos de instalación y mantenimiento de manómetros de datos terrestres. La capacitación sobre otros dispositivos electrónicos como enrutadores, enlaces satelitales descendentes y transmisores de radio es más difícil de obtener pero debe ser presupuestada, ya que estos tipos de sistemas son cruciales para la operación de un centro. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 4-9

63 Capítulo 5 Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Reseña Las crecidas repentinas representan retos en cuanto a pronóstico y detección porque no siempre son causadas simplemente por fenómenos meteorológicos. Las crecidas repentinas ocurren cuando se conjugan ciertas condiciones meteorológicas e hidrológicas. Aunque las lluvias fuertes generalmente son uno de los factores, lluvias en una dada cantidad y duración podrían o no resultar en una crecida repentina, dependiendo de las características hidrológicas de la cuenca hidrográfica en donde esté ocurriendo la lluvia. Según se indicó en el Capítulo 2, estas variables incluyen: 4 Magnitud, eficiencia y dirección de la escorrentía Condiciones antecedentes de la cuenca y del caudal Tamaño de la cuenca de drenaje Intensidad de la precipitación Duración de la precipitación Ubicación, movimiento y evolución de la tormenta con respecto a la cuenca Tipo de suelo, profundidad del suelo y condiciones antecedentes de humedad del suelo Cantidad y tipo de vegetación cubriendo el suelo Características del uso de suelo incluyendo urbanización y deforestación Topografía general y pendiente de la tierra Época del año (estación) Aunque las crecidas repentinas pueden ser causadas o potenciadas por muchos diferentes factores, los eventos inducidos por lluvia tienen algunas cosas en común. Estas son: 4 Tormentas convectivas, por las cuales pueden caer con rapidez grandes cantidades de lluvia Cantidades anómalas de humedad, a menudo a través de una capa profunda de la atmósfera Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-1

64 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Flujo húmedo de bajo nivel que rápidamente reabastece la humedad que alimenta la tormenta Condiciones de flujo atmosférico que hacen que las células de tormenta maduren o se muevan en secuencia a lo largo de la misma región en general Las crecidas repentinas también pueden ser detonadas por fenómenos diferentes a una precipitación intensa. Otras causas incluyen fallas en diques y represas, deshielo rápido, barreras de hielo y lluvia sobre cuencas hidrográficas recientemente quemadas o deforestadas. La literatura contiene muchos ejemplos de procedimientos para la alerta exitosa de fallas en represas y diques (ver capítulo de referencias). Los procedimientos para lidiar con cuencas hidrográficas deforestadas también han sido documentados ampliamente, especialmente en el sur de California, y no serán tratados aquí. Las barreras de hielo, las barreras de escombros y los eventos de rápido derretimiento de la nieve, a menos que ocurran en sitios conocidos (preferidos), no se prestan mucho para desarrollar a priori sistemas de alerta específicos para sitios. Aunque no es imposible, actualmente no es posible cubrir toda un área de pronóstico con suficientes sensores como para detectar estos eventos de ocurrencia aleatoria. Este capítulo se centrará en sistemas que pronostiquen crecidas repentinas causadas por eventos de precipitación. Una vez que cuenta con los datos provenientes de subsistemas de observación (ver Capítulo 3), cómo determina la agencia responsable cuándo emitir una alerta? Las herramientas disponibles para analizar los datos varían desde sistemas manuales muy básicos hasta sistemas de cómputo totalmente automatizados. Los sistemas manuales podrían consistir de tablas, gráficos y cuadros derivados de índices promedio de inundación y lluvia. Los sistemas de cómputo pueden incluir la gestión sofisticada de datos, modelos, pronósticos y la diseminación automatizada de alertas. Los componentes individuales, desde los más básicos hasta los más complejos, pueden ser combinados para responder a las necesidades y restricciones de un sistema de alerta de crecidas en particular y muchos componentes pueden ser modificados para mejorar la eficiencia, fiabilidad y el plazo de anticipación provisto por el sistema. Algunos de estos componentes incluyen: 4 Control de calidad de los datos de entrada Despliegue de datos de entrada de precipitación observada, en formato tabular o de mapa Despliegue de datos de nivel de agua observados, en formato tabular o gráfico Despliegue de datos de sensores meteorológicos (por ejemplo temperatura, viento), en formato tabular o gráfico Alarmas visuales o audibles basadas en la intensidad de la lluvia, altura o tasa de elevación en un sensor de nivel de agua, umbral de velocidad del viento, etc. Modelos hidrológicos que utilizan las condiciones meteorológicas pronosticadas u observadas en tiempo real como insumo, incluyendo lluvia observada y/o pronosticada, y/o información de caudal 5-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

65 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Registros de textos y gráficos de eventos pasados en sitios específicos de aforo Un enlace electrónico entre la oficina de manejo de emergencias y la oficina de pronostico más cercana para intercambiar información sobre pronósticos, alertas y condiciones actuales Productos satelitales y de radar Observadores meteorológicos y del caudal La Figura 1.3 (Capítulo 1) muestra que los pronósticos son específicos a peligros, de manera que la elaboración de un SAT de crecidas repentinas integral puede considerarse una adición a la capacidad de pronóstico de crecidas repentinas dentro de un SAT multi-peligro existente. Este capítulo se centra en el proceso de detección y predicción de crecidas repentinas por medio de dos subsistemas distintos. El primero, a menudo llamado un Sistema Local de Alerta de Inundaciones (SLAI), consiste de pluviómetros hidrometoeorológicos manuales y/o automatizados además de algún método para recopilar y procesar sus lecturas en un sitio central. La segunda metodología utiliza la Guía de Crecidas Repentinas (Flash Flood Guidance, FFG). Usado por el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos y varios otros países del mundo, este proceso compara la relación entre la lluvia y la escorrentía para determinar la amenaza de una crecida repentina, dada la humedad del suelo y el grado de saturación. Recientes desarrollos han llevado a una FFG que también puede representar las influencias del terreno local, el uso de las tierras, las condiciones del suelo y otros factores. Aunque existen varios otros enfoques, el SLAI y la FFG son dos subsistemas robustos, sofisticados y bien probados para el pronóstico de crecidas repentinas causadas por eventos de precipitación. El capítulo también presentará información sobre un sistema ampliado de FFG Global (Global FFG System, GFFGS). Incertidumbre en la generación de pronósticos de crecidas repentinas El principal objetivo de un sistema de pronóstico de crecidas repentinas es generar alertas con suficiente anticipación y exactitud para que los usuarios y encargados de emergencias tomen las medidas apropiadas para mitigar la pérdida de vidas, de propiedades y de comercio. Si la única base para generar alertas son los datos hidrometeorológicos, entonces los tiempos de anticipación podrían ser tan cortos que el pronóstico sería de poco valor para los usuarios (no olvidemos que se requiere tiempo para divulgar las alertas a los usuarios ver Capítulo 6). Al unir los pronósticos meteorológicos (provenientes de modelos de predicción meteorológica globales y regionales) con modelos hidrológicos, los pronósticos de crecidas repentinas pueden ser extendidos varias horas hacia el futuro en forma de avisos en vez de alertas, según se discute en el Capítulo 6. Esta combinación de modelos de predicción extiende el período de anticipación para los usuarios pero también aumenta bastante más la incertidumbre en el pronóstico. Esto se debe a que la escasez de datos observados y los errores potenciales en datos, las parametrizaciones (aproximaciones) de modelos hidrológicos/de crecidas repentinas de procesos físicos y los mecanismos de los modelos (limitaciones en resolución espacial y temporal, etc.) todos contribuyen a errores (es decir, a incertidumbre) en la exactitud de los pronósticos. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-3

66 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Según se indicó anteriormente, las crecidas repentinas son fenómenos hidrometeorológicos. Debido a la importancia de los pronósticos y datos meteorológicos para producir pronósticos de crecidas repentinas, es muy importante que exista colaboración estrecha entre los Servicios Meteorológicos e Hidrológicos Nacionales. Ya sea que se utilice un enfoque de SLAI o de FFG, la integración de conocimientos y datos meteorológicos con datos, modelos y conocimientos hidrológicos llevará a aprovechar al máximo el período de anticipación y a reducir al mínimo la incertidumbre en las alertas y los pronósticos generados. Qué contiene este capítulo? Este capítulo hace un repaso general de varios subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas actualmente en uso en todo el mundo. Debe ser leído por personas que requieran un entendimiento básico de las varias opciones disponibles para desarrollar un nuevo subsistema de pronóstico de crecidas repentinas como parte de un sistema de alerta temprana para todo peligro o como un programa independiente. El capítulo contiene secciones sobre: 4 Los Subsistemas Locales de Alertas de Inundaciones, incluyendo sistemas manuales, automatizados (ALERT, IFLOWS) y de alarma El Subsistema de la Guía de Crecidas Repentinas (FFG) y el método para determinar la FFG El Programa de Monitorización de Crecidas Repentinas (FFMP) usado por el USNWS La Determinación Potencial de Crecidas Repentinas a través del Índice de Potencial de Crecidas Repentinas (Flash Flood Potential Index, FFPI) La Guía Global de Crecidas Repentinas (Global Flash Flood Guidance, GFFG) desarrollado por el US Hydrologic Research Center Breves Ejemplos de Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas, incluyendo un sistema manual en las Filipinas, sistemas ALERT en los Estados Unidos, un sistema en Polonia, el subsistema de la Guía de Crecidas Repentinas para Centro América (Central American Flash Flood Guidance, CAFFG) y el Sistema Global de Alerta de Inundaciones (Global Flood Alert System, GFAS) desarrollado en Japón. Otros ejemplos más amplios, que muestran subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas empotrados en SAT integrales, se presentan en el Capítulo 8. Subsistemas locales de alertas de inundaciones (SLAI) Los SLAI pueden ser divididos en dos categorías básicas dependiendo de cómo se recogen los datos de pluviómetros, ya sea de forma manual (SLAI Manual) o automática (SLAIA). En ambos casos la meta es la misma: detectar los eventos de precipitación que excedan los umbrales con suficiente anticipación y con preparación previa para reducir al mínimo los efectos de la crecida repentina resultante. Es bastante complicado determinar el tipo más eficaz de SLAI para una comunidad. El tipo de sistema usado dependerá de qué tan familiarizados estén y qué tan 5-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

67 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas cómodos se sientan los funcionarios de la comunidad con las opciones tecnológicas. Quizás su confianza en las presentaciones hechas por proveedores o en recomendaciones de comunidades vecinas que cuentan con un SLAI exitoso sea suficiente información para escoger un sistema. Muy a menudo, sin embargo, las comunidades no saben que tienen opciones. SLAI manuales Muchos de los SLAI en funcionamiento hoy día son sistemas manuales de autoayuda (instalados, mantenidos y utilizados por un grupo local) poco costosos y simples de operar. El sistema manual de autoayuda consiste en un sistema local de recopilación de datos, un coordinador comunitario de inundaciones, un procedimiento de pronóstico de inundaciones fácil de usar, una red de comunicaciones para distribuir alertas y un plan de respuesta. El método más sencillo y menos costoso para recolectar datos es reclutar a observadores voluntarios para que recaben datos de lluvia y nivel de ríos/arroyos. Pluviómetros plásticos baratos pueden ser suministrados a los observadores voluntarios, quienes reportan las cantidades de lluvia a un coordinador comunitario de inundaciones vía teléfono fijo, teléfono celular, radio, internet u otro canal de comunicación. El coordinador de inundaciones mantiene la red o las redes de voluntarios. Pluviómetros automatizados más sofisticados podrían ser necesarios en áreas remotas o en otros casos donde no se cuente con suficientes observadores fiables. Las estaciones de aforo también varían en sofisticación, desde limnímetros hasta sistemas de Recolección Remota Automática Limitada (Limited Automatic Remote Collection, LARC), radios, etc. Un centro de SMHN ocasionalmente puede dar un procedimiento de pronóstico simple y fácil de usar a un coordinador de inundaciones del SLAI. Este procedimiento normalmente consiste de tablas, gráficos o cuadros que utilizan lluvias observadas y/o pronosticadas y un índice de potencial de inundación para estimar un pronóstico de inundación. Estos índices de potencial de inundación (conocidos como Guía de Advertencia de Cabeceras) son determinados por el SMHN y son provistos a los coordinadores. Los pronósticos de inundaciones varían, desde un pronóstico categórico sencillo de inundación o no inundación hasta esquemas de pronóstico que producen un valor numérico de cresta. Los pronósticos también podrían incluir el tiempo restante antes de que se alcance la altura de inundación o la hora a la cual se alcanzará la cresta. Aunque los reportes de pluviómetros manuales son menos propensos a errores, también son menos capaces de proveer una alta resolución temporal en situaciones de lluvias de gran intensidad. Típicamente es más sencillo obtener la información de intensidad de lluvia o de acumulación de corta duración de pluviómetros automatizados. SLAI automatizados En las últimas dos décadas, el gran crecimiento en tecnología y la reducción en el costo de los sistemas de microcomputadoras han resultado en la elaboración de sistemas automatizados de alerta de inundaciones. Tres de los SLAI automatizados más sobresalientes son los sistemas de alarma de crecidas repentinas, los ALERT y los IFLOWS. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-5

68 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Un SLAI automatizado está compuesto por sensores que reportan las condiciones ambientales a una computadora en la estación base utilizando un protocolo de comunicación con plataforma de observación y un segundo protocolo de comunicación para enviar información entre la estación base y algún otro sistema de cómputo. Un SLAI automatizado tiene ya sea una configuración independiente o una configuración en red y puede consistir del siguiente equipo: 4 Pluviómetros y estaciones de aforo de reporte automático Sistema de comunicación Equipo automatizado de recolección y procesamiento de datos Microprocesador Software de pronóstico y análisis. Según se discutió en el Capítulo 3, los pluviómetros automáticos reportan datos de lluvia a intervalos de tiempo regulares, cuando se exceden ciertos criterios o cada vez que se vuelca una cubeta de oscilación. Estos dos últimos casos son conocidos como muestreo de lluvia tipo evento. De manera similar, para el nivel de río, un limnímetro puede reportar a intervalos regulares o cada vez que se mide un cambio de nivel en un cierto incremento preseleccionado. Los SLAI automatizados han sido diseñados, desarrollados e implantados por los SMHN y otras agencias gubernamentales, incluyendo gobiernos estatales y locales, y por proveedores privados; y varían en cuanto a diseño, capacidad y operación. La comunidad deberá evaluar sus necesidades para determinar el nivel de sofisticación (y los costos asociados de adquisición y mantenimiento del sistema) requerido. La operación de un sistema automatizado puede variar desde un simple manómetro de alarma de crecidas repentinas que anuncia de manera audible una inundación inminente hasta un análisis computarizado continuo de precipitación y caudal observados acoplado a un modelo hidrológico para pronosticar niveles de inundación. Sistema de alarma de crecidas repentinas Un sistema de alarma de crecidas repentinas consiste de uno o varios sensores de nivel de agua conectados a un dispositivo de alarma audible y/o visible ubicado en una agencia de la comunidad, operando las 24 horas. Los niveles de agua que excedan uno o más niveles predeterminados detonan la alarma. Si el sistema está configurado para detectar dos niveles predeterminados, se puede determinar el ritmo de ascenso. El sensor de nivel de agua se fija a un nivel de agua crítico predeterminado y se ubica a una distancia suficiente aguas arriba de una comunidad como para brindar un tiempo de anticipación adecuado para emitir una alerta. Los pluviómetros también pueden ser ubicados aguas arriba de una comunidad; cada pluviómetro está prefijado con alarmas que suenan cuando se excede una cantidad de lluvia predeterminada que causa inundaciones. Si la amenaza de una crecida repentina está relacionada con la urbanización, como es frecuente, los pluviómetros deberían estar ubicados tanto dentro del área propensa a inundaciones así como aguas arriba. Muchas crecidas repentinas urbanas son creadas por precipitación que cae dentro del entorno urbano. La comunicación entre el o los sensores y la estación base puede ser vía radio o teléfono. 5-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

69 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Evaluación local automatizada en tiempo real (Automated Local Evaluation in Real Time, ALERT) El sistema ALERT fue primeramente desarrollado en la década de 1970 por el Centro de Pronósticos Fluviales de California-Nevada en Sacramento, California (Departamento de Comercio de los Estados Unidos. 1997a) y consiste de sensores meteorológicos e hidrológicos automatizados de reporte de eventos, equipo de comunicación así como software y hardware de cómputo. En su forma más sencilla, los sensores de ALERT transmiten señales codificadas, generalmente a través de radios de frecuencia muy alta (VHF) y de frecuencia ultra alta (UHF), a una estación base, a menudo por medio de uno o más sitios de relevo o de repetidoras de radio. La estación base, que consiste en equipo receptor de radio y un microprocesador que corre software ALERT, recopila estas señales codificadas y las procesa convirtiéndolas en información hidrometeorológica significativa. La información procesada puede ser mostrada en una pantalla de computadora según varios criterios preestablecidos, con alarmas tanto visuales como audibles que se activan al alcanzar estos criterios. Algunos sistemas tienen la capacidad de notificar automáticamente a individuos o iniciar otras acciones programadas cuando se exceden los criterios preestablecidos. También, los datos observados pueden alimentar un modelo de lluvia-escorrentía para producir pronósticos. El grupo de Usuarios de ALERT es una excelente fuente de aprendizaje sobre la tecnología ALERT ( Las redes de ALERT generalmente son sistemas independientes financiados y respaldados localmente. Muchos sistemas ALERT son propiedad de o son mantenidos por más de una organización participante, donde cada participante posee o mantiene una pequeña porción de todo el sistema. Estos sistemas son relativamente costo-eficientes. Un nuevo sitio de sensores puede ser instalado por unos pocos miles de dólares estadounidenses. Los únicos costos recurrentes son para el mantenimiento del sitio y de los sensores (ignorado con mucha frecuencia). El Apéndice C ofrece un panorama integral de ALERT, incluyendo sus fortalezas y debilidades. Sistema integrado de observación y alerta de inundaciones (Integrated Flood Observing and Warning System, IFLOWS) Según han señalado Gayl (1999) y el U.S. Weather Service Hydrology Handbook No. 2 (1997b), el NWS de los Estados Unidos apoya una aplicación de redes y software de cómputo diseñada para ayudar a los servicios de emergencia estatales y locales así como a las oficinas del NWS a detectar y manejar los eventos de crecidas repentinas. El software recibe y disemina datos desde una red de sensores en tiempo real, mayormente pluviómetros, que cubre parte de la región este de los Estados Unidos y es capaz de mostrar datos de pluviómetros, fijar alarmas e intercambiar mensajes de texto con otros usuarios de la red. El sistema como un todo es conocido como el Sistema Integrado de Observación y Alerta de Inundaciones (IFLOWS). El sistema es bastante anticuado, pero es útil aquí como ejemplo de un enfoque que ha sido exitoso. IFLOWS es una alianza de costo compartido entre agencias gubernamentales federales, estatales y locales. Las redes de IFLOWS actualmente recopilan datos de más de 1000 pluviómetros en todo el noreste de los Estados Unidos. El sitio web de IFLOWS es IFLOWS puede ser visto como una red a nivel de toda el área de sistemas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-7

70 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas tipo ALERT con capacidad mejorada e integral de comunicación de doble vía (voz, datos y texto). Si se quisiera, IFLOWS puede ser configurado como un sistema independiente para una comunidad local puesto que la tecnología de sensores para las redes IFLOWS y ALERT es básicamente la misma. Pero los sistemas ALERT normalmente son preferidos como un sistema independiente. El desarrollador potencial de un SLAI, durante la fase de diseño, debería considerar la configuración de la red junto con sus costos y capacidades asociadas en toda el área así como la configuración independiente junto con sus capacidades locales. El Apéndice C también hace un repaso integral de IFLOWS, incluyendo sus fortalezas y debilidades. Puntos importantes a recordar sobre los sistemas locales de alerta de inundaciones (SLAI) 4 Los SLAI manuales y los automatizados tienen la misma meta: detectar los eventos de precipitación que excedan umbrales con suficiente anticipación y con preparación previa para reducir al mínimo los efectos de la crecida repentina resultante por medio de alertas oportunas. Los sistemas manuales de autoayuda (compuestos por un sistema local de recopilación de datos, un coordinador comunitario de inundaciones, un procedimiento de pronóstico de inundaciones, una red de comunicaciones para distribuir alertas y un plan de respuesta) son poco costosos y simples de operar pero podrían no tener la mejor resolución temporal requerida para intensidades de lluvia y acumulaciones de corta duración. Un sistema de alarma de crecidas repentinas consiste de uno o más sensores de nivel de agua conectados a un dispositivo de alarma audible y/o visible ubicado en la agencia de la comunidad, operando las 24 horas. Un SLAI automatizado (sistemas de alarma de crecidas repentinas, ALERT o IFLOWS) tiene una configuración ya sea independiente o en red y puede consistir del siguiente equipo: pluviómetros y estaciones de aforo de reporte automático, un sistema de comunicaciones, equipo automatizado de recolección y procesamiento de datos, un microprocesador (la estación base) y software de análisis y pronóstico. IFLOWS es una red a nivel de área de sistemas tipo ALERT con capacidad mejorada e integral de comunicaciones de doble vía (voz, datos y texto). Subsistema de la guía de crecidas repentinas La Guía de Crecidas Repentinas (FFG) es definida como una estimación numérica de la lluvia promedio sobre un área específica y una duración de tiempo necesaria para iniciar inundaciones de pequeños arroyos. La Guía de Crecidas Repentinas en los Estados Unidos es 5-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

71 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas expresada en unidades de pulgadas por duraciones de 1, 3 y 6 horas. Para esta definición, el término pequeños arroyos se refiere a aquellos arroyos que drenan áreas de pequeñas cuencas. Generalmente las crecidas repentinas ocurren en cuencas de menos de 30 millas cuadradas de área (menos de 77 km 2 ) y a menudo en cuencas considerablemente más pequeñas. Como ejemplo, si la Guía de Crecidas Repentinas de 3 horas es de 1,50 pulgadas (38 mm), entonces una inundación debe comenzar en pequeños arroyos si la precipitación supera esa cantidad en un período de 3 horas. Método para determinar la FFG La FFG es una cantidad estimada de lluvia controlada por el estado actual de la humedad del suelo y el umbral de escorrentía. El umbral de escorrentía o ThreshR es la escorrentía necesaria para iniciar una inundación. Es un valor fijo basado en características geográficas e hidrológicas de la cuenca o del canal del arroyo. El estado de humedad del suelo cambia continuamente dependiendo de procesos de pérdidas y ganancias. Las ganancias en humedad provienen de la precipitación y el deshielo mientras que las pérdidas resultan de evapotranspiración, escorrentía y percolación hacia suelos profundos o un acuífero. Una estimación del estado de humedad del suelo es usada en los modelos de pronóstico de ríos que se corren en los Centros de Pronósticos Fluviales (River Forecast Centers, RFC) del NWS de los Figura 5.1 Curvas de lluvia (profundidad) vs. escorrentía (tasa de descarga) Estados Unidos. Al utilizar el modelo lluvia-escorrentía, la lluvia y el estado de la humedad del suelo son los aportes para calcular la escorrentía. El cálculo de la guía de crecidas repentinas funciona en dirección contraria. El umbral de escorrentía y el estado actual de la humedad del suelo son los aportes para calcular la cantidad de lluvia necesaria para iniciar una inundación. Esta cantidad de lluvia calculada es la guía de crecida repentina. La Figura 5.1 ilustra una relación típica entre lluvia y escorrentía para tres duraciones de tiempo. En los Estados Unidos, los RFC regularmente producen curvas de lluvia-escorrentía para cada cuenca modelada. Los cambios en la humedad del suelo debido a una lluvia o deshielo reciente Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-9

72 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas son incluidos en los modelos que producen estas curvas. Cuando cambian las condiciones del suelo, cambiará la relación lluvia-escorrentía. El umbral de escorrentía para una cabecera es el caudal a la altura de inundación dividido entre el pico del hidrograma unitario para una duración especificada. El hidrograma unitario relaciona una pulgada de escorrentía sobre una cuenca especificada con un volumen de escorrentía a intervalos de tiempo especificados según se muestra en la Figura 5.2. El caudal a la altura de inundación es determinado a partir de la curva de gastos proveniente de la estación de aforo. La curva de gastos relaciona la profundidad vertical del agua en el arroyo con el caudal (volumen por unidad de tiempo). El cálculo del umbral de escorrentía para áreas es menos directo. Puesto que típicamente estos no son arroyos aforados, no hay alturas de Figura 5.2 Hidrograma unitario hipotético con altura de inundación inundación y no hay curvas de gastos para simplemente determinar los caudales a las alturas de inundación. En vez de altura de inundación, el nivel de cauce lleno puede ser determinado a partir de levantamientos de campo de varios arroyos no aforados. El nivel de cauce lleno es la profundidad del agua en el canal a la cual comienza una inundación. La Figura 5.3 muestra la altura de inundación/cauce lleno y el umbral de escorrentía con agua en el arroyo. El pico del hidrograma unitario debe ser determinado empíricamente utilizando características físicas de la cuenca no aforada. Una vez calculado el valor de ThreshR, y utilizando curvas de lluvia/escorrentía, es posible calcular cuánta lluvia producirá este umbral de escorrentía. Esta cantidad de lluvia es la Guía de Crecidas Repentinas (FFG). Note que tanto Umbral de escorrentía Figura 5.3 Umbral de escorrentía (ThreshR) Inundación/ Nivel de cauce lleno Nivel de agua actual The COMET Program 5-10 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

73 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas los valores de ThreshR como las curvas de lluvia-escorrentía son derivados de parámetros promediados en la cuenca. Por lo tanto, la resultante Guía de Crecidas Repentinas también reflejará valores a nivel de la cuenca. Por ejemplo, la Figura 5.4 indica al lector que si el valor ThreshR de 1 hora es de 0,50 pulgadas (13 mm), entonces el valor de 0,50 pulgadas resultará de una lluvia de cerca de 1,80 pulgadas (46 mm). Esta cantidad de 1,80 pulgadas es la Guía de Crecidas Repentinas de 1 hora para la cuenca. Escorrentía Curvas de Lluvia vs. Escorrentía del Modelo de Escorrentía pdas. Como las curvas ThreshR y de lluvia-escorrentía son producidas para cada cuenca, la guía de cabecera es la Guía de Crecidas Repentinas que aplica a cada cuenca entera. Es válida a la salida de la cuenca y es expresada Figura 5.4 Utilización de ThreshR para determinar la FFG como una profundidad de lluvia por tiempo, por ejemplo, 2,50 pulgadas (64 mm) en 3 horas. Es deseable tener una representación cuadriculada de FFG para usar en modelos, herramientas de software y para comparar con estimaciones de precipitación cuadriculadas derivadas del radar. Técnicas recién desarrolladas para derivar la FFG cuadriculada ahora incluyen una mejor representación de las propiedades físicas de las variables y las características de escorrentía de cada celda individual de la malla. El Sistema de la Guía de Crecidas Repentinas (FFG) fue radares, se requiere una FFG en diseñado para ser independiente de cualquier modelo de la misma escala de malla espacial que los datos del radar. lluvia-escorrentía. La FFG obtiene todas las condiciones de humedad del suelo como curvas de lluvia-escorrentía generadas en el sistema de pronóstico de los RFC donde residen los modelos de lluvia-escorrentía. Dependiendo de la disponibilidad de datos de precipitación, el sistema de pronóstico puede actualizar las condiciones de humedad del suelo cada seis horas y, así mismo, el sistema de la FFG puede computar la guía de crecidas repentinas cada seis horas. Lluvia FFG de 1 h Recuerde The COMET Program Para utilizar de manera efectiva las estimaciones de lluvia de Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-11

74 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Existen tres formas de computar y mostrar la Guía de Crecidas Repentinas usadas actualmente por el Servicio Meteorológico Nacional de NOAA. Éstas son: 4 Guía de cabecera Guía sobre malla Guía de condado La Guía de cabecera, mostrada en la Figura 5.5, es la Guía de Crecidas Repentinas para un punto a la salida de la cuenca. En otras palabras, es la lluvia promediada por cuenca necesaria para producir una inundación a la salida de la cuenca. Típicamente es mostrada en forma tabular. La Guía sobre malla es la Guía de Crecidas Repentinas presentada en un sistema de celdamalla. Representa la lluvia requerida en cada celda de la malla para producir una inundación. La malla usada actualmente por Figura 5.5 Guía de crecidas repentinas de cabeceras para períodos de 1, 3 y 6 horas el National Weather Service es HRAP (Hydrologic Rainfall Analysis Project) con un tamaño de celda-malla de aproximadamente 4x4 kilómetros, igual que las estimaciones en malla de la lluvia de radar. La Figura 5.6 muestra los valores en malla de la Guía de Crecidas Repentinas para la cuenca del Missouri. Aunque este es un producto cuadriculado, cada cuadrícula en una cuenca tiene el mismo valor de la cuenca. La Guía de condado es el promedio de la Guía de Crecidas Repentinas dentro de un condado o unidad político-administrativa similar. Puesto que se deriva del promedio de la Guía de Crecidas Repentinas en malla dentro de esa unidad, su valor podría incluir regiones del condado que tienen valores de Guía de Crecidas Repentinas en malla diferentes. Desde la perspectiva hidrológica, esto podría no ser deseable ya que los valores promediados por condado 5-12 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

75 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Guía de Crecidas Repentinas en malla de 3 horas para la cuenca del Missouri pdas Figura 5.6 Guía de crecidas repentinas en malla para la cuenca del Río Missouri NOAA podrían uniformar detalles de pequeña escala en la Guía de Crecidas Repentinas en malla. Así, aunque sea un formato conveniente para comprender la Guía de Crecidas Repentinas, las fronteras del condado se basan en fronteras políticas y no en propiedades hidrológicas y por lo tanto pueden ser engañosas. Modelos distribuidos: el futuro? La disponibilidad de estimaciones operativas de precipitación con una alta resolución espacial y temporal provenientes de radares meteorológicos corregidos por pluviómetros y los aumentos sustanciales en la potencia de las computadoras permiten ahora modelar la escorrentía en muchísimo mayor detalle. Un modelo de cómputo debe poder representar la interacción entre la lluvia intensa y las propiedades de la cuenca que influyen en la escorrentía. Como las crecidas repentinas son de pequeña escala, para modelar los procesos físicos se requiere de una alta resolución tanto en espacio como en tiempo. Los modelos de escorrentía distribuidos capturan los detalles de la lluvia, las características del suelo y el uso de la tierra a una escala sumamente fina. En el modelado distribuido, las características de la escorrentía son modeladas con base en una celda de la malla o una cuenca hidrográfica, dando una descripción mucho más detallada del caudal fluvial con el paso del tiempo que la que puede proporcionar la FFG. La Guía de Crecidas Repentinas es una buena herramienta para alertar sobre una inminente crecida repentina pero no transmite la magnitud de la crecida repentina. Un modelo distribuido, si está bien calibrado y con buenas ECP de radar de alta resolución y de alta calidad, potencialmente podría predecir exitosamente el caudal y el nivel máximo específico para una cuenca de 100 km2, o sea, se puede modelar la escorrentía en la misma escala que una tormenta convectiva, lo cual es muy importante para pronosticar crecidas repentinas. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-13

76 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Se han estado formulando varios modelos distribuidos como resultado de la llegada de las bases de datos distribuidas de SIG sobre las características del suelo y de la superficie terrestre. Carpenter y otros (2001), Ogden y otros (2001), Beven (2002) y Smith y otros (2004a) brindan reseñas recientes sobre el modelado hidrológico distribuido y temas que rodean su posible uso en pronósticos operativos. La importante influencia de las incertidumbres de las ECP y los errores de los modelos en la ocurrencia a pequeña escala de crecidas repentinas han obstaculizado la utilización de modelos distribuidos para los pronósticos operativos hasta ahora. No obstante, los modelos distribuidos prometen brindar información y visión adicional sobre las condiciones hidrológicas en sitios con insuficientes observaciones de caudales fluviales. Conforme avanza la ciencia del modelado distribuido y mejora la calidad del insumo de datos, el enfoque del modelado distribuido probablemente reemplazará a la FFG. Puntos importantes a recordar sobre la guía de crecidas repentinas 4 La Guía de Crecidas Repentinas (FFG) es definida como una estimación numérica de la lluvia promedio sobre un área específica y una duración de tiempo requerida para iniciar la inundación de pequeños arroyos. 4 La FFG es controlada por la condición de la humedad del suelo y el umbral de escorrentía (ThreshR) y por lo tanto el impacto de la pendiente, la textura del suelo y el uso de la tierra podrían no estar representados adecuadamente. 4 El valor de ThreshR representa la cantidad de escorrentía requerida para inducir la inundación en pequeños arroyos. 4 Las curvas de lluvia-escorrentía son computadas por modelos regularmente para cada cuenca porque los cambios en la humedad del suelo causados por la reciente lluvia o deshielo afectarán estas curvas. 4 Existen tres formas de computar y mostrar la Guía de Crecidas Repentinas que actualmente utiliza el NWS de NOAA. Estas son: Guía de cabecera Guía sobre malla Guía de condado 4 Conforme avance la ciencia del modelado distribuido, el enfoque del modelado distribuido probablemente reemplazará a la Guía de Crecidas Repentinas. Monitorización y predicción de crecidas repentinas (Flash Flood Monioring and Prediction, FFMP) El Sistema de Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas (FFMP) del NWS de los Estados Unidos es una gama integrada de aplicaciones multi-sensor que detecta, analiza y vigila la precipitación y genera una guía de alerta de corto plazo en apoyo de las operaciones de pronóstico de crecidas repentinas. La meta del FFMP es dar a los pronosticadores una guía precisa, oportuna y consistente y complementar la vigilancia de eventos por el pronosticador 5-14 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

77 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas con la vigilancia automatizada de eventos y con múltiples sensores. Su exactitud depende de insumos precisos de lluvia y de la FFG. Los beneficios pretendidos son: 4 Mayor tiempo de anticipación para eventos alertados Menos eventos fallidos Alertas más específicas Mayor sensibilización de la situación por el pronosticador Menor fatiga del pronosticador durante situaciones de alerta El software de Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas (FFMP) desplegado a nivel nacional por el National Weather Service brinda una guía para emitir alertas de crecidas repentinas. La Lluvia Promedio de la Cuenca (Average Basin Rainfall, ABR), basada en estimaciones de lluvia del Radar Meteorológico Doppler 1988 (WSR-88D), es comparada con la Guía de Crecidas Repentinas (FFG) para determinar el riesgo y la severidad de las crecidas repentinas. La FFMP realiza sus análisis de la precipitación en un mundo de cuencas, o sea que todos los cálculos son para áreas de pequeñas cuencas. Al integrar perfectamente la información sobre crecidas repentinas, los pronosticadores del NWS pueden interpretar la amenaza hidrológica dentro del contexto del caso meteorológico en evolución. Por ejemplo, un pronosticador de alertas puede vigilar el inicio y el movimiento de tormentas eléctricas con mucha precipitación (según se detectan en observaciones de radar, satélite y rayos) en y alrededor de cuencas fluviales de pequeña escala. Esta información, combinada con estimaciones cuantitativas de la precipitación de corto plazo (también representadas en mapas de cuencas fluviales), puede aumentar los tiempos de anticipación y puede identificar de manera más precisa las áreas amenazadas por las crecidas repentinas (Davis 1998). La FFMP presenta tres herramientas básicas para detectar crecidas repentinas en desarrollo. La primera herramienta es una capa base en SIG de cuencas hidrográficas de crecidas repentinas delineadas por todas las oficinas del National Weather Service estadounidense, incluyendo aquellas en Alaska, Hawaii, Guam y Puerto Rico. Esta capa base de cuencas hidrográficas fue creada por el proyecto National Basin Delineation (NBD) en el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas de EEUU (Cox y otros, 2001). La segunda herramienta son los datos de ABR computados cada cinco minutos para cada cuenca hidrográfica en la capa base utilizando estimaciones de lluvia provenientes de los WSR-88D. La tercera herramienta es la Tasa de ABR, la cual es una tasa horaria basada en la estimación más actualizada de ABR de 5 minutos. Ambas herramientas, ABR y la Tasa de ABR, fueron desarrolladas en la oficina del NWS en Pittsburgh, Pennsylvania en el proyecto de Lluvia Media Areal Estimada para Cuencas (Areal Mean Basin Estimated Rainfall, AMBER) (Davis y Jendrowski 1996). Determinación del potencial de crecidas repentinas Las crecidas repentinas típicamente están asociadas a una alta intensidad de lluvias en cuencas hidrológicamente sensibles. Incluso en condiciones de suelos secos, las características Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-15

78 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas hidrológicas de la cuenca pueden ser las condiciones más importantes. La sensibilidad hidrológica de una cuenca es influenciada por características del terreno, cobertura del suelo, tipo de suelo, geología y uso del suelo. Varios programas y herramientas en uso en el NWS de EEUU ayudan a los pronosticadores a evaluar el potencial de una crecida repentina y a alterar la FFG para que sea más representativa de las condiciones locales. Estos son: 4 El Índice del Potencial de Crecidas Repentinas (Flash Flood Potential Index, FFPI), utilizado mayormente en la parte oeste semiárida de los Estados Unidos La Guía de Crecidas Repentinas en Malla Mejorada (Gridded Flash Flood Guidance, GFFG), utilizada operativamente en todos los RFC de la región sur del NWS La Guía de Crecidas Repentinas Inducidas, que permite al usuario de la FFMP alterar los valores de la FFG para cuencas específicas. Por ejemplo, en el oeste de los Estados Unidos, las crecidas repentinas frecuentemente ocurren en áreas de cañones con cuencas de drenaje muy pequeñas y son producto de tormentas aisladas. En distancias cortas, las características del suelo cambian significativamente entre áreas donde las crecidas repentinas son poco probables y áreas donde siempre existe la amenaza de crecidas repentinas sin importar el historial reciente de lluvias. Los esfuerzos por determinar con precisión la amenaza de crecidas repentinas para cada cuenca (y celda de la malla) se ven actualmente dificultados por el estado de desarrollo de los modelos distribuidos según se indicó anteriormente y también por valores no representativos de FFG para áreas con características geográficas bastante variables. Un enfoque para derivar una amenaza significativa de crecidas repentinas para cuencas con parámetros geográficos altamente variables es el Índice del Potencial de Crecidas Repentinas (FFPI) desarrollado por la Región Oeste del National Weather Service. Un FFPI estático fue derivado para cada cuenca en el oeste de EEUU para complementar la FFG incorporando información sobre el potencial relativo de crecidas repentinas para cada una de las cuencas de la FFMP. La FFG modificada asociada puede llevar a mejores productos provenientes de la FFMP. Una descripción completa del FFPI se presenta en el Apéndice D. Puntos importantes a recordar sobre FFMP y FFPI 4 El software de Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas (FFMP) desplegado a nivel nacional por el National Weather Service de EEUU brinda a los pronosticadores una guía para emitir alertas de crecidas repentinas. La Lluvia Promedio de la Cuenca (ABR), basada en estimaciones de lluvia derivadas de radares, es comparada con la Guía de Crecidas Repentinas (FFG) para determinar el riesgo y la severidad de las crecidas repentinas. 4 La FFG a menudo no captura las características localizadas y altamente variables de la cuenca, que son importantes para evaluar la amenaza de una crecida repentina. Los programas y herramientas tales como FFPI, GFFG y FFG Inducida pueden ayudar a complementar y modificar la FFG Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

79 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Sistema global de guía de crecidas repentinas (Global Flash Flood Guidance System, GFFGS) El Hydrologic Research Center (HRC), una corporación de beneficio público sin fines de lucro ubicada en San Diego, California, ha desarrollado un concepto para la implantación de un Sistema de Guía de Crecidas Repentinas con Cobertura Global (GFFGS) que puede ser usado como una herramienta de diagnóstico por los servicios meteorológicos e hidrológicos nacionales (SMHN) y por agencias de manejo de desastres en todo el mundo para generar alertas de crecidas repentinas (OMM 2007). El propósito tras esta iniciativa es mejorar la respuesta a nivel mundial por parte de gobiernos federales, estatales y locales, organizaciones internacionales, organizaciones no gubernamentales, el sector privado y el público en general ante la ocurrencia de crecidas repentinas. Los asociados al HRC en esta iniciativa incluyen a la OMM, NOAA y USAID/OFDA. Este sistema está diseñado para ser incorporado a las operaciones de un SMHN y usado junto con otros datos, sistemas, herramientas y conocimiento local existentes para ayudar a determinar el riesgo a corto plazo de una crecida repentina en pequeños arroyos y cuencas. El sistema puede ser usado en modo de tiempo real o en modo de pronóstico cuando se utilizan sus productos de salida junto con los pronósticos de precipitación de la Predicción Numérica del Tiempo, o PNT (Numerical Weather Prediction, NWP). El sistema está disponible a los SMHN como una herramienta de diagnóstico para analizar eventos relacionados con el tiempo que pueden iniciar crecidas repentinas (por ejemplo, lluvias fuertes, lluvia en suelos saturados) y entonces hacer una rápida evaluación del potencial de una crecida repentina en un sitio. El sistema está diseñado para permitir al pronosticador agregar su experiencia con las condiciones locales e incorporar otros datos e información (por ej., productos de salida de la PNT) y cualquier observación local de último minuto (por ej., datos de medición no tradicional) para evaluar la amenaza de una crecida repentina local. Las evaluaciones de la amenaza de crecidas repentinas son determinadas con base en estimaciones de precipitación de una y de seis horas para cuencas de km 2 en tamaño. Las estimaciones de precipitación satelitales son usadas junto con datos disponibles de pluviómetros in situ en la región para obtener estimaciones corregidas por sesgo del volumen actual de lluvia (ECP) sobre la región. Estos datos de precipitación también son usados para actualizar las estimaciones de humedad del suelo. Los elementos técnicos importantes del sistema de la Guía de Crecidas Repentinas son: 4 Desarrollo y uso del campo de estimación de precipitación satelital corregida por sesgo 4 Uso del modelado hidrológico de base física para determinar la Guía de Crecidas Repentinas y la amenaza de una crecida repentina Los elementos del sistema pueden ser aplicados en cualquier parte del mundo, según ha sido demostrado exitosamente con el sistema de la Guía de Crecidas Repentinas para Centro América, o CAFFG (Central America Flash Flood Guidance), actualmente en operación para cada uno de los siete países en la región centroamericana: Panamá, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Honduras, Guatemala y Belize. El sistema también está en operación en el Sureste de Asia (llamado MRCFFG) para los países de Camboya, RDP Lao, Tailandia y Vietnam. Su Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-17

80 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas implantación avanza en el sur de África para los países de Botswana, Malawi, Mozambique, Namibia, República de Sudáfrica, Zambia y Zimbabue. Las estimaciones en tiempo real de datos de precipitación de alta resolución provenientes de satélites ahora están a disposición de manera rutinaria en todo el mundo. El GFFGS usa el HidroEstimador Global de NESDIS/NOAA para la lluvia de satélite debido a su disponibilidad y sus demoras relativamente menores. El sistema debe ser alimentado con datos de pluviómetros in situ para poder ajustar sesgos de las estimaciones de precipitación basadas en datos satelitales. Puesto que la densidad de estas redes de pluviómetros varía en todo el mundo, el sistema integra incertidumbre de datos como parte de las computaciones para fines de confiabilidad. Así, entre menor la densidad de los datos, mayor la incertidumbre en las cantidades de precipitación estimada y en los valores de la Guía de Crecidas Repentinas. De manera que los valores de la Guía de Crecidas Repentinas tendrán una alta incertidumbre donde la densidad sea baja y una baja incertidumbre cuando la densidad sea alta. Sin embargo, el pronosticador/operador del sistema evalúa sólo la probabilidad de ocurrencia de una crecida repentina, no una cantidad determinista. Para mantener al mínimo las diferencias por sesgo, el enfoque de precipitación basado en datos satelitales utiliza métodos modernos de filtrado adaptativo que rastrean cambios de sesgo en tiempo real. Las bases de datos globales digitales de elevación de terrenos y los sistemas de información geográfica pueden ser utilizados para delinear pequeñas cuencas y su topología de redes de arroyos en cualquier parte del mundo. Además, existen bases de datos espaciales globales de suelos y cobertura de suelos para apoyar la elaboración de modelos de contabilidad de humedad del suelo de base física. Es posible establecer uno o más Centros de Datos, Comunicaciones y Análisis de Datos globales que procesen los datos e información existente histórica y en tiempo casi real para producir estimaciones de la Guía de Crecidas Repentinas, un parámetro que puede ser utilizado para desarrollar alertas de crecidas repentinas. Estos centros pueden estar enlazados a una red de centros regionales en todo el mundo a través de redes globales de comunicaciones que a su vez pueden diseminar la información a los SMHN en países sin o con poca capacidad local en alerta de crecidas repentinas. Estos servicios nacionales producirían entonces alertas de crecidas repentinas utilizando los datos e información divulgados desde los centros y cualquier otro dato o información local a su disposición. Puntos importantes a recordar sobre el sistema global de guía de crecidas repentinas (GFFGS) 4 El Hydrologic Research Center (HRC), ubicado en San Diego, California en los Estados Unidos, ha desarrollado un Sistema de Guía de Crecidas Repentinas con Cobertura Global (GFFGS) que puede ser utilizado como una herramienta de diagnóstico por los SMHN y las agencias de manejo de desastres a nivel mundial para producir alertas sobre crecidas repentinas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

81 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas 4 Las evaluaciones de amenazas de crecidas repentinas son realizadas en escalas de tiempo de una y seis horas para cuencas de km 2 en tamaño. 4 Las estimaciones de precipitación con datos de satélites son usadas junto con datos disponibles de pluviómetros in situ en la región para obtener estimaciones corregidas por sesgo del volumen de lluvia actual sobre la región. 4 Los datos de precipitación también son usados para actualizar estimaciones de humedad del suelo. 4 El sistema está diseñado para permitir al pronosticador local agregar su experiencia con las condiciones locales e incorporar otros datos e información (por ej., productos de salida de la PNT) y cualquier observación local de último minuto (por ej., datos de medición no tradicional) para evaluar la amenaza de una crecida repentina local. 4 El GFFGS puede ser aplicado en cualquier parte del mundo, según ha sido demostrado exitosamente con el sistema de la Guía de Crecidas Repentinas para Centro América, o CAFFG, actualmente en operación para cada uno de los siete países en la región centroamericana y el sistema MRCFFG en el Sureste de Asia. Ejemplos del subsistema de pronóstico de crecidas repentinas Según se señaló con anterioridad, los subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas pueden ser divididos en dos categorías amplias según la forma de detectar y pronosticar crecidas repentinas. La primera categoría son los sistemas locales de alerta de inundaciones (SLAI), basados principalmente en pluviómetros y estaciones de aforo estratégicamente instalados. El segundo enfoque, los sistemas de Guía de Crecidas Repentinas (FFG), se basan en una combinación de pluviómetros in situ, datos de percepción remota (tales como estimaciones satelitales de lluvia y estimaciones de precipitación de radares) y a veces en modelos hidrológicos y pronósticos de lluvia provenientes de modelos atmosféricos. Los siguientes pocos ejemplos breves son representativos pero de ninguna manera son una compilación integral de los muchos subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas en uso actualmente. Algunos ejemplos que describen en mayor detalle los subsistemas de pronóstico, junto con sus asociados Sistemas de Alerta Temprana integrales, se presentan en el Capítulo 8. Sistemas manuales de alerta local de crecidas repentinas Dinalupihan y Hermosa, Filipinas Un esquema de alertas de inundaciones/crecidas repentinas fue establecido en los municipios de Dinalupihan y Hermosa en la Provincia de Bataan para ayudar a mitigar los efectos desastrosos de las inundaciones, mayormente debidas a tifones. El sistema es una medida de mitigación de desastres por inundaciones no estructurada (no hay represas ni diques involucrados) que incluye la vigilancia hidrológica (observación de niveles de ríos), recolección de información, alertas de inundaciones basadas en el nivel de ríos y la tasa de elevación y las fases de preparación y Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-19

82 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas respuesta a desastres según aplican a una localidad o a un área de sub-cuenca dentro de ambos pueblos. El sistema está compuesto por un conjunto de limnímetros (medidores de nivel de agua o nivel de río) instalados estratégicamente dentro del área meta. Los instrumentos son usados como marcadores de referencia para que la comunidad vigile durante épocas de tiempo inclemente. Los niveles de evaluación en el área transversal del río donde se encuentran los limnímetros son usados como niveles para que la comunidad responda y tome las acciones apropiadas cuando exista una posibilidad de inundación/crecida repentina. Los niveles fueron arbitrarios al inicio pero ahora son ajustados con base en las evaluaciones realizadas después de cada evento de inundación para considerar los posibles cambios debido a los efectos de la sedimentación y el enlodamiento (agradaciones) o degradaciones del lecho de los ríos. Personal de la comunidad (Barangay) u observadores voluntarios leen los limnímetros a lo largo de un evento de precipitación. Equipos de radiocomunicación dedicados o teléfonos celulares son utilizados para intercambiar datos e información durante este tiempo. El pronóstico de una próxima perturbación meteorológica puede ser provisto por la Administración Filipina de Servicios Atmosféricos, Geofísicos y Astronómicos (Phillipine Atmospheric, Geophysical and Astronomical Services Administration, PAGASA) como insumo inicial, pero la comunidad aún así realiza la vigilancia del sistema. El personal de la comunidad o los voluntarios emiten una alerta de inundación localizada (por medio de una campana o alarma) cuando la sección del río bajo vigilancia haya alcanzado el nivel de río designado. Aunque es una instalación bastante sencilla, el sistema es una forma de enfrentar los efectos de las inundaciones en el área usando un medio de mitigación no estructurado que involucra la participación de la comunidad. Red de estaciones Un total de 9 sitios de vigilancia de nivel de río fueron establecidos en el área meta, en los municipios de Dinalupihan y Hermosa. Los sitios fueron determinados y los instrumentos fueron instalados por personal de la Autoridad de Desarrollo y Conversión de Bases (Bases Conversion and Development Authority, BCDA) en coordinación con las Unidades de Gobierno Locales (Local Government Units, LGU) de ambos pueblos. Para simplificar los requisitos estructurales, los limnímetros fueron instalados en las pilas de puentes o en diques en ríos según se muestra en la Figura 5.7. Sistemas automatizados de evaluación local en tiempo real (ALERT) Las redes de ALERT abundan en los Estados Unidos y en varios otros países. En los EEUU existe un grupo organizado de usuarios de ALERT que se esfuerza por conectar muchas de las redes locales de ALERT intercambiando ideas y tecnologías. ALERT comenzó en los EEUU, pero también se utiliza a nivel internacional. Algunos otros países incluyen: 4 Argentina 4 Australia 5-20 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

83 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas 4 China 4 España 4 India 4 Indonesia 4 Jamaica Como ya se mencionó, un grupo de ALERT generalmente vigila los pronósticos provenientes de la oficina local de pronóstico del servicio meteorológico Figura 5.7 Típico limnímetro manual en el SLAI de Filipinas además de datos de su red de pluviómetros y estaciones de aforo. Cuando las cantidades o intensidades específicas de lluvia son recibidas, alertas son emitidas para su jurisdicción. El sitio web del Condado de Maricopa, Arizona: contiene enlaces a muchos de los sistemas de ALERT en los Estados Unidos. A continuación se presentan discusiones breves de dos sistemas. Sistema de notificación y representación cartográfica de inundaciones en tiempo real de Fort Collins, Colorado Este sistema integra el modelado de la escorrentía hidrológica e hidráulica con las operaciones de emergencia en un sistema amigable al usuario y de orientación gráfica. Se basa en una red local telemétrica de vigilancia de inundaciones y opera en el formato ALERT del National Weather Service. Los datos son recopilados de 38 pluviómetros, 35 medidores de nivel de agua y cinco estaciones meteorológicas en 54 sitios Figura 5.8 Red del Sistema de Alerta de Inundaciones (ALERT) del condado de San Diego, California Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-21

84 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas de medición. Los modelos numéricos hidrológicos producen estimaciones de escorrentía en tiempo real con base en los datos recibidos de pluviómetros y radares. Los modelos hidráulicos pronostican áreas de inundación con base en los mapas topográficos disponibles en la base de datos del sistema y en las estimaciones de escorrentía del modelado hidrológico. Toda información de salida es mostrada en un formato gráfico utilizando un Sistema de Información Geográfica (SIG). Además del modelado en tiempo real, es posible realizar análisis de escenarios para determinar las implicaciones de varias cantidades de lluvia basadas en datos pluviométricos recibidos en tiempo real y en información ingresada que presume lluvia continua en tiempo real o patrones de lluvia proyectados (usando un pronóstico del tiempo del National Weather Service). Este pronóstico de inundaciones de corto plazo brinda un mayor tiempo de anticipación para responder a un evento. El sistema recomienda acciones y áreas de notificación para las partes afectadas de la comunidad con base en los resultados del modelado de predicción y en tiempo real. Los residentes del área potencialmente afectada pueden ser alertados sobre el evento que se espera o que esté ocurriendo utilizando varios medios de notificación (autodiscado de emergencia, transmisiones por radioemisoras comerciales, avisos sobre-escritos en televisión de cable que incluyen texto y mapas de las áreas impactadas, el sistema Radio NOAA del NWS e internet). Condado de San Diego En el Condado de San Diego ha evolucionado una alianza entre el Distrito de Control de Inundaciones (Flood Control District, FCD), el NWS y la Oficina de Servicios de Emergencia (Office of Emergency Services, OES) del condado. El FCD es responsable del mantenimiento y operación del Sistema de Alerta de Inundaciones de ALERT. Los cambios en totales de lluvia, niveles de caudal, condiciones meteorológicas (temperatura, viento, humedad) y niveles de lagos en todo el Condado de San Diego son transmitidos a repetidoras en cimas de montañas, las cuales a su vez retransmiten a la Oficina de Alerta de Inundaciones del Distrito (District Flood Warning Office, DFWO). En la DFWO, las señales de radio son interceptadas y también retransmitidas por repetidoras de radio independientes al National Weather Service (NWS) en San Diego. Cuando se generan condiciones de inundación, el FCD evalúa el potencial de inundación presentado por los datos de ALERT y advierte al NWS y a la OES sobre posibles inundaciones en el Condado. El NWS completa la evaluación de potencial de inundación usando sus recursos y emite una actualización del pronóstico, una declaración meteorológica especial, un aviso de crecida repentina o una alerta de crecida repentina. La OES pasa estas alertas y avisos del NWS a las agencias pertinentes dentro del Condado de San Diego y coordina las Operaciones de Ayuda Humanitaria en Desastres cuando es necesario. Red local de vigilancia de inundaciones en Polonia Como resultado tanto de iniciativas nacionales como de actividades de gobiernos locales, Polonia comenzó a crear redes locales de vigilancia luego de experimentar inundaciones severas en Estas redes locales son independientes de las redes nacionales y no existe una norma uniforme para su construcción o entrega de datos, aunque sí está bajo construcción un ejemplo de una red local de vigilancia que se encuentra integrada a la red nacional (Condado de Staszowski). Las redes locales comúnmente se basan en estaciones de observación automáticas que realizan mediciones continuamente, mientras que la transmisión de datos se basa en la 5-22 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

85 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas infraestructura de los proveedores de telefonía GSM o en redes privadas de radio. Por ejemplo, el sistema local de vigilancia de inundaciones para el Condado de Klodzko (área ~1500 km 2 en el suroeste de Polonia) es un sistema completamente automático compuesto por 19 puntos de estaciones de aforo y 20 puntos de medición de precipitación. Las plataformas de observación son operadas por electricidad, con respaldo de generadores a batería. La transmisión de datos se realiza a través de radio. Concepto para construir sistemas locales de alerta de inundaciones en la república Eslovaca El servicio hidrometeorológico eslovaco ha tomado la iniciativa de construir SLAI en regiones con niveles altos de riesgo de crecidas repentinas, de acuerdo con la siguiente fórmula. Un SLAI es prestado a un municipio por 5 años (el mantenimiento y la operación son financiados por el SMHN). Después de estos 5 años, el sistema se convierte en propiedad del municipio y su operación subsiguiente debe ser financiada por el municipio. Hasta el momento, dos sistemas locales para áreas de un tamaño modesto (una pocas decenas de km 2 ) han sido construidos por la Unidad Hidrometeorológica Eslovaca (Slovak Hydro_Meteorology Unit, SHMU) y son operados por las comunidades locales (Slovak Hydro-Meteorological Institute, 2006). Subsistemas de pronóstico de la guía de crecidas repentinas (FFG) Según se indicó anteriormente en este capítulo, la Guía de Crecidas Repentinas (FFG) es definida como una estimación numérica de la lluvia promedio sobre un área específica y con una duración de tiempo requerida para iniciar una inundación en pequeños arroyos. Dos productos cuantitativos son necesarios para computar la Guía de Crecidas Repentinas (curvas de ThreshR y lluvia-escorrentía). Una vez determinados estos valores de FFG para las cuencas de una jurisdicción, es asunto de compararlos con la lluvia observada o pronosticada (volumen, intensidad y ubicación) para determinar la amenaza de una crecida repentina y si se deben emitir alertas. Un ejemplo de un Pronóstico de la Guía de Crecidas Repentinas es la metodología antes esbozada de la FFG de EEUU junto con el procesamiento por computadora de las estimaciones de lluvia de radar por medio del software de Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas (FFMP). Las indicaciones provenientes del FFMP pueden ser modificadas además por enfoques tales como el Índice del Potencial de Crecidas Repentinas (FFPI) en terrenos semiáridos y montañosos. Existen varios otros sistemas de FFG en funcionamiento o que estarán entrando en funcionamiento en el futuro cercano. Estos incluyen: Sistema de la Guía de Crecidas Repentinas de Centro América (Central American Flash Flood Guidance, CAFFG CAFFG, el primer sistema de Guía de Crecidas Repentinas regional completamente automatizado, en tiempo real, ha estado en operación para siete países en Centro América (ver Fig. 5.9) desde El software central del sistema de FFG fue diseñado por el Hydrologic Research Center (HRC) a través de sus actividades a lo largo de los últimos 10 años. El sistema CAFFG es una implementación del software de FFG por el HRC en colaboración con el NWS Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-23

86 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas y con financiamiento de la Agencia Internacional para el Desarrollo de los Estados Unidos/ Oficina de los Estados Unidos de Asistencia para Desastres en el Extranjero (USAID/OFDA). El sistema CAFFG es el modelo del sistema propuesto de Guía de Crecidas Repentinas con Cobertura Global mencionado anteriormente en este capítulo (GFFGS). El sistema CAFFG está disponible como herramienta de diagnóstico para analizar eventos meteorológicos que pudieran iniciar crecidas repentinas (tales como lluvias fuertes o lluvia sobre suelos saturados). El sistema está diseñado para permitir al pronosticador agregar su experiencia con las condiciones locales e incorporar otros datos e información (tales como productos de salida de la predicción numérica del tiempo) y cualquier observación local de último minuto (tal como datos de medición no tradicional) para evaluar la amenaza de una crecida repentina local. Las evaluaciones de la amenaza Figura 5.9 Países centroamericanos servidos por de crecidas repentinas son elaboradas el sistema CAFFG en escalas temporales de una a seis horas para cuencas de km 2 en tamaño. El sistema CAFFG tiene la capacidad de indicar la probabilidad de inundación de pequeños arroyos sobre grandes regiones utilizando el GOES 13. Específicamente, las estimaciones de lluvia del canal de 10,7 micrones usando el algoritmo del HidroEstimador de NOAA/NESDIS, corregidas por sesgo con datos de pluviómetros automatizados de registro continuo de PRD y estimaciones de humedad del suelo en tiempo real, pueden ser utilizadas para producir la guía de crecidas repentinas y la amenaza de crecidas repentinas (la cantidad de lluvia de una duración dada en exceso con respecto al correspondiente valor de la guía de crecidas repentinas). Ver Figura 5.10 para ejemplos. A la misma vez, el sistema permite que los SMHN utilicen cualquier método local de pronóstico inmediato/de corto plazo que deseen para emitir las alertas, incluyendo (y esto es recomendado) ajustes por el pronosticador local. Este diseño del sistema permite este acople con los enfoques existentes o bajo desarrollo de los SMHN a escala nacional e incluso local. Cuando se utiliza junto con pronósticos meteorológicos y predicciones inmediatas de lluvia de la misma duración sobre estas cuencas, la Guía de Crecidas Repentinas lleva a estimar la amenaza de crecidas repentinas para estas pequeñas cuencas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

87 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Hydrologic Hydrologic Research Research Center Center Figura 5.10 Guía de crecidas repentinas y productos de amenaza de crecidas repentinas para Nicaragua Sistema global de alerta de inundaciones de la red internacional de inundaciones El Instituto de Desarrollo de Infraestructura (IDI) de Japón ha lanzado la Red Internacional de Inundaciones ( un programa para educar al público sobre los peligros de las inundaciones, para ayudar a comunidades a desarrollar mapas de inundaciones por crecidas y para utilizar datos satelitales en tiempo real para informar a los participantes en todo el mundo sobre la probabilidad de inundación a través de un programa llamado Sistema Global de Alerta de Inundaciones (Global Flood Alert System, GFAS). Utilizando datos satelitales obtenidos por múltiples satélites globales de observación, GFAS envía boletines informativos vía IFNet (correo electrónico y sitio web) a los miembros. Estos boletines contienen información de advertencia, como las cantidades de lluvia en las cuencas hidrográficas del mundo, y reportes que indican la probabilidad de lluvia, que son usados para pronosticar si van a ocurrir inundaciones. Se espera que este servicio se convierta en una valiosa fuente de información para emitir alertas de inundaciones, particularmente en regiones a lo largo de grandes ríos donde el agua proveniente de la precipitación en las regiones superiores de las cuencas hidrográficas llega aguas abajo varios días después, en áreas que no estén equipadas con telémetros, y en sistemas de ríos internacionales donde es difícil comunicar la información de aguas arriba a otras partes aguas abajo. El GFAS es promovido tanto por el Ministerio de Tierras, Infraestructura y Transporte de Japón (Ministry of Land, Infrastructure and Transport, MLIT) como por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (Japan Aerospace exploration Agency, JAXA), bajo la cual el Instituto de Desarrollo de Infraestructura (IDI) de Japón ha desarrollado este sistema de información basado en internet. El GFAS toma las estimaciones de precipitación satelitales que la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (National Aeronautics and Space Administration, NASA) de los Estados Unidos divulga al público en su sitio web y las convierte en información útil para el pronóstico y alerta de inundaciones. Esa información puede incluir Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-25

88 mapas globales y regionales de lluvias, datos de texto y estimaciones de probabilidades de precipitación. Este sistema está actualmente corriendo en estado de prueba, en el sitio web de la International Flood Network (IFNet), para permitir que usuarios internacionales verifiquen las estimaciones de precipitación satelital comparándolas con observaciones basadas en la superficie. La estimación de precipitación satelital que utiliza GFAS es 3B42RT, un producto del Análisis de Precipitación Multisatelital de la Misión de Medición de Lluvia Tropical (Tropical Rainfall Measuring Mission, TRMM) computada en Tiempo Real (TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis computed in Real Time, TMPA-RT). Estas estimaciones son desarrolladas y computadas en tiempo casi real en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA como una contribución a la TRMM, un proyecto conjunto entre la NASA y JAXA, y están públicamente disponibles, sujetas a la política de acceso a datos de la NASA. La 3B42RT es una combinación de satélites de percepción de precipitación de la constelación internacional, utilizando calibración por TRMM (Huffman y otros, 2006) y una malla con las siguientes características: 4 Tamaño de malla: 0,25 x 0,25 grados de latitud/longitud (27,8 km x 27,8 km en el ecuador) 4 Cobertura: global dentro de las latitudes 60N-60S 4 Intervalo de entrega de datos: 3 horas Como el TMPA-RT (3B42RT) consiste por completo de estimaciones satelitales sin insumo rutinario de estimaciones de precipitación basadas en la superficie, el producto tiene el potencial de mostrar diferencias sistemáticas (predecibles) con respecto a las observaciones basadas en la superficie. Sin embargo, su combinación de datos de múltiples productos satelitales, la mayoría de los cuales brindan estimaciones intermitentes en cualquier sitio dado, también hace que la calidad y la precisión de las estimaciones varíen según el tiempo y la ubicación. Además, el TMPA-RT brinda estimaciones promediadas intrínsecamente por área, las cuales tienen importantes diferencias estadísticas con las estimaciones puntuales provistas por pluviómetros individuales. Las diferencias de la raíz cuadrática media de cerca del 30% son típicas para la precipitación promedio diaria de una cuenca en comparación con análisis de pluviómetros. Las diferencias de tres días típicamente oscilan alrededor del 10%, con base en un estudio de caso de lluvia por tifón en la cuenca del río Tonegawa en Japón. Las estimaciones en regiones de terrenos complejos con nieve y/o hielo son menos fiables. Las instrucciones para descargar mapas, datos y para inscribirse para recibir alertas por correo electrónico están disponibles en

89 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Referencias Beven, K., Towards an alternative blueprint for a physically based digitally simulated hydrologic response modelling system. Hydrological Processes 16, Carpenter, T.M., Georgakakos, K.P., and Sperfslage, J.A., On the parametric and NEXRAD-radar sensitivities of a distributed hydrologic model suitable for operationaluse, J. Hydrology 254, Cox, G. M., A. T. Arthur, D. Slayter, and N. Kuhnert, 2001: National Basin Delineation and Flash Flood Database Creation. Symposium on Precipitation Extremes: Prediction, Impacts, and Resources, Albuquerque, NM, Amer. Meteor. Soc., Davis, R. S., and P. Jendrowski, 1996: The Operational Areal Mean Basin Estimated Rainfall (AMBER) Module. Preprints, 15 th Conf. on Wea. Analysis and Forecasting, Norfolk, VA., Amer. Meteor. Soc., Davis, R. D., and P. Jendrowski, 1998: Detecting the time duration of rainfall: A controlling factor of flash flood intensity. Preprints Special Symposium on Hydrology, Phoenix, Amer. Meteor. Soc., Gayl, I. E A New Real-time Weather Monitoring and Flood Warning Approach. Unpublished masters thesis, University of Colorado, Boulder, Colorado. Download anonymously from ftp://ftp.diad.com/gaylthesis.pdf/ Hernando, H.T., (2007): GENERAL GUIDELINES FOR SETTING-UP A COMMUNITY- BASEDFLOOD FORECASTING AND WARNING SYSTEM (CBFFWS) Unpublished. Philippine Atmospheric, Geophysical and Astronomical Services Administration (PAGASA) 14 pp Huffman, G.J., R.F. Adler, D.T. Bolvin, G. Gu, E.J. Nelkin, K.P. Bowman, E.F. Stocker, D.B. Wolff, 2006: The TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis: Quasi-Global, Multi- Year, Combined-Sensor Precipitation Estimates at Fine Scale. J. Hydrometeor., submitted. Available: ftp://meso.gsfc.nasa.gov/agnes/huffman/papers/tmpa_jhm_06.pdf.gz Ogden, F.L., Garbrecht, J., DeBarry, P.A., and Johnson, L.E., 2001: GIS and distributed watershed models, II, Modules, interfaces and models, J. Hydrologic Engineering 6 (6), Slovak Hydro-Meteorological Institute (2006), Forward integration of flood warning in areas prone to flash floods. Country report: Slovak Republic. WMO/GWP Associated Programme on Flood Management Smith, M.B., Seo, D. -J., Koren, V. I., Reed, S., Zhang, Z., Duan, Q.-Y., Moreda, F., and Cong, S., The distributed model intercomparison project (DMIP): motivation andexperiment design. Journal of Hydrology, Vol. 298, Nos. 1-4, U. S. Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, National Weather Service, Office of Hydrology. (1997a): Basic hydrology an introduction to hydrologic Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-27

90 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas modeling. Lesson 6 in Operations of the NWS Hydrologic Services Program. Washington, D. C.: Government Printing Office. U. S. Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration,National Weather Service, Office of Hydrology. (1997b): Automated Local Flood Warning Systems Handbook, Weather Service Hydrology Handbook No. 2. Washington, D. C.: Government Printing Office. WMO (2007): Prospectus for the Implementation of a Flash Flood Guidance System with Global Coverage. A joint proposal by CHy and CBS in collaboration with Hydrologic Research Center, U.S. National Weather Service, U.S. Agency for International Development/Office of Foreign Disaster Assistance. Presented at the XV World Meteorological Congress, Geneva, Switzerland, 7-25 May Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

91 Capítulo 5: Subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 5-29

92 Capítulo 6 Diseminación y notificación de alertas Las actividades que definen un sistema de alerta temprana multi-amenaza (SAT), desde la recolección de datos hasta la decisión de emitir un alerta y las acciones que toman los pobladores, solo protegerán a los ciudadanos que habitan dentro del área de responsabilidad (AR) del centro de predicción, si las personas y los grupos reciben el mensaje de alerta de manera oportuna, entienden su significado y toman acciones apropiadas. El enlace inicial en la cadena de extremo a extremo de un SAT las observaciones de datos terrestres a menudo requiere de alianzas entre el centro de alerta y miembros de la comunidad internacional para acceder a las redes mundiales de observación, como en el caso del CAFFG descrito en el Capítulo 5. Además, el enlace de diseminación y notificación requiere alianzas entre el centro y muchos grupos e individuos a nivel nacional y local dentro de su AR. Por lo tanto, no solo los sistemas de comunicación de datos recolectados entrantes son cruciales para el éxito del sistema de alerta, sino también la comunicación saliente de información crítica a las personas afectadas por el evento. Una alerta perfecta no sirve para nada a menos que acciones de mitigación para salvar vidas y propiedad se tomen lo suficientemente rápido para que sean efectivas. Qué contiene este capítulo? Este capítulo comienza ofreciendo una descripción de un programa de alerta de crecida repentina basado en el conjunto de productos de múltiples niveles Ready, Set, Go (en sus marcas, listos, fuera), que ha sido efectivo en los Estados Unidos. El capítulo luego analiza las distinciones entre diseminación (el proceso de emitir físicamente el mensaje a los clientes dentro del área de responsabilidad de un centro) y notificación (la comprensión del mensaje por parte de los que lo reciben). El capítulo también describe cómo la extensión y la educación deben enfocarse en métodos que aumenten la probabilidad de que los clientes tomen las acciones apropiadas. Termina con una discusión de lo que los SMHN deberían considerar a la hora de establecer un programa de investigación y desarrollo. Este capítulo debe ser leído por las personas que necesitan entender la importancia de productos de alerta consistentes y fáciles de entender, la diferencia entre diseminación y notificación y lo que un centro del SMHN debe hacer para emitir alertas que provoquen que los afectados tomen las acciones apropiadas exitosamente. El capítulo contiene secciones que examinan: 4 Alertas y otros productos relacionados con las crecidas repentinas el concepto en sus marcas, listos, fuera (Ready, Set, Go) 4 Diseminación la emisión física de un mensaje de alerta a la población Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-1

93 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas 4 Notificación la comprensión del mensaje recibido por parte de la audiencia meta y el inicio de las acciones apropiadas por los que están en riesgo 4 Investigación y desarrollo desarrollar nuevos métodos y productos Alertas y otros productos relacionados con las crecidas repentinas Recuerde Una vez que se ha detectado una crecida repentina o se ha determinado que existe una probabilidad razonable Un centro debe tratar de emitir los de que ocurra y se ha tomado una decisión sobre su productos en la secuencia perspectiva vigilancia alerta/advertencia impacto potencial sobre el área de responsabilidad de un centro, se debe brindar la información a agencias conforme aumente la confianza de gubernamentales, los medios, el público y otras que un evento de inundación va a personas y grupos que serán afectados por el evento. ocurrir. La información, especialmente la que se incluye en los mensajes de alerta para salvar vidas, tendrá una mejor probabilidad de ser comprendida si es transmitida en un lenguaje conciso y fácil de entender, en un formato predecible (y por lo tanto, familiar). Con base en muchos años de experiencia, muchos SMHN han escogido varios productos estandarizados con estructura y contenido bastante uniforme. Estos productos emitidos por un SMHN son cruciales para el éxito del sistema integral del centro. Si la información que contienen los productos no es comprendida, es menos probable que los afectados tomen las acciones apropiadas. Concepto de varios niveles en sus marcas, listos, fuera Muchos SMHN emiten alertas con base en el concepto de tres niveles en sus marcas, listos, fuera para dar a conocer la severidad y el tiempo de una amenaza pronosticada y el nivel de confianza de la predicción. Este concepto se refleja en las siguientes cuatro categorías de productos hidrológicos y se aplica prácticamente a todas las amenazas: 4 El panorama hidrológico ( en sus marcas ): se utiliza para indicar que un evento peligroso de inundación podría ocurrir. Su intención es dar información a los que necesitan un tiempo considerable de advertencia (días) para prepararse para un evento. Por lo general se emite en un lenguaje narrativo simple. 4 Vigilancia de crecida repentina ( listos ): se emite cuando la expectativa de una inundación ha aumentado, pero su ocurrencia, ubicación y/o momento todavía son inciertos. La intención de dar suficiente tiempo de advertencia (horas) para que los que necesitan aplicar sus planes de mitigación lo puedan hacer. 4 Alerta de crecida repentina ( fuera ): no hay un momento definido para emitirla, sino que es cuando un evento está ocurriendo, es inminente, o tiene una muy alta probabilidad de ocurrir. 4 Boletines de crecida repentina: diferentes advertencias e información actualizada emitidos según sea necesario para cancelar, expirar, extender o continuar una alerta de crecida repentina. 6-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

94 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas El Apéndice E contiene ejemplos de boletines de perspectiva, vigilancia y alerta de crecida repentina que siguen la fórmula en sus marcas, listos, fuera descrita anteriormente. Los ejemplos se basan en contenidos y formatos que han probado ser efectivos en los Estados Unidos. Son ejemplos de una aproximación para establecer un conjunto de productos de alerta. Cada SMHN debe evaluar qué funciona mejor para la cultura y otros aspectos de los residentes del área de responsabilidad de ese centro. Incertidumbre para emitir alertas Puede existir una incertidumbre significativa para emitir alertas. La incertidumbre en la estimación de la cantidad de lluvia (QPE) es la que más contribuye al error y puede estar 500% por encima o por debajo de la cantidad real de lluvia cuando es estimada por satélites, especialmente a pequeña escala (menos de 100 km2). El radar es mucho más preciso, pero los sesgos pueden distorsionar la estimación de los volúmenes a una resolución de 1-2 km. Los pluviómetros son muy exactos, pero no capturan la situación lo suficientemente bien cuando la variabilidad espacial de la precipitación es alta. Esto es especialmente cierto durante situaciones convectivas. Además de la estimación de lluvia, la incertidumbre de los modelos que proviene de fuentes como la estimación de la humedad del suelo puede producir errores en la escorrentía. Siempre debe existir un equilibrio entre emitir un pronóstico o alerta con suficiente tiempo de anticipación y contar con la suficiente precisión para que la alerta sea confiable. Entre más tiempo de anticipación exista, menor precisión en el pronóstico. Las alertas deben tener credibilidad para que los usuarios puedan confiar en el pronóstico y tomar acciones para reducir las pérdidas. Por otro lado, demorar la emisión de una alerta puede resultar en pérdidas catastróficas. Los oficiales de gestión de emergencias a menudo prefieren sobre-alertar dada la incertidumbre involucrada en las escalas a las que se emiten las alertas y el riesgo de experimentar grandes pérdidas de vida y propiedad si no se emite la alerta. Puntos importantes que recordar sobre alertas y otros productos 4 Muchos SMHN emiten productos utilizando el concepto de tres niveles en sus marcas, listos, fuera para transmitir la severidad y el momento de ocurrencia de la amenaza pronosticada y el nivel de confianza del pronosticador. 4 El producto de perspectiva hidrológica (Hydrologic Outlook) ofrece a los usuarios tiempo de antelación para considerar opciones y ejecutar actividades de mitigación, ayudando así a proteger vidas y propiedad. 4 La vigilancia de crecida repentina se emite cuando la expectativa de un evento de inundación ha aumentado, pero su ocurrencia, localización, y/o momento todavía son inciertos. 4 Las alertas de crecida repentina se emiten cuando la inundación está ocurriendo, es inminente, o probable. Este producto debería reservarse para aquellos eventos de corto plazo que requieren acción inmediata para proteger la vida y la propiedad. 4 Los boletines de crecida repentina proporcionan información complementaria sobre productos de alerta de crecida repentina activa, como observaciones actualizadas, información sobre impactos y cancelaciones. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-3

95 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Diseminación La diseminación se refiere a la entrega física por parte de un SMHN de un mensaje a sus clientes. Esto es diferente de una notificación, que es la comprensión del mensaje recibido y, a través de extensión y educación previa, los clientes toman acciones apropiadas. Las alertas de eventos que están a segundos, minutos u horas de ocurrir deben ser diseminadas rápidamente por medio de sistemas especiales de alerta utilizando mensajes que han sido diseñados en tiempos de calma. Estos mensajes deberían ser redactados de tal manera que promuevan los comportamientos deseados. Podrían ser para amenazas que las personas pueden percibir claramente, como un huracán, o para amenazas que no pueden ser percibidas sin equipo especializado. En estos últimos casos, es crítico que el sistema de alerta y sus operadores cuenten con un alto nivel de credibilidad para que las personas se sientan obligadas a tomar acción con base únicamente en el mensaje de alerta. Por ejemplo, algunas características importantes de los programas de alerta en los Estados Unidos (Partnership for Public Warning Report 2002) incluyen: 4 Las alertas son principalmente responsabilidad del gobierno local. Los desastres son locales y el gobierno local en Estados Unidos tiene la responsabilidad principal de asegurar el bienestar de sus ciudadanos de acuerdo con las leyes y la legislación. Por lo tanto, el gobierno local tiene la responsabilidad y autoridad legal de alertar a sus ciudadanos y de ayudarles a prepararse para, responder a y recuperarse de los desastres. Sin embargo, está más allá de la capacidad de un gobierno local asegurarse de que un sistema de múltiples canales estandarizado y unificado a nivel nacional esté disponible para entregar las alertas a sus ciudadanos. Esto es responsabilidad del gobierno nacional. 4 La mayoría de las alertas se originan de organizaciones gubernamentales. Algunas agencias estatales y muchas federales elaboran alertas después de extensa investigación y por medio de redes especializadas de instrumentos o inteligencia. En estos casos, las alertas a menudo son emitidas por agencias federales, pero usualmente en estrecha cooperación con los encargados estatales y locales de emergencias. Por ejemplo: Los servicios meteorológicos nacionales emiten alertas de mal tiempo severo e inundación enfocadas en localidades específicas de los países y lo han hecho por muchos años Los servicios meteorológicos nacionales u otras agencias gubernamentales nacionales emiten alertas de terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas y derrumbes La mayoría de las alertas públicas de desastres son emitidas por agencias gubernamentales porque, en ausencia de normas claras de buenas prácticas, las organizaciones privadas podrían incurrir en responsabilidad significativa. Muchas organizaciones privadas emiten alertas sobre el estado del tiempo, por ejemplo pero usualmente éstas están cubiertas por contratos que limitan su responsabilidad. Los presentadores del estado del tiempo en los medios podrían refinar las alertas locales para sus comunidades, pero siempre deben mantener en mente las normas de buenas prácticas. 6-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

96 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas 4 Los sistemas de alerta requieren una alianza nacional entre el gobierno y la industria. Los dispositivos de alerta masiva, como las sirenas, por lo general son propiedad de y operadas por los gobiernos locales o los encargados de instalaciones privadas críticas. Una alerta se puede emitir por teléfono, localizador, computadora y muchos otros dispositivos de comunicación personal, tanto inalámbricos como fijos. Por lo tanto, la mayoría de los sistemas de entrega personal de alerta requieren de insumos gubernamentales, pero su fabricación, propiedad y operación está en manos de personas e industrias privadas. El gobierno no puede darse el lujo de proveer los dispositivos que avisan a cada persona que está en riesgo (aunque algunas comunidades asumen esta responsabilidad). La industria puede y de hecho provee estos aparatos o incluye esta capacidad en muchos tipos de dispositivos que se venden principalmente para otros fines, si existen normas nacionales claras que crean un mercado nacional. Debe existir una alianza público-privada efectiva entre el gobierno y la industria para entregar alertas. Como señaló Samarajiva (2005), el sector privado ofrece recursos libres de costo y la infraestructura necesaria, como redes de telecomunicaciones, que se necesita para diseminar alertas. El uso de las capacidades ya existentes no solo es eficiente en costos, sino que asegura la continuidad y el mantenimiento del sistema durante períodos en que no se presentan eventos de amenaza. El costo para el gobierno de implementar un sistema nacional de alerta es significativamente menor cuando todos los interesados comparten los costos de mantenimiento, administración y servicio. Recuerde Los MEDIOS tienen un rol crucial en un sistema efectivo de diseminación de alertas. Las alianzas exitosas se pueden promover identificando los beneficiarios clave de un sistema de alerta, como la industria hotelera y la industria de seguros, además del público en general. El gobierno puede trabajar con estos socios para desarrollar e implementar un sistema de alerta. El gobierno puede otorgar la autoridad para el sistema, mientras que el sector privado y la sociedad civil aportan los mecanismos para que la alerta llegue tan lejos como sea posible a todas las personas que pudieran ser potencialmente afectadas. Existe además otro rol continuo que el sector privado, especialmente los medios, puede tener en mejorar la educación y la sensibilización. Las tareas de educar y de construir confianza a nivel comunitario por lo general las desempeñan mejor organizaciones como la Cruz Roja Internacional, los canales de televisión y los reporteros ambientales de los periódicos. La autoridad es algo que tiene que provenir del gobierno. El gobierno tiene que asumir la responsabilidad final de la emisión de la alerta. El gobierno debe tener la responsabilidad legal en sus leyes de emitir la alerta. Las personas necesitan tener la seguridad de que un mensaje de alerta es legítimo antes de tomar la decisión súbita de abandonar sus posesiones y evacuar el área. No pueden darse el lujo de desperdiciar minutos preciosos verificando los mensajes de alerta para asegurarse de estar tomando la decisión correcta. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-5

97 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Oportunidad del mensaje de alerta Las falsas alarmas cuestan dinero, provocan cinismo y menoscaban la credibilidad de la organización que emite la alerta, pero por lo general son mucho menos costosas que un evento que no fue advertido. Los centros deberán estar preparados para emitir algunas alertas, aún si existe un alto nivel de incertidumbre acerca de la amenaza, porque la información necesaria para reducir esa incertidumbre podría llegar muy poco tiempo antes de que ocurra el incidente. En esos casos, podría haber víctimas debido a que no se recibió una alerta oficial y las personas que estaban en riesgo no pudieron actuar a tiempo. Las autoridades no deben retener información por la preocupación de causar pánico entre el público (que es algo que comúnmente anticipan las autoridades, pero que casi nunca ocurre). Si las autoridades no suministran información, las personas la buscarán de otras fuentes, por lo general menos confiables. Repetir los mensajes de alerta a intervalos regulares puede asegurar que los que no recibieron una alerta anterior tengan otra oportunidad de recibirla y los que ignoraron una alerta anterior tengan otra oportunidad de responder. La repetición también ofrece otra oportunidad a aquellos que no entendieron la alerta anterior y los que no creyeron una alerta anterior tendrán la oportunidad de reconsiderar. Sin embargo, estudios recientes (Ding 2009) han mostrado que la recepción continua de un mensaje de alerta también puede tener efectos negativos. Si una alerta continúa por demasiado tiempo y es demasiado regular, en vez de aumentar la conciencia de una persona, la persona de hecho se acostumbra y se torna menos consciente de ella, y luego comienza a ignorarla. Por lo tanto, cuando se emiten alertas al público, si las autoridades desean emitir una alerta repetidamente para asegurar alcanzar a todos los que podrían no haber escuchado la alerta antes o para indicar la severidad de una amenaza, deberían emitir la alerta a diferentes intervalos de tiempo para lograr una estimulación efectiva cada vez. Es igualmente importante que la información sea actualizada rápidamente cuando las condiciones cambian significativamente, para que las personas puedan adaptar sus respuestas a la nueva situación. Diseminación de boletines Cada centro deberá contar con un inventario de todas las agencias gubernamentales internacionales, nacionales y locales y de los medios que requieren recibir oportunamente los mensajes de alerta. Se deberán identificar, establecer y probar los receptores y los métodos de comunicación como parte de una rutina. El proceso de diseminación no debería ser manual; debería ser tan automatizado como sea posible para mejorar su eficiencia y reducir el tiempo requerido para emitir las alertas. La automatización además reduce el elemento de error humano. Cuando sea posible, los centros deberán usar rutas redundantes de comunicación para asegurar tanto la recepción de datos críticos en el centro como la diseminación de boletines importantes a sus audiencias. 6-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

98 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas El centro debe establecer protocolos para adquirir información de manera oportuna y para la transmisión integral de información y datos entre agencias. Esto asegura que el sistema sea tanto eficiente como efectivo. Los temas de coordinación, operaciones y política entre agencias deben ser tratados por el SMHN. Éstos incluyen, pero no se limitan a: 4 Desarrollar una Matriz de roles y responsabilidades de las agencias clave que apoyan al centro Figura 6.1 Crecida repentina del Río Urubamba en Aguas Calientes, Perú 4 Concretar el compromiso político con respecto a la coordinación entre agencias para mejorar el intercambio de datos y el apoyo de las agencias al centro 4 Asignar suficiente personal para desarrollar y mantener el sistema de alerta temprana del centro 4 Evitar la duplicación delineando líneas claras de apoyo de las agencias. Es útil contar con un Memorándum de Entendimiento (Memorandum of Understanding, MOU) entre las organizaciones relevantes que describa los roles y responsabilidades. Se puede encontrar un resumen de las guías para preparar un MOU exitoso en: nws.noaa.gov/cfo/budget_execution_accountability/agreeover.htm y también en el Capítulo 5 de U.S. NWS Manual Para cumplir con las normas internacionales, como mínimo se deben utilizar los siguientes canales de divulgación nacionales y locales para diseminar los boletines: 4 SGT (Sistema Global de Telecomunicaciones de la Organización Meteorológica Mundial) 4 Internet (frame relay) 4 4 Telefax 4 Sitios web en internet Los siguientes sistemas de comunicaciones multi-amenaza están operando internacionalmente y están también disponibles para uso de los países: 4 EMWIN (Red de información meteorológica para encargados de emergencias) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-7

99 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas 4 RANET (Radio e internet para la comunicación de información hidrometeorológica y relacionada con el clima) 4 GEONETCast (red mundial de sistemas de diseminación de datos de satélite) Los centros de alerta han visto que es importante limitar el número de canales primarios de diseminación y dirigir a los clientes a esos canales. Como se discutió en el Capítulo 3, el Servicio Global de Telecomunicaciones de la OMM es la columna vertebral del sistema internacional de diseminación de datos hidrometeorológicos, pero el fax y el correo electrónico también son ampliamente utilizados. GEONETCast, un sistema mundial de diseminación multi-amenaza en desarrollo dentro del Sistema de Sistemas de Observación Global de la Tierra (Global Earth Observation System of Systems, GEOSS), muestra promesa como método primario de diseminación confiable para productos de rutina y mensajes de alerta. Los SMHN también deben tratar de establecer formas de confirmar que los mensajes tanto automáticos como manuales de vigilancia, alerta, advertencia y de prueba sean recibidos por las agencias responsables del gobierno nacional, regional y local. Las técnicas de diseminación deben aprovechar las ventajas de las nuevas tecnologías de comunicación, incluidos los mensajes de texto (SMS, Short Messaging Service), los canales de noticias RSS (Really Simple Syndication), XML (Extensible Markup Language) y los servicios EMLPP (Enhanced Multilevel Precedence and Pre-emption). Receptores de alertas Idealmente, los receptores electrónicos de mensajes de alerta deben ser parte de los equipos que se usan diariamente, porque si no serán guardados y olvidados por el público. Se espera poder encontrar capacidades de alerta en aparatos utilizados comúnmente como radios, teléfonos celulares y fijos en el futuro cercano. Recuerde Los centros de alerta deben tratar de limitar los canales de diseminación a un número manejable. 4 Los receptores deben tomar en cuenta el hecho de que la mayoría de las personas no son adeptas en el uso de tecnología avanzada 4 Las alertas deben ser distintivas, llamar la atención y no parecer ser otra ocurrencia común. Idealmente, la alerta debería dar alguna indicación del nivel de la amenaza 4 Los receptores deberían dar a las personas la oportunidad de probar el sistema por sí mismas, por ejemplo, llamando a un número 800 que envíe una alerta a su receptor solamente Confiabilidad del sistema de alerta Aún el sistema de alerta más cuidadosamente diseñado requiere mantenimiento continuo para asegurar que sea efectivo. Las fases críticas del mantenimiento incluyen capacitación, evaluación y desarrollo (como se describió en la sección sobre requisitos de mantenimiento en el Capítulo 4). Los elementos centrales deben ser usados todos los días, con pruebas regulares por parte del usuario final. 6-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

100 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Puntos importantes que recordar sobre la diseminación 4 Los medios juegan un papel crucial en la distribución de mensajes de alerta. 4 Los procesos de diseminación deben ser automatizados tanto como sea posible para reducir el tiempo requerido para emitir alertas. 4 Las técnicas de diseminación deben aprovechar las nuevas tecnologías de comunicación. 4 Los centros se han dado cuenta de que es importante limitar el número de canales primarios de diseminación y dirigir a los clientes a esos canales si están fácilmente disponibles en el lugar de residencia de esos clientes. 4 Repetir los mensajes de alerta puede asegurar que los que no recibieron una alerta anterior tengan otra oportunidad de recibirla y los que ignoraron una alerta anterior tengan otra oportunidad de responder. 4 El sistema SGT de la OMM es la columna vertebral del sistema internacional de diseminación de datos hidrometeorológicos y mensajes de vigilancia, alerta y advertencia, y es tanto punto a punto como punto a multi-punto. 4 Los sistemas secundarios y complementarios de comunicación, como las emisiones por satélite GEONETCast, EMWIN y RANET, deberían establecerse como canales de diseminación de respaldo, aunque en algunos países en desarrollo, éstos podrían ser más bien los medios primarios para recibir mensajes de alerta. 4 El fax y el correo electrónico también se utilizan ampliamente. Notificación La notificación abarca la comprensión del mensaje recibido por la audiencia meta y el inicio de la toma de acciones apropiadas por parte de los que están en riesgo. En muchos aspectos, la notificación es más difícil que la diseminación, ya que la última es simplemente el acto de entregar físicamente el mensaje a los interesados. Como se indica en Partnership for Public Warning Report (2002): 4 Las alertas buscan acción. Un sistema de alerta es un proceso organizado para detectar una amenaza y diseminar rápidamente información relativa a la amenaza y acerca de acciones para la protección. Un sistema de alerta efectivo es aquel que causa que se tome el máximo de acciones apropiadas de protección para un compromiso específico de recursos, ya que ha sido diseñado para ser compatible con el contexto en el cual opera. Entender este contexto requiere conocimiento de los otros participantes del sistema de alerta para una amenaza específica, los otros tipos de amenaza que enfrentan esos participantes y los sistemas de alerta que se están usando actualmente para esas otras amenazas. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-9

101 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas El proceso de alerta consiste de personas con información comunicándose con personas en riesgo, intermediarios y personal de respuesta a emergencias antes de o durante un evento de amenaza con la intención de que las personas que están en riesgo tomen las acciones apropiadas para reducir las muertes y las pérdidas. El éxito de una alerta se mide por las acciones que toman las personas. Una alerta puede recomendar que se tome acción inmediata o podría simplemente instar a las personas a buscar más información. 4 Muchas personas están involucradas en el proceso de alerta. Las alertas deben ser recibidas y comprendidas por una audiencia meta compleja que incluye al público en general, los tomadores de decisiones en diferentes entidades (empresas, gobierno estatal y local, ONG) y personal de respuesta a emergencias (bomberos, oficiales de aplicación de la ley, paramédicos, trabajadores de salud pública y encargados de emergencias). Los medios noticiosos y la comunidad de gestión de emergencias frecuentemente actúan como intermediarios Recuerde entre los que emiten las alertas y los hogares u otros La meta principal de un sistema usuarios finales de la información. Estos intermediarios de alerta es evitar que las junto con expertos independientes de institutos amenazas se conviertan en universitarios de investigación, laboratorios nacionales y desastres. otras agencias a menudo evalúan independientemente la información diseminada por el centro de predicción para determinar si es precisa, internamente consistente, consistente con los mensajes de otras fuentes, completa, específica, oportuna, relevante e importante. Si juzgan que una alerta es inadecuada en cualquiera de estos aspectos, estos intermediarios podrían cuestionarla, complementarla con información adicional o ignorarla. Este no es necesariamente un resultado deseable, pero sí es algo que el centro de predicción debe estar preparado para enfrentar. Aún más, los usuarios finales evalúan las alertas que reciben de todas las fuentes en términos de su conocimiento previo acerca de la amenaza y las acciones recomendadas de respuesta. Los usuarios finales también evalúan las alertas que reciben sobre cualquier amenaza en términos de su conocimiento acerca de otras amenazas a la seguridad y la salud y las acciones recomendadas para esas otras amenazas. Además es importante recordar que el público en general no es un grupo homogéneo, ya que incluye: 4 Tomadores de decisiones a todos los niveles de la comunidad 4 Personas con diferentes niveles de educación 4 Personas con diferentes niveles de capacidad y responsabilidad financiera 4 Personas de diferentes razas y creencias 4 Personas con diferentes idiomas nativos 4 Personas con amplia variedad de experiencias con la amenaza 4 Personas con diferentes niveles de capacidades físicas 6-10 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

102 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Para los centros es de importancia crítica hacer pruebas de sus canales de comunicación para la diseminación de mensajes frecuentemente e identificar problemas de diseminación, para asegurar que los mensajes de alerta lleguen a los usuarios finales cuando el evento real ocurra. Diseño del sistema de entrega de alertas Los SMHN no deben asumir que habrá una recepción inmediata de una alerta, que se prestará perfecta atención al mensaje de alerta, comprensión perfecta del contenido del mensaje basada en conocimiento previo preciso sobre la amenaza y cumplimiento perfecto con las acciones recomendadas. Es posible que todas, algunas o ninguna de estas condiciones ocurran, aunque la recepción, atención, comprensión y personalización aumentan cuando existe una amenaza inminente. En consecuencia, los sistemas de alerta y las estrategias de alerta deben ser diseñados cuidadosamente para hacer más probable que las alertas sean tan efectivas como sea posible. El diseño de sistemas efectivos de alerta consiste de cuatro pasos principales: 1. Definir los efectos deseados del mensaje, especialmente los objetivos de comportamiento del sistema. Qué acciones quieren las autoridades que los usuarios finales tomen? 2. Identificar cualquier segmento distintivamente diferente de la población meta. Cómo difiere la población en términos de su capacidad de recibir una alerta, ponerle atención, comprender su contenido, personalizar la amenaza, seleccionar una acción de protección e implementar esa acción de protección? 3. Identificar los canales a través de los cuales se transmitirá el mensaje. Qué tecnologías y qué fuentes intermedias son necesarias? 4. Definir cuáles serán las fuentes directas de mensajes para el público (los intermediarios) y desarrollar su percepción de credibilidad tomando pasos para asegurar su experticia y confiabilidad. Canales de alerta Como se indicó en la sección sobre diseminación, los centros deberían identificar todos los canales de comunicación a los que los diferentes segmentos de la población tienen acceso. Es especialmente importante identificar los canales que las personas observan de rutina, así como aquellos que pueden alcanzar a la población rápidamente durante una emergencia. Se deben utilizar múltiples métodos y canales para diseminar mensajes. Éstos incluyen medios impresos y electrónicos, internet y hasta presentaciones cara a cara de fuentes originales e intermedias. Se debe instar a las personas a sintonizar fuentes confiables en las estaciones locales de noticias. Contenido del mensaje de alerta Los SMHN deben ser tan específicos como sea posible acerca de la naturaleza de la amenaza, la localización anticipada del impacto y el momento esperado del impacto. Los tomadores de decisiones de empresas, gobierno y ONG deben tener tanta información como sea posible para que puedan sopesar las consecuencias de las acciones alternativas (incluida la inacción) antes de utilizar recursos significativos en medidas de protección. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-11

103 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Recomiende una o más acciones específicas de protección. Uno de los principales incentivos es proteger personas y propiedad de la amenaza. Determine cómo describir la amenaza para que el mensaje genere un alto nivel de motivación para la protección. Explique a los que no están en riesgo por qué se considera que no están en riesgo y por qué no necesitan tomar acciones de protección. Use terminología en los mensajes de alerta que sea consistente a lo largo del tiempo para una amenaza específica y, hasta donde sea posible, compatible con la terminología utilizada para otras amenazas. Avise a la población cuando la amenaza haya terminado para que pueda volver a sus actividades normales tan pronto como sea posible. Hasta el grado en que Recuerde sea práctico, los SMHN deben crear formularios estandarizados Crear formularios estandarizados para mensajes para mensajes de texto y mensajes orales y guardarlos para usarlos durante eventos futuros. Los ejemplos de Estados de texto y mensajes orales Unidos incluidos en el Apéndice D pueden servir como punto para uso en momentos de de partida para los esfuerzos de SMHN internacionales de emergencia. diseñar formatos de mensajes. Fuentes de alerta Los centros deben reconocer que ninguna fuente por sí sola tiene completa credibilidad con respecto a todos los aspectos de la amenaza y las medidas de protección. La credibilidad de las agencias de gobierno federal, estatal y local varía, así como la de los medios, las empresas y las ONG. Se debe identificar de antemano cuáles organizaciones (y personas dentro de esas organizaciones) serán responsables de comunicarse con la población en riesgo, así como con los otros segmentos de la población que no están en riesgo. Se deben identificar procesos a través de los cuales la información de diferentes fuentes se pueda combinar para asegurar que todos los mensajes sean consistentes y que todos los mensajes de las fuentes oficiales sean precisos, completos, específicos, oportunos, pertinentes y claros. Recuerde La credibilidad de una fuente se puede establecer inicialmente por medio de credenciales como misión de Desarrolle y utilice personalidades confiables de los medios la agencia y grados universitarios, pero se puede aumentar preparando procedimientos objetivos (transparentes) de a las que el público conozca y antemano en vez de improvisar durante un incidente, respete. obteniendo el apoyo de expertos externos (revisión entre colegas) y estableciendo un récord satisfactorio de desempeño a lo largo del tiempo. La confianza del usuario se basa en desempeño anterior y experiencia. La credibilidad se debe construir, así como la comprensión de que las alertas se basan en la mejor práctica profesional disponible. Los SMHN deben educar a los usuarios en que existe incertidumbre en los pronósticos y las alertas que debe ser incorporada en el proceso de toma de decisiones. Se deben usar consistentemente autoridades elocuentes y con credibilidad como intermediarios o promotores. Contexto del sistema de alerta Las autoridades responsables de las alertas frecuentemente piensan sólo en diseminar la información sobre la amenaza al público en general, pero es importante reconocer que la audiencia meta es mucho más compleja que eso. Los centros deben reconocer que el público 6-12 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

104 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas no es una entidad homogénea. Los hogares, empresas, agencias gubernamentales y ONG varían en tamaño, composición demográfica, ubicación geográfica y recursos económicos. El Capítulo 7 ofrecerá a los Centros algunas ideas sobre cómo identificar las formas en que los segmentos de la población difieren en sus percepciones de la credibilidad de diferentes fuentes, su acceso a los diferentes canales de alerta, sus reacciones al contenido del mensaje de alerta y los incentivos, desincentivos y restricciones que experimentarán al tratar de tomar acciones de protección. Recuerde Un programa de investigación y desarrollo propio del centro a menudo puede ayudar a lidiar mejor con los problemas locales. Puntos importantes que recordar acerca de la notificación 4 un sistema efectivo de alerta es aquel que causa que se tome el máximo de acciones de protección apropiadas. 4 Los medios noticiosos y la comunidad de gestión de emergencias frecuentemente actúan como intermediarios entre el centro que emite las alertas y una audiencia meta compleja que incluye al público en general, los tomadores de decisiones institucionales y las personas que responden a las emergencias. 4 Los SMHN deben crear formularios estandarizados para mensajes de texto y mensajes orales y guardarlos para uso durante los eventos. Investigación y desarrollo Un SMHN puede funcionar aceptablemente sin un programa riguroso de investigación y desarrollo. El centro puede depender de mejoras y nuevas técnicas desarrolladas en otros centros e instituciones académicas y gubernamentales de investigación. Sin embargo, un centro a menudo puede lidiar mejor con sus propios problemas locales únicos si lleva a cabo su propia investigación y desarrollo sobre temas como mejoras a la diseminación y notificación de alertas y ciencia aplicada. Además, un programa local de investigación y desarrollo crea una atmósfera de progreso dentro de un centro SMHN. Lo óptimo es la mezcla de meteorólogos, hidrólogos, programadores informáticos y expertos en redes/comunicaciones, ya que aporta al centro las destrezas necesarias para la investigación y el desarrollo en las tres categorías amplias de investigación aplicada y desarrollo de programas: 4 Ciencia: Investigación en meteorología e hidrología aplicada que conduzca a mejores modelos de intensidad y cantidad de precipitación, etc. El campo de pronóstico probabilístico también se encuentra en esta categoría. Actualmente, la precisión de los pronósticos y alertas de crecidas repentinas no es muy buena a pequeñas escalas de tiempo y espacio (menos de 300 km 2 ). Esto se debe principalmente a la limitación Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-13

105 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas de datos. El radar es la mejor herramienta, pero aún el radar tiene limitaciones significativas en la precisión de los datos a estas escalas. 4 Procesamiento: Desarrollo de métodos informáticos para acelerar el procesamiento y la recolección de datos de observaciones terrestres, diseminar productos y nuevas tecnologías y programas que ayuden a los pronosticadores a mantener la consciencia de la situación. 4 Ciencias sociales: Desarrollo de programas educativos, mensajes de alerta y otras comunicaciones que producen las reacciones deseadas entre la población. Además de contar con personal multi-disciplinario, se insta a los centros de alerta a establecer y mantener buenos vínculos con instituciones académicas y otros centros de investigación profesional. Estos vínculos a menudo llevan a avances en los procedimientos y ayudan al centro a mantenerse a la vanguardia de las nuevas tecnologías y técnicas. Se pueden establecer vínculos de colaboración con instituciones cercanas o co-localizadas, a través de personal que antes estaba en esos sitios o por medio de contactos realizados en reuniones y talleres. Productos experimentales Los cuatro productos estandarizados básicos (alerta, vigilancia, advertencia y boletín) podrían no llenar todas las necesidades de un centro SMHN. Por ejemplo, un centro podría necesitar desarrollar o modificar un producto especializado para llenar las necesidades de uno o más de los clientes que sirve. De manera similar, los SMHN podrían contemplar ofrecer un servicio nuevo o cambiar uno existente. En todos estos casos, el centro de alerta debe establecer y seguir un proceso diseñado a priori que haya sido pensado y discutido con la base de clientes del centro antes del inicio del proceso de cambio. Esta aproximación ayudará al centro a evitar muchos de los problemas asociados con hacer cambios. Un producto o servicio nuevo o un cambio comienza como un concepto que luego es desarrollado en una propuesta. Una vez que la propuesta ha sido articulada pero, antes de comenzar el desarrollo, el centro de alerta debe asegurar que la implementación del producto o servicio nuevo o cambiado actúe de manera justa y equilibrada con respecto a todos los interesados y se logre de manera que maximice la equidad y la apertura. La Figura 6.2 describe el proceso a seguir en el desarrollo y la implementación de un producto o servicio nuevo o mejorado. El alcance de los productos y servicios en este proceso puede ser nacional o local. Se deben seguir los seis principios guía delineados abajo a la hora de considerar si se puede o debe lanzar un nuevo producto o servicio o hacer un cambio a un producto o servicio existente. Seis principios guía cuando se considera comenzar un nuevo producto o cambiar un producto o servicio existente: 1. Conexión con la misión: El producto o servicio debe estar conectado con la misión del centro. 2. Vida y propiedad primero: La protección de vidas y propiedad debe tener el primer lugar en la asignación de recursos y en el desarrollo y la diseminación de productos y servicios Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

106 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Figura 6.2 Pasos para implementar un producto experimental. 3. No sorpresas: Todos los usuarios, incluidos los del sector privado, deben recibir notificación adecuada y la oportunidad de contribuir con insumos para el desarrollo y la diseminación de productos y servicios. 4. Los interesados son los dueños de los datos: La diseminación abierta e irrestricta de información financiada con fondos públicos es una buena política y podría ser la ley. La Organización Meteorológica Mundial especifica que los países deben compartir datos hidrometeorológicos para asegurar que la información esté disponible para producir pronósticos y alertas para salvar vidas (Resoluciones 40(Cg-XII) y 25 (Cg-XIII). 5. Equidad: El trato a todos los interesados debe ser equitativo y no mostrar favoritismo a socios particulares, en especial los de sectores académicos y comerciales. No se debe proveer un servicio a un segmento de la comunidad de usuarios que no pueda ser provisto a todos los sitios similares de usuarios. Por ejemplo, si se ofrecen pronósticos agrícolas a un segmento de productores, deberían estar disponibles a todos los sectores similares de productores. 6. Mantener y explicar los productos de rutina: Cuando se reciben solicitudes de servicios especiales hechos a la medida, asegúrese de que el usuario entienda plenamente los productos que el centro ofrece de rutina. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-15

107 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Puntos importantes que recordar acerca de los programas de investigación y desarrollo 4 Las actividades de investigación aplicada y desarrollo de programas en los SMHN generalmente calzan en tres categorías amplias: ciencias geofísicas, procesamiento y ciencias sociales. 4 El programa de investigación y desarrollo de un centro de alerta crea una atmósfera de progreso. 4 La colaboración con otras instituciones ayuda al centro a permanecer a la vanguardia de las nuevas tecnologías y técnicas. 4 Un nuevo producto debería someterse a un programa riguroso de pruebas antes de considerarlo operativo. Referencias Samarajiva, R. 2005: National Early Warning System: Sri Lanka (NEWS:SL). A Participatory Concept Paper for the Design of an Effective All-Hazard Public Warning System (Version 2.1) LIRNEasia, Sri Lanka. Available at: national-early-warning-system/ Partnership for Public Warning (2002). Developing A Unified All-Hazard Public Warning System, Report by The Workshop on Effective Hazard Warnings, Emmitsburg, Maryland November 25, McLean, VA. At: Partnership for Public Warning (2003). A National Strategy for Integrated Public Warning Policy and Capability. McLean, VA. At: docs/nationalstrategy.pdf Wogalter, M. and David M. DeJoy, Kenneth R. Laughery 1999: Warnings and risk communication. Taylor & Francis. 365 pp. ISBN: Ding, A.W. 2009: Social Computing in Homeland Security: Disaster Promulgation and Response. Information Science Reference. 320 pp ISBN At: Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

108 Capítulo 6: Diseminación y notificación de alertas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 6-17

109 Capítulo 7 Gestión comunitaria de desastres Las conexiones comunitarias son las relaciones necesarias para desarrollar, implementar y mantener un sistema integral efectivo de alerta temprana. Un centro de alerta multi-amenaza sólo puede ser exitoso si las alertas que produce llegan a las personas en riesgo y son fáciles de entender, resultando en respuestas apropiadas. Para asegurar que las alertas sean efectivas, el personal del centro debe establecer alianzas de confianza entre organizaciones internacionales, agencias gubernamentales, líderes comunitarios y organizaciones, empresas y residentes locales antes de emitir una alerta. Qué contiene este capítulo? Este capítulo provee orientación al personal del Centro del SMHN, incluido el personal tanto de operaciones como de la parte de política, para el desarrollo de herramientas de educación y extensión comunitaria para crear sistemas de alerta más efectivos. También resalta modelos de comunicación útiles para aumentar el conocimiento de las comunidades acerca de las crecidas repentinas y otros riesgos y alertas. El capítulo debería ser leído por personas que requieren orientación para identificar y establecer alianzas comunitarias y ofrecer educación y extensión más efectivas. La adopción de estrategias de prevención más eficaces no sólo ahorraría decenas de miles de millones de dólares, sino que salvaría decenas de miles de vidas. Los fondos que actualmente se gastan en actividades de intervención y socorro podrían destinarse a aumentar el desarrollo equitativo y sostenible, lo cual reduciría aún más el riesgo de guerras y desastres. Crear una cultura de prevención no es fácil. Los costos de la prevención se deben pagar en el Los conceptos de este capítulo se basan en presente, en tanto que sus beneficios el conocimiento y la investigación actual yacen en un futuro distante. Es más, se en comunicación de riesgos, así como trata de beneficios intangibles: son los en modelos exitosos de comunicación y desastres que NO ocurrieron. extensión tanto dentro como fuera del campo de las amenazas en los Estados Kofi Annan, Afrontar el reto humanitario: Unidos y otros lugares. Podría ser que los hacia una cultura de prevención modelos de comunicación y extensión presentados no se apliquen a cada situación, ya que cada comunidad tiene rasgos únicos. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-1

110 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Este capítulo contiene secciones que examinan los siguientes temas: 4 Un modelo de comunicación Un modelo de comunicación simple que sirve de base para la discusión del capítulo acerca de educación y extensión. 4 Programas de preparación comunitaria Enlaces a programas de preparación probados como StormReady en Estados Unidos y el programa Comunidades Más Seguras del Centro de Preparación para Desastres de Asia (ADPC, Asian Disaster Preparedness Center) y además una descripción de los métodos para identificar socios y clientes. 4 Programas de resiliencia comunitaria ante los desastres Programas probados de resiliencia comunitaria y herramientas de evaluación comunitaria. 4 Formación de alianzas y conexiones con el público La importancia de formar alianzas tanto con los medios como con las comunidades y descripción de los pasos para formar estas alianzas. Figura 7.1 Etapas de la comunicación persuasiva Modelo del continuo de comunicación persuasiva La educación y la extensión efectivas deben estar basadas en una buena comprensión de los procesos por los que las personas pasan cuando toman decisiones para modificar su comportamiento individual. Los especialistas en alertas deben entender el comportamiento humano para poder diseñar y emitir mejores alertas. La Figura 7.1 muestra las etapas clave del continuo de la comunicación persuasiva que resulta en cambios en el comportamiento. El éxito de una alerta depende de que el público/las personas estén conscientes, entiendan y acepten el riesgo. Por ejemplo, para motivar a los residentes a que observen las alertas de evacuación, los residentes antes deben estar conscientes del riesgo. En segundo lugar, deben entender los impactos que un evento podría tener sobre su familia y su comunidad. Tercero, deben aceptar la idea de que no prestar atención al mensaje de alerta puede resultar en heridas o muerte. Finalmente, deben tomar acción y obedecer la alerta de evacuación. Si la intención es cambiar el comportamiento o tomar ACCIÓN, la extensión pública se debe entonces enfocar en ayudar al público a pasar por las etapas iniciales de conciencia, entendimiento y aceptación. 7-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

111 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Programas de preparación comunitaria La preparación comunitaria se puede interpretar como la capacidad adelantada de una comunidad de responder Recuerde a las consecuencias de un evento adverso por medio del establecimiento de planes para que las personas sepan qué hacer Preparación significa tener planes establecidos para y dónde ir si se emite una alerta o se observa una amenaza. Este responder apropiadamente a resultado se puede lograr a través del desarrollo de programas una alerta. como StormReady de los Estados Unidos ( stormready.noaa.gov/), en el cual las comunidades establecen planes, mejoran las comunicaciones y aumentan la conciencia entre sus ciudadanos. Este tipo de programas puede aumentar la resiliencia a las crecidas repentinas y otros eventos peligrosos, reducir las pérdidas económicas y acortar el período de recuperación. La extensión y la comunicación con el público son cruciales para entender la naturaleza de las amenazas, los riesgos a la seguridad personal y la propiedad y los pasos para reducir esos riesgos. Los componentes clave de un programa de preparación comunitaria incluyen: 4 Aumentar la conciencia del público y efectuar cambios de comportamiento en las áreas de mitigación y preparación 4 Establecer sistemas de alerta estables, confiables y efectivos 4 Desarrollar mensajes efectivos para inducir una respuesta efectiva de la comunidad a las comunicaciones de mitigación, preparación y alerta Safer Communities (comunidades más seguras) es una serie de estudios de caso del Centro de Preparación para Desastres de Asia (ADPC) que ilustra buenas prácticas en preparación y mitigación de desastres realizadas por el gobierno o agencias no gubernamentales con el fin de reducir las vulnerabilidades y los riesgos de las comunidades en áreas susceptibles a amenazas. Esta serie intenta ofrecer a los tomadores de decisiones, planificadores de desarrollo, practicantes de gestión de desastres, líderes comunitarios y capacitadores una variedad de ideas, herramientas, opciones de políticas y estrategias probadas derivadas del análisis de experiencias de la vida real, buenas prácticas y lecciones aprendidas en Asia y la región del Pacífico. Safer Communities (2007) describe esfuerzos en dos provincias de Camboya para aumentar la conciencia de las comunidades acerca de las inundaciones y las crecidas repentinas. Ilustra un buen ejemplo de prácticas eficientes en costos y replicables y la adopción de una aproximación general robusta a la conciencia sobre el riesgo de inundación. Durante la campaña, se dio a los interesados locales la oportunidad de examinar materiales de información existente relacionados con inundaciones, de adaptarlos a las condiciones locales y de diseminarlos al público. El resultado fue la implementación de una campaña de concienciación del riesgo de inundaciones bien pensada que también estaba dirigida a segmentos vulnerables específicos de la población: mujeres y niños. El uso de obras de teatro comunitarias y canciones folclóricas como medios Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-3

112 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres para diseminar información sobre el riesgo de inundación resultó ser sumamente popular. Las lecciones específicas aprendidas del proyecto incluyen: 4 Cuando los interesados locales están motivados y se adueñan de la iniciativa, capacidades locales y recursos que inicialmente no eran evidentes comienzan a emerger. 4 Las campañas de concienciación pública deben ser diseñadas y comunicadas con base en las prácticas sociales y culturales existentes, para que los mensajes sean comprendidos y retenidos. 4 No hay que reinventar la rueda ; los materiales existentes y las herramientas desarrolladas por otras organizaciones pueden ser adaptadas exitosamente a condiciones locales, contribuyendo así a acortar la fase de investigación y diseño. 4 La mejor aproximación para mejorar la conciencia del público se basa en creatividad e innovación. Las ideas y los métodos más efectivos provienen de organizaciones y grupos con mandatos relacionados con artes, cultura, medios y temas de mujeres. 4 El uso de canales y medios de comunicación creativos no-convencionales fue un factor clave para aumentar la conciencia entre las comunidades. 4 Fortalecer las capacidades locales para realizar campañas de concienciación pública puede crear un efecto multiplicador cuando las actividades de sensibilización son replicadas por los mismos interesados locales. 4 Llegar a los segmentos más vulnerables de la población de una comunidad (mujeres, adultos mayores, niños, etc.) será más efectivo si se utiliza una campaña de concienciación enfocada que trate sus puntos de vista y perspectivas específicas. Safer Cities (ciudades más seguras), un volumen de estudios de caso similares de ADPC, ilustra cómo las personas, comunidades, ciudades, gobiernos y empresas han logrado tornar las ciudades más seguras antes de que ocurra un desastre. La serie presenta estrategias y aproximaciones para la mitigación de desastres urbanos derivadas del análisis de experiencias de la vida real, buenas prácticas y lecciones aprendidas en Asia y el Pacífico. Los principios clave enfatizados en el programa Safer Cities son participación amplia, alianzas, sostenibilidad y replicación de historias exitosas. El caso de estudio de Safer Cities (ADPC 2007) de la ciudad de Dagupan en las Filipinas ilustra la importancia de establecer un sistema de alerta temprana y un plan de evacuación operativos como mecanismo para reunir a las personas en la búsqueda de acción colectiva para construir comunidades más seguras y resilientes. La aproximación requirió identificar medidas viables de preparación y mitigación, Gestión Comunitaria del Riesgo de Desastre (Community-Based Disaster Risk Management, CBDRM) y buena gobernanza. Las lecciones aprendidas incluyen: 4 Los sistemas de alerta temprana son más efectivos si las personas y los grupos entienden los beneficios de estos sistemas 4 La participación comunitaria en el desarrollo de SAT lleva a una respuesta más rápida 4 Los simulacros pueden poner a prueba los planes y mostrar sus fortalezas y debilidades 7-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

113 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres 4 Los ejercicios de simulación ayudan a cada sector involucrado a compartir sus conocimientos y destrezas en preparación y respuesta, permitiendo a otros observar, hacer comentarios y eventualmente replicar este tipo de esfuerzo Identificación de socios y clientes Muchos de los requisitos de cualquier sistema de alerta (comunicaciones, procesamiento de datos, productos, diseminación, etc.) Figura 7.2 Crecida repentina del Río Urubamba en Aguas Calientes, Perú en parte, son determinados por las características de los socios y la base de clientes del centro. En vista de que los socios y clientes pueden variar significativamente entre los centros, es difícil identificar aquí a esos grupos con exactitud. Sin embargo, algunas guías y técnicas generales se aplican a la mayoría de las situaciones, como se describe a continuación. La mayoría de las descripciones en esta sección se basan en la publicación, Reducción del Riesgo de Tsunami para los Estados Unidos: Un Marco de Acción del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. Se incluye un enlace electrónico a esa publicación en las referencias al final de este capítulo. Los socios generalmente son otros grupos gubernamentales y no gubernamentales que tienen algún rol en la cadena extremo a extremo del sistema de alerta. Éstas incluyen: 4 Proveedores de datos domésticos e internacionales 4 Gobierno y grupos privados (incluidos los medios de comunicación masiva) que sirven como conductos de comunicación para la diseminación de productos 4 Gobierno y grupos del sector privado que capacitan y educan a otros socios y clientes Los clientes s on los grupos e individuos que dependen de un centro de alerta y sus socios para vigilancias y alertas oportunas y precisas para proteger sus vidas y propiedad. Los clientes incluyen: 4 El público en general Recuerde Un centro de alerta necesita 4 ONG como la Cruz Roja y otros grupos del sector privado que deben responder a eventos un OFICIAL DE ASUNTOS 4 Agencias gubernamentales que deben responder a eventos durante eventos significativos. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas PÚBLICOS para la coordinación efectiva con los medios 7-5

114 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres El programa de extensión y educación del centro debe reconocer estas dos clases distintas de interesados, socios y clientes, ya que cada uno tiene necesidades únicas. El centro puede hasta emplear diferentes técnicas para identificar y tratar los grupos principales en cada una de estas dos categorías. La meta y el enfoque de la extensión debe ser educar a los clientes y socios sobre seguridad y preparación en condiciones del tiempo severas y promover el programa de alerta del Centro del SMHN por medio de eventos públicos, talleres de medios y el sistema escolar público. Durante eventos reales de crecida repentina, el Centro debe contar con un oficial designado de asuntos públicos para coordinar la respuesta a los medios. Durante ejercicios anuales, el oficial de asuntos públicos es responsable de notificar a los medios. El oficial de asuntos públicos también debe ofrecer capacitación y orientación relacionada con los medios a los representantes de la agencia, responder a las solicitudes de los medios, organizar conferencias de prensa, coordinar sesiones de información y visitas al centro de alerta, elaborar materiales de información, asistir en la información a oficiales gubernamentales y planificar actividades de extensión. Puntos importantes que recordar acerca de los programas de preparación comunitaria 4 La extensión y la comunicación al público son cruciales para entender la naturaleza de la amenaza de una crecida repentina, los riesgos a la seguridad personal y a la propiedad y los pasos que se pueden tomar para reducir esos riesgos. 4 Durante eventos reales de crecidas repentinas, un centro de alerta debe tener un oficial designado de asuntos públicos para coordinar la respuesta a los medios. 4 Los planes y procedimientos bien coordinados para trabajar con los medios y el público/ oficiales gubernamentales son esenciales para el éxito de un sistema de alerta. Programas comunitarios de resiliencia a desastres Los programas efectivos de preparación comunitaria también incluyen evaluaciones de amenazas y vulnerabilidades: se deben tomar acciones continuas para reducir o eliminar el riesgo a largo plazo a la vida humana y a la propiedad basadas en las evaluaciones de riesgo. Esto incluye planificación y zonificación para la gestión del desarrollo en áreas que están particularmente en riesgo de diferentes amenazas naturales, adoptar sistemas de construcción resistentes a eventos meteorológicos severos y proteger las instalaciones e infraestructura crítica. El programa Resiliencia de Comunidades Costeras (CCR, Coastal Community Resilience) de Estados Unidos ( es un ejemplo de este tipo de programa de mitigación. 7-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

115 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Elementos de la resiliencia comunitaria Como se describe en la Guía de Resiliencia de Comunidades Costeras (CCR) (disponible en la meta de la resiliencia comunitaria es mejorar la capacidad de las comunidades de mitigar las amenazas y los riesgos recurrentes. Una comunidad resiliente es aquella que puede llevar a cabo actividades de recuperación de formas que minimicen las interrupciones sociales y mitiguen los efectos de futuros eventos e impactos. La preparación contra amenazas es una colaboración activa entre agencias nacionales, provinciales y locales de gestión de emergencias y las comunidades locales. Esta colaboración apoya esfuerzos mejores y más consistentes de concienciación y mitigación entre las comunidades en riesgo. Las principales metas incluyen mejorar la seguridad del público durante emergencias y construir resiliencia ante eventos recurrentes. Para lograr estas metas, se deben cumplir los siguientes objetivo: 4 Crear guías de las normas mínimas que una comunidad debe cumplir para tornarse resiliente 4 Promover la consistencia entre los materiales educativos y la respuesta entre las comunidades y los sistemas nacionales de emergencia 4 Reconocer públicamente a las comunidades que han adoptado guías de resiliencia comunitaria 4 Aumentar la conciencia y la comprensión del público de los eventos meteorológicos severos y otras amenazas 4 Mejorar la planificación comunitaria contra los impactos de desastres Procesos de resiliencia comunitaria La resiliencia comunitaria requiere los siguientes procesos: 4 Comunicación y coordinación Una clave para la gestión efectiva de las amenazas es la comunicación efectiva. Esto es particularmente cierto para amenazas como tsunamis y crecidas repentinas, ya que el momento de llegada de la inundación algunas veces podría medirse en unos cuantos minutos. Estos eventos de Figura 7.3 Residentes respondiendo a la inundación en detonación rápida requieren Aguas Calientes, Perú una respuesta inmediata, cuidadosa, sistemática y apropiada. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-7

116 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres 4 Recepción de la alerta Cada uno de los puntos de alerta y los Centros de Operaciones de Emergencia (COE) necesitan canales múltiples y redundantes para recibir las alertas y responder rápidamente. 4 Diseminación de la alerta Al recibir alertas u otra información confiable que sugiera que una amenaza es inminente, los oficiales locales de emergencia deben comunicar la amenaza a tanta población como sea posible. 4 Preparación comunitaria La educación pública es vital para que las comunidades se puedan preparar para responder adecuadamente a las amenazas. Es más probable que una persona educada tome los pasos para recibir las alertas, reconocer los eventos que potencialmente son una amenaza y responder apropiadamente a esos eventos. 4 Administración Ningún programa puede ser exitoso sin planificación formal, administración proactiva y protocolos apropiados. Beneficios de los programas de resiliencia comunitaria Los beneficios de seguir los procesos de resiliencia comunitaria incluyen: 4 Mejor preparación para salvar vidas 4 Mayor contacto con encargados e investigadores de emergencias 4 Un público bien informado 4 Identificación de las necesidades de recursos para comunidades resilientes 4 Mejor posicionamiento para recibir fondos nacionales y provinciales 4 Mejor infraestructura básica para apoyar otras preocupaciones de la comunidad 4 Beneficios demostrados al público mostrando cómo el dinero de sus impuestos está siendo invertido en programas contra amenazas Herramientas de evaluación La Herramienta de Evaluación de Riesgo y Vulnerabilidad (Risk and Vulnerability Assessment Tool, RVAT), disponible en es una metodología revisada por colegas para realizar evaluaciones de riesgo y vulnerabilidad multi-amenaza a nivel comunitario. La RVAT es un programa tutorial que lleva al usuario a través de los pasos de un proceso a nivel comunitario de analizar los factores de vulnerabilidad con respecto a amenazas múltiples: físicas, sociales, ambientales y económicas. RVAT sigue un proceso de varios pasos: 1. Análisis de amenazas 2. Análisis de instalaciones 3. Análisis social 4. Análisis económico 5. Análisis ambiental 6. Análisis de oportunidades de mitigación 7-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

117 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Un artículo escrito por Odeh (2002) describe un modelo de evaluación de vulnerabilidades aplicado en el estado de Rhode Island para uso en la planificación de mitigación de desastres a nivel estatal. Trabajando con fuentes públicas de datos y herramientas existentes de evaluación de vulnerabilidades en las comunidades, se desarrolló una aproximación práctica de calificación para cuantificar la vulnerabilidad a múltiples amenazas y exposiciones en diferentes regiones del estado. Las amenazas incluyen huracanes, terremotos, tormentas de nieve, inundaciones, tormentas de granizo y temperaturas extremas. Los tipos de exposición incluyen la económica, social, ambiental y de infraestructura. Se analizaron las combinaciones de calificaciones para analizar las combinaciones clave a amenazas/exposiciones y las concentraciones geográficas de vulnerabilidad. Los planificadores usaron los productos del estudio para identificar y priorizar los programas de mitigación, así como mejorar la conciencia del público sobre la vulnerabilidad en el estado. Las lecciones aprendidas de la evaluación de la vulnerabilidad en Rhode Island son aplicables a otras regiones y ayudan a ilustrar la utilidad de una evaluación de vulnerabilidad en todo el estado. Shrestha et.al. (2008), trabajando con comunidades en la región hindú Kush-Himalaya que son vulnerables a crecidas repentinas (especialmente aquellas causadas por caudales de desbordamiento de lagos glaciales y derrumbes de represas), encontraron que las comunidades deben estar involucradas en el desarrollo de los programas de gestión del riesgo de crecidas repentinas para que las actividades sean exitosas y sostenibles. Específicamente: 4 Las comunidades locales conocen mejor sus pueblos y la situación local y nadie de afuera puede entender igual las oportunidades y restricciones locales; por lo tanto, deben estar involucradas en identificar y resolver los temas de vulnerabilidad a los desastres. 4 Las comunidades tienen un interés personal en evitar los desastres y son la fuente principal de recursos locales; tienen entonces la motivación y la capacidad de llevar a cabo actividades locales. 4 Las comunidades naturalmente se preocupan mucho por los temas locales de los cuales depende su supervivencia y su bienestar, por lo que la información debe ser generada de tal forma y en un lenguaje que sea entendido por la comunidad. 4 Los programas de gestión y respuesta a nivel central a menudo no logran evaluar las necesidades de las comunidades vulnerables, menoscaban el potencial de los recursos y capacidades locales y, en algunos casos, hasta aumentan la vulnerabilidad de las personas. Un documento acompañante (Shrestha 2008) aporta extensa información técnica sobre determinación de amenazas, vulnerabilidad y evaluación de riesgo. También ofrece un tratamiento técnico de aspectos como análisis de precipitación, caudal y curvas de gastos. Se pueden encontrar estudios de casos adicionales de vulnerabilidad de comunidades en Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-9

118 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Figura 7.4 Roles de los medios impresos y de difusión Puntos importantes que recordar sobre los programas de resiliencia comunitaria a los desastres 4 Los programas de resiliencia comunitaria promueven la preparación ante amenazas como una colaboración activa entre las agencias nacionales, provinciales y locales de gestión de emergencias y las comunidades locales. 4 Una comunidad resiliente es una comunidad con la capacidad de mitigar las amenazas y riesgos recurrentes. 4 La RVAT de NOAA es una metodología para realizar evaluaciones de riesgo y vulnerabilidad multi-amenaza a nivel comunitario. Formación de alianzas y conexiones con el público La formación de alianzas comunitarias y la creación de materiales de educación y extensión a menudo pueden ser lideradas por el Centro del SMHN o por un contratista externo. Esta sección enfatiza la importancia de llevar a cabo esfuerzos especializados de educación y extensión que tomen en consideración las necesidades locales, sus características y problemas. Debido a la importancia de esta aproximación comunitaria, el personal del Centro del SMHN debe realizar todos los esfuerzos posibles para estar tan involucrado como sea posible en las iniciativas de formación de alianzas, educación y extensión Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

119 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Formación de alianzas con los medios La extensión comunitaria efectiva comienza con alianzas. Comenzar con agencias y organizaciones que tienen una relación establecida y de confianza con el público puede simplificar el proceso de avanzar en el continuo de las comunicaciones y persuadir al público de responder a las alertas. Además, las organizaciones comunitarias pueden entregar mejor los mensajes de alerta y los materiales de extensión directamente a los residentes, visitantes y empresas de la comunidad. Los socios comunitarios también pueden ayudar a crear mensajes en los formatos y los lenguajes que sus clientes pueden entender. Un socio esencial del sistema de alerta son los medios. El personal de los medios es experto en comunicación y puede ayudar al personal del SMHN a desarrollar una extensión efectiva. Los medios también pueden servir como enlace entre los expertos científicos y la comunidad. Sin los medios no puede haber una diseminación rápida de las alertas. Estos socios de la comunidad también pueden enviar, interpretar y complementar la información de la alerta del centro de alerta. Los medios también tienen la capacidad de dirigir el mensaje de preparación y alerta a las comunidades individuales. A continuación algunos consejos para establecer relaciones con los medios: Recuerde Si los expertos no proveen información durante una emergencia, otros lo harán. 4 Reúnase con los socios de los medios y conózcalos antes de una emergencia. Intercambie información de contacto, invítelos a visitar su oficina y a conocer al personal y establezca una relación de trabajo. 4 Eduque a los socios de los medios acerca de la amenaza. Proporcióneles información científica e información detallada del proceso de alerta, incluyendo las respuestas y los resultados deseados, a través de talleres, panfletos, folletos, volantes y materiales de distribución. Recuerde Confianza y alianzas La confianza es un elelento esencial para la creación de alianzas. El centro SMHN debería hacer un poco de investigación antes de reunirse con un socio potencial. Es importante establecer el tono justo para convencer a la organización que también se beneficiará de la relación. 4 Trabajar con los editores y directores de noticias puede ser una ventaja, ya que éstas son las personas que deciden qué saldrá al aire. 4 Incluya a los socios de los medios en los simulacros de práctica. 4 Anticípese a la historia. Produzca/entregue videos de antecedentes y entrevistas previas con científicos que puedan ser utilizadas posteriormente. Decida quién tiene el conocimiento y estará disponible para hablar con los medios durante una emergencia. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-11

120 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Construcción de alianzas comunitarias amplias Además de trabajar con los medios, es crítico identificar los socios comunitarios correctos. Deben representar el espectro demográfico completo de la comunidad. Un lugar adecuado para empezar a pensar en cómo dirigirse a las organizaciones correctas es considerar los elementos que hacen funcionar cotidianamente a una comunidad. Si todas estas funciones diarias pueden continuar después de un evento, la comunidad será verdaderamente resiliente a los desastres. La Guía de Resiliencia de Comunidades Costeras provee una descripción de los elementos de la resiliencia. La Guía indica que existen ocho elementos en la resiliencia comunitaria: 4 Gobernanza El liderazgo, los sistemas y las instituciones ofrecen condiciones conducentes a la gestión participativa y al involucramiento comunitario con el gobierno local. 4 Elementos socioeconómicos y de sustento Las economías locales son impulsadas por medios de vida sostenibles y saludables y condiciones socioculturales pacíficas. 4 Gestión de recursos La gestión activa de recursos conduce a servicios ambientales y medios de vida sostenibles y reduce los riesgos de amenazas. Recuerde Primeras impresiones y alianzas La reunión inicial con las organizaciones comunitarias son críticas para establecer relaciones duraderas que beneficiarán tanto al SMHN como a la organización. Las personas que representan al SMHN deben ser capaces de traducir la información técnica a un lenguaje que pueda ser comprendido por la organización. 4 Gestión de uso de suelos y diseño estructural La gestión territorial y el diseño estructural efectivos complementan las metas ambientales, económicas y comunitarias y reducen los riesgos de las amenazas costeras. 4 Conocimiento del riesgo La comunidad tiene conocimiento de las amenazas episódicas y crónicas y de las medidas para reducir los riesgos. 4 Alerta y evacuación La comunidad es capaz de recibir notificaciones y alertas de amenazas, alertar a las poblaciones en riesgo y actuar con respecto a las alertas. 4 Respuesta a emergencias Las instituciones y sistemas de respuesta a emergencias están establecidos y mantenidos para responder rápidamente a los desastres costeros y tratar las necesidades de emergencia a nivel comunitario. 4 Recuperación de desastres Planes, sistemas e instituciones están establecidos para acelerar la recuperación de desastres, involucran activamente a las comunidades en el proceso de recuperación y minimizan los impactos ambientales, sociales y económicos negativos de los desastres. Un paso importante para desarrollar alianzas comunitarias diversas es identificar cuáles actividades de planificación comunitaria se están llevando a cabo. Específicamente, el centro debe identificar las actividades que están siendo supervisadas por diferentes comités o grupos de trabajo. Estos comités o grupos de trabajo no tienen que estar involucrados en actividades directamente relacionadas con amenazas: cualquier comité o grupo de trabajo diverso que esté tratando algún asunto de la comunidad puede ser un socio útil. Podría ser de ayuda reunirse con representantes del gobierno local para identificar estos grupos Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

121 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Al trabajar con estas entidades, el centro podría llegar a más de un segmento de la comunidad al mismo tiempo. Por ejemplo, un Comité de Respuesta a Emergencia o Planificación local podría estar compuesto de individuos del gobierno local, sector privado, medios, agencias estatales o federales, escuelas y ciudadanos privados. Consejos para las reuniones iniciales con los socios Sea que la reunión se lleve a cabo con los medios locales u otros socios de la comunidad, estar preparado para el encuentro inicial requiere que el personal del Centro del SMHN reúna alguna información y practique su discurso de ventas. Una vez identificados los comités y organizaciones de la comunidad, el personal del centro de alerta puede ponerse en contacto con las organizaciones para concretar una reunión. En el encuentro inicial, el personal debe presentar lo siguiente de forma clara y concisa: 4 Qué hace el Centro del SMHN: Podría ser que los socios comunitarios no sepan qué hace el Centro del SMHN y cuál es su propósito. El personal debe estar preparado para describir esto de forma clara y concisa. 4 Por qué le interesa la alianza al Centro del SMHN: El personal del centro de alerta debe presentar claramente al socio potencial por qué la alianza es importante. Al hablar con los medios, la razón para la alianza está bastante clara los medios son un componente de la diseminación de alertas. Los medios además pueden ayudar a diseminar mensajes de extensión acerca del sistema de alerta para que los residentes estén mejor preparados para obedecer las alertas en el futuro. Describir las alianzas entre el Centro y las organizaciones comunitarias podría no ser tan fácil. El personal del SMHN debe enfocarse en cómo la organización puede asistir al Centro en realizar la extensión y/o diseminar los mensajes de alerta a los clientes de la organización. 4 Cómo puede el Centro del SMHN ayudar a la organización a hacer su trabajo: Es más probable que las organizaciones formen alianzas cuando saben que la alianza no traerá trabajo adicional, sino que más bien les ayudará a hacer el trabajo existente. 4 Qué puede ganar la organización de la alianza con el Centro del SMHN: Los beneficios podrían incluir: mayor visibilidad dentro de la comunidad, capacidad de ayudar a salvar vidas participando en un enlace vital del sistema de alerta y darle a los clientes un servicio nuevo o diferente. Conexión con el público: un modelo simple de comunicación Establecer conexiones con los socios comunitarios es un primer paso importante para conectarse con el público, ya que crean nuevos canales para distribuir mensajes de alerta. Una vez establecidos los canales, cómo se pueden redactar y entregar efectivamente los mensajes de alerta? Un modelo simple de comunicación puede ayudar a establecer estrategias locales para la distribución efectiva de la información de alerta al público. A continuación una breve explicación de los componentes clave de un modelo de comunicación y una explicación de cómo se puede usar para crear conciencia y comprensión de las alertas antes de un evento. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-13

122 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Entendiendo las poblaciones vulnerables Las poblaciones son vulnerables cuando sus capacidades son menores que las de otras a su alrededor. Algunas poblaciones experimentan mayor riesgo de eventos de amenaza no por su proximidad geográfica a la amenaza, sino por la menor cantidad de recursos y capacidades debido a su condición socioeconómica y/o habilidades físicas. La experiencia ha mostrado que, hasta cierto punto, las personas que viven en o por debajo de la línea de pobreza, los ancianos, los discapacitados, las mujeres, los niños, las minorías étnicas y los que alquilan, experimentan efectos más severos de los desastres que la población general. Es más probable que mueran en un evento y que, si sobreviven, tienen menos probabilidad de recuperarse económicamente. Pensar en las poblaciones vulnerables cuando se desarrollan herramientas de educación y extensión relacionadas con el sistema de alerta es de extrema importancia, ya que estos grupos podrían requerir de mensajes especiales. Como ilustra el modelo, para que un mensaje de alerta sea efectivo, debe tener los siguientes cinco componentes esenciales: 4 Provenir de una fuente confiable 4 Ser un mensaje adecuadamente diseñado y claramente expresado 4 Tener un canal cuidadosamente seleccionado para comunicar el mensaje 4 Tener una audiencia claramente definida 4 Tener un canal de retroalimentación para preguntas, comentarios y sugerencias Recuerde Identifique las estrategias existentes de extensión. Podría haber oportunidades de formar alianzas con organizaciones que ya están educando al público acerca de amenazas. Aplicar los conceptos de este modelo a las alertas multi-amenaza es un paso importante en el desarrollo de un sistema de alerta. Para que la educación y la extensión acerca del sistema de alerta sean efectivas, todos estos componentes deben estar claramente definidos, establecidos y practicados antes de un evento. Cuando se desarrollan las estrategias para desarrollar un sistema de educación y extensión de un sistema de alerta, lo mejor es comenzar con la definición de la audiencia (turistas, empresas locales, niños de edad escolar, etc.). Definir la audiencia ayudará al Centro del SMHN y a los socios comunitarios a determinar el mensaje y el canal apropiado. En el caso de un sistema de alerta de crecida repentina, se asume que la fuente primaria de información será el Centro del SMHN. A continuación se definen los componentes en mayor detalle, comenzando con la audiencia y terminando de regreso en la fuente. Audiencia Cuando ocurre una crecida repentina y se emite una orden de evacuación, todas las personas en la ruta de la crecida repentina deben responder a la orden. Sin embargo, las personas en la ruta de la crecida repentina no serán un grupo homogéneo; podrían incluir turistas de varios países que hablan múltiples idiomas, residentes permanentes que conocen el paisaje y los sistemas 7-14 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

123 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Figura 7.5. Modelo de comunicación de transporte del área, residentes permanentes que carecen de los recursos financieros para obedecer la orden de evacuación y otros. Cada una de estas audiencias requiere de mensajes a través de canales ligeramente diferentes para poder tomar decisiones informadas acerca de la evacuación si se emite una alerta. Además, las audiencias se pueden dividir en subconjuntos relacionados con el idioma, conocimiento del riesgo, horarios de trabajo o capacidades físicas, entre otros. No existe un único mensaje o canal que pueda distribuir efectivamente el mensaje de alerta a todas las personas de una comunidad. Canal El canal es la metodología a través de la cual se distribuyen los mensajes de extensión a la audiencia. Los canales pueden incluir los medios (TV y radio, vallas, internet, teléfonos móviles, etc.), proveedores de servicios sociales, escuelas, iglesias y otras organizaciones comunitarias que trabajan diariamente con los miembros de la Recuerde comunidad. Seleccionar el canal apropiado, el cual inspire confianza, ayudará a asegurar que la audiencia audiencia meta reciba el mensaje. Mensajes apropiados para la El SMHN podría contratar un experto en mercadeo o relaciones públicas Los esfuerzos de extensión más efectivos utilizan para ayudar a diseñar los mensajes canales ya existentes en la comunidad. Por ejemplo, de alerta. Estos profesionales pueden las organizaciones que trabajan diariamente con ayudar a traducir información ciertos subconjuntos de la población usualmente son técnica o científica a un formato y buenos canales porque ya cuentan con métodos de comunicación (folletos, boletines, sitios web, listas de audiencia a la cual está dirigida. teléfonos) y han establecido una relación de confianza con el subconjunto. Específicamente, una organización de servicio social que atiende a ancianos sería una buena organización con la cual formar una alianza para hacer llegar mensajes relacionados con crecidas repentinas a los adultos mayores. lenguaje que sea comprensible para la Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-15

124 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Mensaje El mensaje debe estar dirigido a la audiencia específica y empacado de tal manera que sea claro y comprensible para la audiencia seleccionada. Tener alianzas comunitarias diversificadas puede ayudar al Centro del SMHN a crear y diseminar mensajes claros que alcancen a la audiencia meta. Un ejemplo de un mensaje inefectivo sería publicar la información solamente en el idioma nativo de la comunidad. A menudo, una comunidad se compone de personas que hablan muchos idiomas y dialectos diferentes. En comunidades turísticas, la gama de lenguajes puede ser aún mayor. El personal del SMHN debe considerar todos los idiomas que se hablan en la comunidad cuando se diseñan mensajes de alerta de crecida repentina. Fuente La fuente es la entidad o entidades que proveen la información para la campaña de extensión. En este caso, el Centro del SMHN es una de las fuentes primarias de mensajes de educación y extensión, ya que el centro es el experto técnico en el sistema de alerta. Los departamentos de gestión de emergencias de los gobiernos locales y estatales también pueden ser fuentes para la educación y extensión del sistema de alerta. Puntos importantes que recordar acerca de la formación de alianzas 4 La extensión comunitaria efectiva comienza con la formación de alianzas. 4 Un socio esencial del sistema de alerta son los medios, sin los cuales no puede ocurrir una diseminación rápida de las alertas. 4 Si los expertos no proveen información durante una emergencia, otros lo harán. 4 Un lugar adecuado para empezar a pensar en cómo dirigirse a las organizaciones correctas es considerar los elementos que hacen funcionar cotidianamente a una comunidad. Si todas estas funciones diarias pueden continuar después de un evento, la comunidad será verdaderamente resiliente a los desastres. 4 Un paso importante para desarrollar alianzas comunitarias es identificar cuáles actividades de planificación comunitaria se están llevando a cabo. 4 Los esfuerzos de extensión más efectivos utilizan canales ya existentes en la comunidad. 4 Contar con alianzas comunitarias diversas puede ayudar al Centro del SMHN a crear y diseminar mensajes claros que lleguen a la audiencia a la cual están dirigidos. 4 Un centro de alerta debe trabajar con los departamentos del gobierno local y otros socios comunitarios para identificar los tipos de audiencias presentes en la comunidad Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

125 Capítulo 7: Gestión comunitaria de desastres Referencias ADPC Safer Cities 20: Community-based early warning systems and evacuation: Planning, development and testing. Community Based Early Warning System and Evacuation: Planning, Development and Testing: Protecting Peoples Lives and Properties from Flood Risks in Dagupan City, Philippines National Science and Technology Council (2005). Tsunami Risk Reduction for the United States: A Framework for Action. A Joint Report of the Subcommittee on Disaster Reduction and the United States Group on Earth Observations. Available at: Odeh, David J Natural Hazards Vulnerability Assessment for Statewide Mitigation Planning in Rhode Island. Natural Hazards Review, Vol. 3, No. 4, November 2002, pp , Rydell, Nezette Building Media Partnerships for Education, Mitigation and Response., Warning Coordination Meteorologist, National Weather Service. Safer Communities (2007). Case Study 3: Reaching out to the Public, Raising Community Awareness to Flood Risk Reduction in Cambodia. Available at: Programs/DMS/Publications/FEMS/FEMS-resources.asp Shrestha,Arun B., S.H. Shah, and R. Karim (2008). Resource Manual on Flash Flood Risk Management Module 1: Community-based Management. International Centre for Integrated Mountain Development, Kathmandu. available in electronic form at icimod.org. Shrestha, Arun B. (2008). Resource Manual on Flash Flood Risk Management Module 2: Non-structural Measures. International Centre for Integrated Mountain Development, Kathmandu. available in electronic form at U.S. Indian Ocean Tsunami Warning System Program How Resilient is Your Coastal Community? A Guide for Evaluating Coastal Community Resilience to Tsunamis and Other Coastal Hazards. supported by the United States Agency for International Development and partners, Bangkok, Thailand. 144 p. U.S. Indian Ocean Tsunami Warning System Program (USIOTS) Tsunami Warning Center Reference Guide supported by the United States Agency for International Development and partners, Bangkok, Thailand. 311 p. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 7-17

126 Capítulo 8 Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Los capítulos anteriores han presentado información sobre los diversos sistemas que componen el SAT para crecidas repentinas. Según muestra la Figura 1.3, un SAT típicamente cuenta con una red de observación para recopilar datos ambientales sobre los cuales basar alertas. En el caso de las crecidas repentinas, estos datos ambientales incluyen información sobre lluvia y a veces sobre caudal. La información sobre lluvia podría provenir de estaciones de medición de precipitación in situ, mediciones de radar, estimaciones satelitales o a través de alguna combinación de estas tres técnicas de muestreo. Un SAT también requiere una infraestructura de informática que permita recolectar y analizar datos de redes ambientales, preparación para alertas y canales de comunicación para distribuir alertas y otra información a los constituyentes. Si se ha establecido un plan de preparación y si la población está consciente del peligro de una crecida repentina y toma las acciones apropiadas cuando reciba una alerta, entonces el sistema de alerta integral será exitoso y las pérdidas serán mitigadas. Qué contiene este capítulo? Este capítulo presentará, en el contexto de los sistemas de alerta temprana, unos pocos subsistemas de pronóstico de crecidas repentinas, de los cuales los primeros dos fueron discutidos brevemente al final del Capítulo 5. Este capítulo brindará información más detallada sobre los sistemas. Debe ser leído por personas que necesiten información pormenorizada de algunos de los diferentes tipos de sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas que actualmente existen o están planificados en diversos países. Los sistemas discutidos incluyen: 4 EEUU: Un sistema típico compuesto por guías hidrometeorológicas nacionales, experiencia hidrometeorológica local y redes de medición operadas por los constituyentes. Centro América: Sistema de Guía de Crecidas Repentinas para Centro América, basado principalmente en datos satelitales. Italia: Sistema hidrometeorológico multi-disciplinario de Pronóstico de Inundaciones en Tiempo Real y ALERT para la región de Piamonte. Colombia: Sistema de Alerta Temprana de Peligros Naturales del Valle de Aburrá, actualmente en etapa de planificación. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-1

127 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas SAT de crecidas repentinas típico de Estados Unidos Observaciones de datos terrestres Según se indicó en el Capítulo 5, existen numerosas redes de ALERT operadas localmente pero no hay una red nacional de pluviómetros/medidores de caudal para crecidas repentinas en los Estados Unidos. A escala nacional, la observación de la precipitación se logra principalmente a través de una red de radares meteorológicos colocados por el National Weather Service en cooperación con la Administración Federal de Aviación y del Departamento de Defensa. La Figura 8.1 muestra la red de radares WSR-88D (Weather Surveillance Radar 1988 Doppler, Radar de Vigilancia Meteorológica Doppler, 1988) en los Estados Unidos. Los datos de reflectividad del WSR-88D son convertidos a estimaciones de precipitación de alta resolución y son cartografiados para cuencas individuales en todo el país con software de cómputo del NWS llamado Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas (Flash Flood Monitoring and Prediction, FFMP), según se discutió en el Capítulo 5. Los pronosticadores locales son alertados por el FFMP cuando la lluvia observada o la intensidad de la lluvia excede la Guía de Crecidas Repentinas (Flash Flood Guidance, FFG) para una cuenca. En algunas regiones, el FFMP es aumentado con información basada en SIG sobre las características fisiográficas de cada cuenca por medio del programa del Índice del Potencial de Crecidas Repentinas (Flash Flood Potential Index, FFPI) discutido en el Apéndice D. Figura 8.1 Red nacional de radares de los Estados Unidos 8-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

128 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas También a escala nacional, los datos del WSR-88D provistos al pronosticador local son aumentados por medio de estimaciones de precipitación satelital producidas por la agencia hermana del National Weather Service en la NOAA, el Servicio Nacional de Datos e Información de Satélites Ambientales (National Environmental Satellite Data Information Service, NESDIS). Estas estimaciones son provistas directamente a los pronosticadores por medio de boletines informativos de texto. Un sito web ( star/index.php) también brinda a los pronosticadores varios productos experimentales. Los productos de estimaciones de precipitación satelital en tiempo real actualmente disponibles en el URL indicado arriba son: 4 El HidroEstimador (Hydro-Estimator, H-E), que produce estimaciones basadas en temperaturas de brillo de la ventana IR de los GOES y las modifica utilizando datos de los modelos numéricos del tiempo. El H-E ha sido el algoritmo operativo en NESDIS desde Es producido operativamente (soporte 24/7) sobre los Estados Unidos Contiguos (Contiguous United States, CONUS) y experimentalmente (soporte 8/5) para el resto del mundo. 4 El algoritmo multiespectral de lluvia de GOES (GOES Multispectral Rainfall Algorithm, GMSRA), que utiliza cuatro de las bandas de imágenes del GOES y también utiliza datos de modelos numéricos del tiempo, aunque a un grado menor que el H-E. Se produce a nivel experimental sobre los CONUS. 4 El algoritmo de auto-calibración multivariable de extracción de la precipitación (Self-Calibrating Multivariate Precipitation Retrieval, SCaMPR), que utiliza datos provenientes de múltiples bandas de imágenes del GOES y actualiza su calibración en tiempo real contra intensidades de lluvia de microondas. Ahora se produce a nivel experimental sobre los CONUS. 4 El sistema de pronóstico inmediato (Hydro-Nowcaster) produce pronósticos de lluvia con un tiempo de anticipación de hasta 3 horas con base en intensidades de lluvia del HidroEstimador. 4 La página de validación de productos (Product Validation) ofrece la validación actual y reciente de estimaciones de lluvia satelital de 6 y 24 horas comparadas con pluviómetros y con el campo radar/pluviómetro. El propósito final de las estimaciones de precipitación satelital y de radar es detectar cuándo ocurren lluvias que producen crecidas repentinas para que los pronosticadores puedan emitir alertas con suficiente anticipación para tomar acciones que protejan vidas y propiedades. Los datos satelitales y de radar son invaluables, especialmente en áreas donde los datos de observaciones sobre el terreno son dispersos o están totalmente ausentes. Sin embargo, el mayor éxito en alertas se logra cuando el NWS se puede aliar con grupos y agencias locales que establecen redes de ALERT. Los datos de ALERT generalmente son los más precisos y son usados en tiempo real, pero también retrospectivamente para calibrar los algoritmos satelitales y de radar. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-3

129 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Figura 8.2 SAT de crecidas repentinas de los Estados Unidos Subsistemas de pronóstico La Figura 8.2 ilustra el flujo de información en una típica alianza NWS-Operador de ALERT, en este caso el Distrito de Control de Inundaciones del Condado de Maricopa, Arizona, (Flood Control District Maricopa County, FCDMC). El diagrama muestra que los datos satelitales (SATL), de RADAR y de ALERT fluyen hasta la Oficina de Pronóstico del Tiempo (Weather Forecast Office, WFO) del NWS. Los funcionarios locales (FCDMC) también tienen acceso a información en tiempo real. La Oficina de Pronóstico del Tiempo utiliza la información para producir una Estimación Cuantitativa de Precipitación (ECP), la cual es comparada con la FFG del sistema Predicción y Monitorización de Crecidas Repentinas (Flash Flood Monitoring and Prediction, FFMP) para producir productos que pasan a los funcionarios locales y al público en general. Si la lluvia estimada o proyectada es igual o mayor que la guía de crecidas repentinas para un área, varias opciones de despliegue gráfico ayudan al pronosticador a identificar rápidamente estos sitios por medio de códigos de colores y otros métodos. El pronosticador puede emitir una alerta de crecida repentina para el área propensa a inundación representada en el programa. Las opciones de despliegue gráfico permiten al pronosticador 8-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

130 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas utilizar colores y tablas para resaltar áreas que podrían estarse acercando a los valores de la guía de crecidas repentinas o que podrían estar experimentando lluvias de alta intensidad aunque la acumulación esté por debajo de la guía de crecidas repentinas. Para algunas cuencas, los Índices del Potencial de Crecidas Repentinas pre-calculados (Flash Flood Potential Indices, FFPI), la Guía de Crecidas Repentinas en Malla Mejorada (Enhanced Gridded Flash Flood Guidance, GFFG), la Guía de Crecidas Repentinas Forzada o alguna otra técnica también pueden aplicarse a la toma de decisiones (indicados por FFPI y flechas punteadas en la Figura 8.2). Durante situaciones de rápido desarrollo y de muy corto preaviso, los funcionarios locales supervisan los datos de ALERT y podrían tener que emitir declaraciones directamente al público. La falta de destrezas respecto al sistema de pronóstico dificulta emitir alertas de crecidas repentinas con varias horas de antelación con base en los Pronósticos Cuantitativos de Precipitación (PCP). Sin embargo, las vigilancias de crecidas repentinas productos que dan preaviso a los constituyentes sobre el potencial de una crecida repentina pueden ser emitidas con base en los PCP y luego pueden ser modificadas según sea necesario de acuerdo con la lluvia observada (ECP). En los Estados Unidos, los pronósticos de modelos de predicción numérica del tiempo (PNT) y las estadísticas derivadas de los productos de los modelos numéricos (Model Output Statistics, MOS) para el país son generados en el Centro Nacional de Predicción Ambiental (National Center for Environmental Prediction, NCEP). La información de las PNT y las MOS es proporcionada a los pronosticadores de las WFO locales y también a los pronosticadores nacionales en el Centro de Predicción Hidrometeorológica (Hydrometeorological Prediction Center, HPC) del NCEP. Según la Instrucción (Septiembre 13, 2007) del NWS, el HPC produce los PCP elaborados por los pronosticadores y los PCP probabilísticos (PCPP) para todo tipo de sistema meteorológico, incluyendo sistemas tropicales. Estos productos PCP son usados como guía para los pronosticadores del Centro de Pronósticos Fluviales (River Forecast Center, RFC) y luego de algunas posibles ediciones para considerar las condiciones hidrometeorológicas locales, sirven para alimentar los modelos de pronósticos fluviales. El HPC provee a las Oficinas de Pronóstico del Tiempo (WFO) los PCP de malla, que sirven como punto de partida para producir los PCP para uso a nivel local. El HPC también produce otros productos que asimilan la información hidrometeorológica a escala nacional, incluyendo un producto sobre perspectivas de crecidas y un producto sobre peligros de crecidas repentinas. El PCP del pronosticador local (WFO) puede ser comparado con la guía del FFMP para tener una indicación sobre la probabilidad de una crecida repentina en el área de responsabilidad del pronosticador varias horas antes. El pronosticador puede entonces coordinar con grupos de usuarios de ALERT para asegurar que las redes de observación estén en operación y que se cuente con suficiente personal para encargarse de una situación en evolución. En algunos casos, un aviso de crecida repentina emitido temprano por la mañana puede ser un invaluable preaviso para los amantes de la vida al aire libre quienes más tarde en el día podrían encontrarse en áreas recreativas donde las características del terreno bloquean la recepción radial de las alertas de crecidas repentinas. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-5

131 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Diseminación Según aparece bosquejado en una publicación del Distrito de Control de Inundaciones del Condado de Maricopa, Guidelines for Developing a Comprehensive Flood Warning Program (Lineamientos para Elaborar un Programa Integral de Alerta de Inundaciones; 1997), un exitoso programa de alerta de inundaciones debe incluir coordinación entre agencias de gobierno federales, estatales y locales así como organizaciones del sector privado. Conforme el sistema es utilizado y probado, es vital actualizar y mejorar el plan de alertas para crecidas repentinas para poder mantener un programa efectivo de alertas de crecidas repentinas. Los principales componentes que deben ser atendidos al planificar y operar un programa integral de alerta de inundaciones incluyen: 4 El reconocimiento de la amenaza de una inundación 4 La diseminación de alertas 4 La respuesta a emergencias 4 Otros esfuerzos de respuesta 4 La planificación de instalaciones críticas 4 Los componentes de costos 4 El mantenimiento 4 Permisos y licencias El folleto de 1997 está organizado de acuerdo con los criterios de evaluación crediticia para la Actividad 610, Alerta de Inundaciones, bajo el Sistema de Clasificación Comunitaria (Community Rating System, CRS) del Programa Nacional de Seguros contra Inundaciones, y cubre cada uno de los puntos anteriores en detalle. Por razones de brevedad, estas actividades no aparecen ilustradas en la Figura 8.2, pero son cruciales para el éxito del programa de alertas. Figura 8.3 Países servidos por la CAFFG 8-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

132 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas De manera similar, el FCDMC tiene un catálogo interactivo en línea de productos que pone las siguientes categorías de información a disposición de los constituyentes y de otros: 4 Mapa con ubicación de estaciones ALERT 4 Generador de reportes de datos de sensor único 4 Productos y datos de lluvia 4 Productos y datos de nivel del agua 4 Productos y datos de estaciones meteorológicas 4 Reportes y productos a la medida 4 Publicaciones reportes anuales y por tormenta 4 Archivos de descripción de estaciones 4 Descargo de responsabilidad por productos y datos Figura 8.4 Estructura organizativa de la CAFFG Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-7

133 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Sistema de la Guía de Crecidas Repentinas para Centro América (Central American Flash Flood Guidance, CAFFG) Luego de las inundaciones catastróficas por el Huracán Mitch en 1998 en Centro América, la Agencia Internacional para el Desarrollo de los Estados Unidos (USAID) proporcionó fondos para la reconstrucción de la infraestructura dañada. El Servicio Meteorológico Nacional (National Weather Service, NWS) de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) brindó transferencia tecnológica, capacitación y asistencia técnica a los servicios meteorológicos e hidrológicos de los países más golpeados (Honduras, Nicaragua, El Salvador y Guatemala). La Oficina de Asistencia para Desastres en el Extranjero de la USAID (USAID/ Office of Foreign Disaster Assistance, OFDA) también inició un proyecto complementario en 2000 conocido como la Iniciativa de Mitigación de Centro América (Central America Mitigation Initiative, CAMI), para que el NWS coordinara la implantación de un sistema de alerta temprana para crecidas repentinas en la región. El NWS trabajó junto con el Hydrologic Research Center (HRC), una corporación de investigación, transferencia de tecnología y capacitación sin fines de lucro para beneficio público en San Diego, California, para poner en práctica el sistema de la Guía de Crecidas Repentinas del HRC para la región. El sistema implantado, la Guía de Crecidas Repentinas para Centro América (Central American Flash Flood Guidance, CAFFG), proporciona datos operativos meteorológicos e hidrológicos a siete países centroamericanos (Belice, Costa Rica, El Salvador, Guatemala, Honduras, Figura 8.5 Flujograma programático del sistema de CAFFG 8-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

134 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Figura 8.6 Procesamiento de lluvia en tiempo real en CAFFG Nicaragua y Panamá) con una guía oportuna para que esos SMHN emitan alertas efectivas de crecidas repentinas para pequeñas cuencas hidrográficas. Las características únicas de la CAFFG incluyen: 4 El primer sistema regional de guía de crecidas repentinas del mundo diseminación operacional de productos tanto de pequeña escala como regionales para todos los países de Centro América 4 Operación en tiempo real totalmente automatizada la adquisición de datos, asimilación, control de calidad, procesamiento de modelos, publicación de resultados y manejo de datos está totalmente automatizada 4 Un centro regional en el Instituto Meteorológico Nacional en San José, Costa Rica, para la adquisición, normalización y archivo centralizado de una variedad de productos en tiempo real en toda la región 4 Todos los productos son diseminados a cada país por medio de la internet, lo cual significa que los países sólo adquieren y mantienen una PC y una conexión a internet Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-9

135 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Observaciones de datos terrestres La CAFFG entró en operación en agosto de El sistema de alerta de crecidas repentinas utiliza el producto del HidroEstimador de NOAA/NESDIS para estimar la precipitación. La guía de crecidas repentinas, que es la lluvia requerida para producir una crecida repentina, se calcula cada seis horas para cuencas de ríos de 100 km2 a 300 km2. Un modelo hidrológico de base física es corrido cada seis horas para simular la humedad del suelo para la región y para determinar la guía de crecidas repentinas. Los productos gráficos y de texto de lluvia, de humedad del suelo, guía de crecidas repentinas y de amenaza de crecidas repentinas son creados y reportados en internet para ser accedidos por los SMHN para su análisis y diseminación a agencias de preparación para desastres en los siete países centroamericanos. Subsistema de pronóstico La Figura 8.5 muestra un flujograma programático para el subsistema de CAFFG. La CAFFG está diseñada para considerar las bases de datos espaciales digitales globales existentes para Centro América y también las bases de datos de percepción remota en tiempo real de temperatura y precipitación in situ. El flujograma ilustra el flujo de la información a través de los modelos del sistema que van desde los datos hidrometeorológicos de entrada hasta el cálculo Figura 8.7 Datos de elevación, arroyos y bordes de cuencas hidrográficas para CAFFG 8-10 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

136 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas de la guía de crecidas repentinas. Los datos de lluvia en tiempo real pasan por un modelo de control de calidad, según se muestra en la Figura 8.6, el cual identifica datos con valores imposibles y hace ajustes por sesgo a los datos de percepción remota con base en información diaria y en tiempo real de pluviómetros in situ. El resultado de este modelo es un producto fusionado de lluvia horaria, estimado como un valor de lluvia media areal en las pequeñas cuencas hidrográficas que cubren la región centroamericana (áreas de km 2 ). Un procesador de ET potencial utiliza información sobre clima y temperatura diaria en la evapotranspiración (ET) para brindar datos de entrada de la ET potencial Figura 8.8 Ejemplo de mapas de propiedades del suelo para CAFFG diaria al modelo de humedad del suelo. El modelo de humedad del suelo funciona en corridas cada 6 horas y determina las condiciones de humedad del suelo en tiempo real para permitir la estimación de abstracciones de lluvia (como la ET actual y el flujo de aguas subterráneas profundas) y el volumen de la escorrentía superficial. Las bases paramétricas de datos para este modelo son computadas a partir de datos espaciales digitales del terreno con una resolución de 1 kilómetro (terreno, TERRAIN), ríos de bases de datos globales (ríos, STREAMS), datos de uso de suelos y cobertura terrestre (land use and land-cover, LULC) y textura de suelos (suelos, SOILS). El umbral de escorrentía es computado con base en la teoría geomorfológica tomando en cuenta las características de la cuenca hidrográfica y del suelo. Las estimaciones del umbral de escorrentía y de déficits de humedad del suelo son usadas en el modelo de la guía de crecidas repentinas para producir el volumen de lluvias de una duración dada necesario para iniciar una inundación (cauce lleno) en pequeñas cuencas hidrográficas, o sea la FFG. El umbral de escorrentía es definido como el volumen de lluvia efectiva de una duración dada sobre la cuenca hidrográfica de un pequeño arroyo apenas suficiente para causar un caudal de cauce lleno a la salida de la cuenca. El término efectiva se utiliza para indicar el volumen de lluvia que permanece después de abstracciones de evapotranspiración y percolación profunda y que aparece como escorrentía superficial a lo largo de la red de arroyos. El umbral de escorrentía brinda una estimación del potencial de una escorrentía superficial excesiva en pequeñas cuencas bajo condiciones de saturación de suelos o de superficies terrestres impermeables. Se computa por medio de la teoría geomorfológica y con el uso de datos digitales globales de elevación del terreno, suelos y uso de la tierra/cobertura terrestre (1 km de resolución) junto con datos fluviales regionales. Dadas las bases de datos espaciales en CAFFG, el umbral de escorrentía es Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-11

137 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas producido para pequeñas cuencas hidrográficas en el orden de km 2. Datos espaciales Los datos de elevación digital con resolución de 30 arco-segundos (aproximadamente 1 kilómetro) para la región de Centro América son obtenidos de la base de datos GTOPO30 (una base de datos global de dominio público) del Servicio Geológico de los Estados Unidos (United States Geological Survey). Los datos son utilizados para delinear redes de arroyos y bordes de cuencas hidrográficas por medio del procesamiento de SIG. Los datos de elevación aparecen en la Figura 8.7 para regiones de Honduras, El Salvador y Nicaragua, donde las líneas negras representan las redes de arroyos delineadas y las formas poligonales azules representan los bordes de las cuencas hidrográficas. Figura 8.9 Possible dissemination paths to CAFFG response agencies Las características hidrográficas digitales (incluyendo ubicación de arroyos, lagos y embalses) también pueden conseguirse por medio del Mapa Digital del Mundo (Digital Chart of the World, DCW). Los datos son útiles para verificar el procesamiento de la delineación de SIG. Un conjunto global de datos sobre cobertura terrestre con una resolución de 1 kilómetro, disponible al público a través de la Global Land Cover Facility de la Universidad de Maryland, también se utiliza. Las principales coberturas terrestres de la región son tierras arboladas o pastizales boscosos (a lo largo de las porciones occidentales de la región), bosques de hoja perenne (principalmente a lo largo de las porciones orientales de la región) y una gran región de bosques caducifolios en las regiones al norte de Guatemala. La caracterización de la cobertura terrestre es necesaria al analizar la humedad del suelo para ayudar en la estimación de la evapotranspiración. La Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) ha producido una base de datos digital de Figura 8.10 Región de Piamonte de Italia 8-12 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

138 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas suelos y propiedades de los terrenos. Los datos fueron obtenidos para la región centroamericana, los cuales incluyeron bases de datos geoespaciales y relacionales para características de suelos y terrenos. Las características del suelo podrían estar relacionadas con las clasificaciones de la textura del suelo y podrían ser usadas para subsiguientemente obtener propiedades hidráulicas derivadas y sus variaciones en toda la región. La variación de la conductividad hidráulica (facilidad con la cual puede movilizarse el agua a través de espacios porosos o fracturas) es importante, con grandes regiones de conductividad hidráulica baja (< m/h) y áreas específicas con una conductividad hidráulica relativamente alta (> 0.03 m/h). La Figura 8.8 muestra un ejemplo de un mapa de capacidad de campo del suelo. Hardware del sistema CAFFG El sistema CAFFG está compuesto por dos servidores instalados en el Instituto Meteorológico Nacional (IMN) en San José, Costa Rica. 4 Un servidor de procesamiento de CAFFG (CAFFG Processing Server, CPS) Red Hat Enterprise Linux WS v4.5 Recopila y estandariza numerosos productos de datos en tiempo real, evoca varios modelos para producir la FFG y publica salidas en el servidor de diseminación (CDS) 4 Un servidor de diseminación de CAFFG (CAFFG Dissemination Server, CDS) Red Hat Enterprise Linux WS v4.5 Figura 8.11 Tres niveles de peligro hidrológico para los principales ríos de Piamonte Brinda acceso a varios productos de datos nacionales para todos los Servicios Meteorológicos e Hidrológicos Nacionales (SMHN) que participan en CAFFG mediante un acceso seguro y restringido por login a internet y a SCP (transferencia segura y cifrada de datos) El CDS está diseñado solamente para fines de diseminación La interfaz gráfica del usuario (Graphic User Interface, GUI) facilita que el usuario revise los productos de datos disponibles y agiliza la adquisición remota de datos, incluyendo datos nacionales, productos de datos regionales, recursos estáticos de ArcView y recursos de observación del sistema. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-13

139 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Diseminación Los productos del sistema CAFFG son desarrollados en el centro regional en Costa Rica y son diseminados a los servicios meteorológicos e hidrológicos nacionales (SMHN) y agencias de respuesta, según proceda. Las trayectorias de diseminación de productos del sistema, actualizados cada hora (productos de precipitación) o cada 6 horas (productos restantes), aparecen ilustradas en la Figura 8.9. Existen varios niveles de detalle según sea apropiado para las agencias usuarias. Amplia capacitación para usuarios acerca del sistema CAFFG se encuentra en línea en: Italia: sistema hidrometeorológico ALERT y de pronóstico de inundaciones en tiempo real de la región de Piamonte Piamonte es la segunda más grande de las veinte regiones de Italia (Fig. 8.10). El Río Po, con cabeceras en los Alpes en el oeste de la región, es el río más grande de Italia. La parte alta del Po consiste de muchos afluentes de respuesta rápida mientras que la parte media del Po es moderadamente plana y tiene un tiempo de respuesta de inundación mucho más prolongado (Rabuffetti y Barbero, 2003). La Autoridad del Río Po, un grupo inter-agencial gubernamental, estableció un plan estratégico para operar un SAT para inundaciones/crecidas repentinas/deslaves para Piamonte. Las autoridades crearon un mapa de riesgo relativo de inundaciones dentro de la planicie que incorpora la topografía y el uso de suelos. La idea era identificar aquellas cuencas hidrológicas que eran vulnerables a inundaciones, crecidas repentinas y deslaves y asignarles una categoría de riesgo relativo. La Figura 8.11 muestra los 3 niveles de posibles peligros hidrológicos a lo largo Figura 8.12 Áreas homogéneas de pronóstico en el Sistema de Alerta de Piamonte 8-14 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

140 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas del río. El área C muestra las llanuras de inundación de 500 años. Adentro, el área B indica la llanura de inundación de 200 años y toma en cuenta diques y embalses. El área A incluye el caudal principal y áreas sujetas a pequeñas inundaciones frecuentes. En el área A no se permite ninguna construcción. Dentro del área B, se permiten actividades humanas solamente de acuerdo con los objetivos definidos del área. El área C es tierra en la cual habita y construye la gente. La región está caracterizada por numerosos diques pero el plan se centra en mejorar la seguridad a través de actividades no estructurales tales como códigos de zonificación/ construcción, planes de preparación y un sistema de alerta. Registros que datan de 1800 muestran que la región se inunda de manera importante ya sea con crecidas repentinas o con inundaciones de ríos en tierras bajas aproximadamente cada dos años, generalmente en primavera o en otoño. Reconociendo los riesgos que representan estas inundaciones, la Autoridad del Río Po estableció un equipo inter-agencial de pronóstico de inundaciones y un sistema de alerta temprana (SAT). Subsistema de pronóstico Formada en 1978, la Administración del Servicio Preventivo Regional Técnico estableció un centro de operaciones 24/7, la Sala de Situación de Riesgos Naturales (SSRN), a la cual se encomendó pronosticar inundaciones peligrosas en la región. En el centro, equipos de expertos trabajan en grupos operativos dedicados a la geología, hidrología y nieve para estudiar el potencial de inundaciones y actuar con base en algún riesgo pronosticado. La SSRN produce un reporte diario de la situación meteorológica observada y esperada, prestando atención en WMO Figura 8.13 Estructura del grupo de pronóstico hidrometeorológico de Piamonte Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-15

141 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas particular al pronóstico de la precipitación. Estas evaluaciones son entonces distribuidas a agencias cuya tarea es proteger y alertar al público. Las comunidades individuales participan realizando las siguientes acciones: 4 Crear un plan local de emergencia por inundaciones 4 Estudiar las dinámicas locales de inundaciones y de laderas de colinas. Estos estudios locales mejoran la respuesta y el pronóstico de inundaciones peligrosas y son remitidos a nivel nacional y regional para su evaluación y síntesis 4 Ejecutar la respuesta a emergencias planificada durante inundaciones usando voluntarios e intercambiando actualizaciones y asesoría con las autoridades nacionales y regionales Las fases del SAT inspección, alerta, alarma y emergencia son activadas sucesivamente cuando las condiciones lo ameritan. Esas condiciones incluyen mayores inundaciones fluviales, crecidas repentinas y pequeños deslaves en cuencas de captación en las montañas. Cada evaluación está codificada por riesgo: 1 para ningún peligro, 2 para bajo peligro y 3 para alto peligro. Funcionarios escogen entre las categorías 2 y 3 con base en la superficie terrestre potencialmente afectada y el número esperado de inundaciones. Este esquema formal ayuda a reducir la subjetividad. Para ejecutar este proceso, el SMHN y los centros de pronóstico regionales continuamente Inspeccionan las condiciones. Cuando declaran una alerta, se activan los centros de operación locales pero ningún producto es reenviado al público en general. Una vez que ha iniciado la Figura 8.14 Diagrama del Sistema FloodWatch de Piamonte WMO 8-16 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

142 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas inundación y se juzga que es inminentemente peligrosa, una alarma es transmitida al público. Como este sistema mantiene las alertas de nivel medio restringidas a las autoridades locales y solo alerta al público cuando es casi seguro que ocurrirá un evento peligroso, minimiza las falsas alarmas al público. El sistema de alerta de Piamonte evalúa y emite alertas para las siguientes situaciones: 4 Riesgo de inundación debido a lluvias intensas prolongadas en grandes llanuras de inundación (área >400km 2 ) poniendo en peligro a pueblos e infraestructura en los valles de los ríos y en tierras bajas 4 Riesgo local de inundación hidrogeológica debido a tormentas intensas y de corta duración sobre pequeñas áreas (área <400 km 2 ), es decir, crecidas repentinas, pequeños deslaves y fallas en los sistemas de drenaje en ciudades y suburbios 4 Cierres de caminos y otras dificultades para el transporte debido a fuertes tormentas de nieve El sistema de alerta divide Piamonte en áreas o cuencas de drenaje que tienen propiedades y patrones de lluvia y de inundación similares. El sistema también abarca consideraciones prácticas relacionadas con el manejo de emergencias y límites políticos y es, por lo tanto, un compromiso entre factores ambientales y humanos. La Figura 8.12 ilustra estas áreas homogéneas. La estructura operativa de la SSRN La SSRN es un centro de operaciones 24/7 con dos principales tareas: (1) inspección hidrometeorológica, por medio de la cual los técnicos se aseguran que el sistema esté en operación y reportando datos continuamente y (2) pronosticación por meteorólogos, hidrólogos, geólogos y científicos en nieve acerca de eventos hidrometeorológicos. Este cuadro de expertos emite boletines de pronóstico y de alerta y trabaja para verificar y mejorar el sistema de pronóstico y de alerta. Los siguientes sistemas de información están en uso en la SSRN: 4 Una red automática de observación para vigilancia meteorológica e hidrométrica 4 Radar meteorológico (actualmente existen dos) 4 Sondeos automáticos de la atmósfera superior, realizados dos veces por día 4 Modelado numérico para el pronóstico meteorológico a escala global y local 4 Modelado numérico para el pronóstico de inundaciones en la red principal de ríos El grupo de meteorología de la SSRN produce diariamente un pronóstico cuantitativo de precipitación de 48 horas (PCP) y un pronóstico de temperatura para cada una de las 11 áreas de alerta regionales mostradas en la Figura Esto permite a los hidrólogos y geólogos evaluar los efectos esperados de la situación meteorológica. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-17

143 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Figura 8.15 Ubicación de Valle de Aburrá, Colombia NOAA Existen dos diferentes métodos para evaluar el nivel de riesgo (según se ilustra en la Figura 8.13). El primero implica comparar el PCP con umbrales de lluvia predefinidos (guía de crecidas repentinas) derivados de estudios y simulaciones de modelos numéricos de eventos pasados (actividades fuera de línea). El segundo utiliza simulaciones numéricas en tiempo real (procedimientos en línea). 4 El modo de pronóstico usa pronósticos cuantitativos de precipitación, está vinculado al módulo de hidrología y permite generar alertas muy tempranas. Puesto que el PCP incluye una importante incertidumbre, los meteorólogos solamente lo utilizan cualitativamente para pronósticos de largo plazo (1-2 días). Este sistema genera falsas alarmas frecuentes pero como en la mayoría de los casos son solo compartidas con las autoridades locales, el público llega a ver muy pocas. 4 El modo de manejo usa el módulo hidrodinámico y las observaciones hidrometeorológicas en tiempo real según se ilustra en la Figura El sistema produce pronósticos razonablemente hábiles de caudal máximo y tiempos de arribo para el corto plazo (6-12 horas) y puede ser utilizado de manera cuantitativa. Los funcionarios de atención de emergencias han encontrado muy útil esta información en tiempo real. Pero estas alertas de corto plazo son más eficaces cuando son precedidas por un preaviso de rango medio a las autoridades locales Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

144 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Las simulaciones en tiempo real son realizadas por medio de FloodWatch, un sistema de apoyo a decisiones para el pronóstico de caudales en tiempo real. FloodWatch combina una base de datos avanzada con el sistema de pronóstico en tiempo real y modelado hidrológico e hidrodinámico MIKE 11 (DHI, 2006) del Instituto Hidráulico Danés (Danish Hydraulic Institute, DHI), todo empacado en el ambiente SIG de ArcView. Esta combinación es una herramienta muy poderosa para el pronóstico de caudales y alertas de inundaciones en tiempo real. FloodWatch puede funcionar automáticamente con un programador de tareas incorporado o puede ser operado manualmente por un técnico. La Figura 8.14 bosqueja el flujo de datos del sistema. Diseminación FloodWatch genera varios productos de salida. Las pantallas gráficas de ArcView automáticamente muestran y actualizan estados en tiempo real y condiciones de pronóstico. El sistema también genera productos de texto y gráficos de caudales y niveles de agua observados y pronosticados. El sistema FloodWatch brinda pronósticos de caudal y de nivel de río para toda la red fluvial. Los hidrólogos validan los pronósticos estudiando 40 secciones transversales de los principales ríos. Luego son salvados en formato HTML para mostrarlos de inmediato en el sitio de intranet auspiciado por RUPAR (Red Única Para Autoridades Públicas Regionales). Estos productos nunca son vistos por el público. Figura 8.16 Diagrama general del AVNHEWS Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-19

145 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Finalmente, un equipo de expertos produce boletines informativos de pronóstico en formato de texto relacionados con el riesgo del peligro hidrológico esperado (A, B o C) y el correspondiente nivel de peligro (1, 2 o 3) para cada zona de alerta. Una vez terminado el evento, datos reales de la inundación son agregados a una base de datos cuando se reportan daños por inundaciones y/o deslaves activados por lluvia. Así, los desarrolladores pueden ver si los umbrales de lluvia y de nivel de agua utilizados en el sistema de alerta estuvieron acertados o si requieren ajuste y mejora del modelo de pronóstico de inundaciones. Recientes avances utilizando un modelo hidrológico distribuido han mostrado que incluso con importantes errores en el pronóstico cuantitativo de caudal (quantitative discharge forecast, QDF), muchos escenarios de inundación aún pueden ser pronosticados de manera categórica (Rabuffetti y otros, 2009). Según indicaron Rabuffetti y Barbero (2004), el sistema de alerta de Piamonte puede ser aplicado a otras áreas con una alta incidencia de crecidas repentinas. No obstante, el éxito del sistema depende de la idoneidad de los datos de observaciones, la capacidad de los sistemas de tecnologías de la información y de los sistemas de comunicaciones y el grado de cooperación interdisciplinaria. Sistema de alerta temprana de peligros naturales del Valle de Aburrá (Colombia): un ejemplo del diseño de un SAT de abajo hacia arriba En 2008, NOAA fue invitada por un consorcio de agencias gubernamentales en Colombia para diseñar un sistema de alerta temprana que ayudara a reducir el impacto de las crecidas repentinas en Medellín y otros nueve municipios vecinos en el Valle de Aburrá de los Andes colombianos. El Sistema de Alerta Temprana de Peligros Naturales del Valle de Aburrá (Aburrá Valley Natural Hazard Early Warning System, AVNHEWS) de NOAA (2009) fue diseñado utilizando un enfoque basado en sistemas. La ingeniería de sistemas es un proceso de diseño y construcción iterativo por misión que desglosa un sistema complejo único (por ej., AVNHEWS) en una serie de subsistemas más sencillos que pueden ser diseñados y desarrollados de manera relativamente independiente teniendo en mente una posterior integración de sistemas. Una vez en operación, el Sistema de Alerta Temprana de Peligros Naturales del Valle de Aburrá (AVNHEWS) integrará la infraestructura actual de atención de desastres con infraestructura nueva para crear un sistema de alerta temprana de extremo a extremo que (1) reducirá la pérdida de vidas y el sufrimiento causado por inundaciones, crecidas repentinas y flujo de escombros dentro del Valle de Aburrá, (2) mejorará las prácticas de manejo de embalses en las cuencas que rodean el Valle de Aburrá y (3) mejorará el pronóstico meteorológico local. El AVNHEWS también fortalecerá la capacidad nacional en cuanto a la estimación de lluvias y la predicción de crecidas repentinas en toda Colombia Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

146 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Según se ilustra en el diagrama General del Sistema AVNHEWS (Figura 8.16), existen muchos subsistemas que funcionarán en combinación para lograr esta misión: 4 El subsistema de mediciones superficiales aprovechará principalmente los sensores de lluvia, caudal y otros ya instalados en la región para crear un flujo de datos en tiempo real de mediciones de superficie con los cuales calibrar las estimaciones de lluvia de radar y basadas en satélite y mejorar los modelos de pronóstico. 4 El subsistema de radares meteorológicos involucrará al menos una estación meteorológica de radar para producir estimaciones de lluvia de alta resolución sobre y alrededor del Valle de Aburrá. También pueden utilizarse radares adicionales de vigilancia (o de llenado de vacíos) si se requiere mejor cobertura. 4 El subsistema del hidroestimador utilizará las capacidades existentes de observación meteorológica a meso-escala del IDEAM (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales), tales como la recepción de imágenes satelitales de GOES, para producir estimaciones de lluvia en tiempo real a nivel nacional. 4 El subsistema de pronóstico de crecidas repentinas producirá índices en tiempo real de peligros de crecidas repentinas a alta resolución espacial para el Valle de Aburrá y a baja resolución espacial para toda Colombia. El subsistema también producirá una Estimación Cuantitativa de Precipitación en Malla derivada de radar y de satélite, corregida por sesgo, en tiempo real para ser usada por otros subsistemas. 4 El subsistema de pronóstico hidrológico analizará los peligros de inundaciones en el Valle de Aburrá y permitirá que los operadores de los embalses manejen la generación hidroeléctrica y los peligros de inundación en las cuencas adyacentes. 4 El subsistema de manejo de información (indicado por flechas rojas en la Figura 8.16) alimentará, almacenará y divulgará los subsistemas anteriores de datos a los subsistemas de pronóstico, permitiendo que el personal de AVNHEWS distribuya información significativa al personal de primera respuesta y al público en general. 4 El subsistema de centro de operaciones (el gran subsistema que contiene los subsistemas de Pronóstico Meteorológico y de Pronóstico Hidrológico) albergará al personal y al equipo relacionado con el proceso de sensibilización, pronóstico y alerta de AVNHEWS. El Centro de Operaciones coordinará con otros interesados incluyendo el personal de primera respuesta, los medios de comunicación y el público en general de acuerdo con el Concepto de Operaciones de AVNHEWS (ver Capítulo 9). Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-21

147 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Entender las capacidades existentes Uno de los primeros pasos al diseñar un SAT es evaluar las capacidades (e infraestructura) existentes que pudieran ser empleadas por el SAT y qué vacíos deben ser llenados con nuevas capacidades e infraestructura. Cada sistema de alerta temprana (SAT) es único y necesita ser adaptado a las condiciones locales sin embargo, cada SAT debe contener cuatro componentes básicos para ser efectivo. Como indica la Figura 1.3 en el Capítulo 1, los cuatro componentes esenciales de un efectivo sistema de alerta temprana son: 1. Sensibilización evaluación sistemática de peligros y vulnerabilidades y representación cartográfica de sus patrones y tendencias 2. Pronóstico pronóstico preciso y oportuno de peligros utilizando tecnologías y métodos científicos y fiables 3. Alerta comunicación clara y oportuna de alertas a todos aquellos en riesgo 4. Acción conocimiento y capacidades nacionales y locales para actuar de manera correcta cuando se comunican alertas Observaciones de datos terrestres En el caso del Valle de Aburrá, buena parte de la capacidad requerida para los componentes anteriores ya existía. La categoría más débil de la infraestructura existente de manejo de desastres se relaciona con los pronósticos. No existe capacidad apreciable para predecir eventos hidrometeorológicos en o cerca del Valle de Aburrá. Este fue el vacío crítico para ejecutar un SAT efectivo. Esto no significa que no exista una infraestructura de pronósticos hidrometeorológicos de hecho el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) de Colombia opera una red sinóptica de superficie de 28 estaciones, 7 de las cuales funcionan 24/7. Además de varias estaciones en altura, el IDEAM también opera aproximadamente 250 pluviómetros automatizados y una estación de satélite GOES en sus oficinas centrales en Bogotá. Para el pronóstico meteorológico operativo breve, los meteorólogos actualmente usan los productos de salida del modelo Sistema de Pronóstico Global (Global Forecasting System, GFS) de la NOAA; estos son luego comparados con el modelo a meso-escala MM5 del IDEAM para producir pronósticos (hasta de tres días) para las principales ciudades y para las cuatro principales regiones geográficas de Colombia. Las dos generadoras hidroeléctricas regionales, Empresas Públicas de Medellín (EPM) y la compañía eléctrica en Antioquia (ISAGEN), conducen operaciones de pronóstico hidrológico basado en pluviómetros en toda la región y también emplean modelos a meso-escala para mejorar sus pronósticos de lluvias de corto plazo. Instituciones de investigación locales tales como la Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) también contribuyen corriendo modelos de pronóstico meteorológico a meso-escala incluyendo el MM5 y el WRF Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

148 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Sin estimaciones de precipitación basadas en radares y satélites y sin modelos hidrometeorológicos asociados, la misión del AVNHEWS sería inalcanzable. La Figura 8.16 ilustra que el AVNHEWS fue diseñado para ser capaz de crecer temáticamente y respaldar aplicaciones más allá del pronóstico hidrológico, de crecidas repentinas y de flujos de escombros. Por ejemplo, Red Aire y Red Río podrían utilizar el AVNHEWS para emitir alertas de salud pública cuando Medellín experimente algún nivel inseguro de contaminación del aire o del agua. El pronóstico de flujos de escombros podría ser ampliado para incluir otras formas de movimiento de masas, incluyendo deslaves. Vale la pena señalar que el AVNHEWS está abierto a cualquier tipo de dato que pudiera estar disponible. Incluso las observaciones humanas derivadas de datos de cámaras de tránsito, reportes de emergencias y observaciones visuales podrían ser integradas para mejorar la sensibilización de los pronosticadores del AVNHEWS sobre cualquier situación. El AVNHEWS fue diseñado para ser escalable geográfica y temáticamente. Esto permitirá que se conecte a otros sistemas de alerta temprana conforme éstos sean establecidos en toda la región en el futuro. Con el tiempo, la colaboración entre centros de pronóstico mejorará la calidad de sus productos y servicios. El Subsistema de Pronóstico de Crecidas Repentinas del AVNHEWS, por ejemplo, brindará el análisis basado en radar de las amenazas de crecidas repentinas específicamente para el Valle de Aburrá, así como análisis basados en satélites para toda Colombia. Así, al ampliarse la red doméstica de radares meteorológicos, igual sucederá con la calidad de sus pronósticos de crecidas repentinas (puesto que los radares ofrecen mejor resolución espacial y temporal que los satélites). Figura 8.17 Representación idealizada del sistema de distribución de alertas del Valle de Aburrá Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-23

149 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Subsistema de pronósticos El principal propósito del Subsistema de Pronóstico de Crecidas Repentinas (Flash Flood Forecasting Subsystem, FFFSS) del AVNHEWS es brindar una guía en tiempo real sobre el potencial de (a) una crecida repentina de pequeña escala en el Valle de Aburrá y (b) una crecida repentina de gran escala en todo el país de Colombia. El subsistema fue diseñado para responder a la meta del AVNHEWS de reducir el sufrimiento y la pérdida de vidas y de propiedad por la devastación causada por las crecidas repentinas. Los productos del FFFSS serán puestos a disposición de los usuarios como una herramienta de diagnóstico para analizar eventos de tipo meteorológico que puedan iniciar crecidas repentinas (tales como lluvias intensas o lluvia sobre suelos saturados) y luego realizar una rápida evaluación del potencial de una crecida repentina en un sitio. El subsistema está diseñado para permitir agregar las experiencias con condiciones locales, incorporar otros datos e información (tal como el resultado de la predicción numérica del tiempo) y cualquier observación local de último minuto (tales como datos de mediciones no tradicionales) para evaluar la amenaza de una crecida repentina local. Las evaluaciones de la amenaza de crecidas repentinas serán realizadas en escalas de tiempo de una a seis horas para cuencas de km 2 de tamaño en el Valle de Aburrá hasta de km 2 de tamaño en el resto de Colombia. Las estimaciones de precipitación de satélite y de radar serán usadas junto con datos disponibles de mediciones locales y regionales de precipitación in situ para obtener estimaciones corregidas por sesgo del volumen actual de lluvia sobre la región. Estos datos de precipitación también serán usados para actualizar las estimaciones de humedad a través de un modelo de humedad del suelo en el subsistema. Una parte integral del subsistema es el componente del Subsistema de Información. Este subsistema fue diseñado para ser integrado por completo en el diseño general del AVNHEWS y dependiente de la disponibilidad de datos (incluyendo tipos, cantidad, calidad y latencia) provenientes del AVNHEWS. Sin embargo, el procesamiento de datos dentro del subsistema fue optimizado para: 4 Facilitar la adquisición, alimentación, procesamiento, modelado, exportación de productos y publicación de datos de manera completamente automatizada 4 Establecer programas estratégicos de adquisición de datos para optimizar la disponibilidad de datos durante el procesamiento de modelos del subsistema 4 Establecer programas estratégicos de procesamiento para agilizar la disponibilidad de resultados del subsistema usando cargas de procesamiento sostenibles Este enfoque, junto con un concepto de operaciones cuidadosamente creado (ver Capítulo 9), debería asegurar que la información y los datos apropiados sean puestos a disposición de los usuarios de manera oportuna para desarrollar alertas de crecidas repentinas Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

150 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Diseminación El FFFSS será implantado como dos aplicaciones una para el Valle de Aburrá y una para el resto de Colombia. Ambas aplicaciones usarán lluvias observadas en tiempo real provenientes de diferentes fuentes y tendrán diferentes resoluciones de resultados. El subsistema pretende facultar a los usuarios dentro del Valle de Aburrá y del resto de Colombia con datos observados fácilmente disponibles así como productos y otra información para producir alertas de crecidas repentinas en pequeñas cuencas propensas a crecidas repentinas. En el contexto de este diseño, una crecida repentina es un evento de inundación de pequeña escala que ocurre en un período corto (tiempo de respuesta de 6 horas o menos) luego del inicio de la lluvia en la cuenca. El FFFSS producirá dos productos primarios que podrán ser usados para elaborar advertencias o alertas de crecidas repentinas la guía de crecidas repentinas y la amenaza de una crecida repentina. Estas se definen así: LA GUÍA DE CRECIDAS REPENTINAS ES LA CANTIDAD DE LLUVIA DE UNA DURACIÓN DADA SOBRE UNA PEQUEÑA CUENCA NECESARIA PARA CREAR CONDICIONES DE INUNDACIÓN MENOR (DE CAUCE LLENO) A LA SALIDA DE LA CUENCA. PARA LA OCURRENCIA DE UNA CRECIDA REPENTINA, LAS DURACIONES DE HASTA SEIS HORAS SON EVALUADAS Y LAS ÁREAS DE LAS CUENCAS SON DE TAL TAMAÑO QUE PERMITEN ESTIMACIONES DE PRECIPITACIÓN RAZONABLEMENTE PRECISAS PROVENIENTES DE DATOS DE PERCEPCIÓN REMOTA Y DE DATOS IN-SITU. LA GUÍA DE CRECIDAS REPENTINAS, ENTONCES, ES UN ÍNDICE QUE INDICA CUÁNTA LLUVIA SE NECESITA PARA CAUSAR UNA INUNDACIÓN MÍNIMA EN UNA CUENCA. LA AMENAZA DE CRECIDAS REPENTINAS ES LA CANTIDAD DE LLUVIA DE UNA DURACIÓN DADA EN EXCESO DEL CORRESPONDIENTE VALOR DE LA GUÍA DE CRECIDAS REPENTINAS. LA AMENAZA DE CRECIDAS REPENTINAS ENTONCES ES UN ÍNDICE QUE DA UNA INDICACIÓN DE ÁREAS DONDE UNA INUNDACIÓN ES INMINENTE O ESTÁ OCURRIENDO Y DONDE ACCIÓN INMEDIATA ES O PRONTO SERÁ REQUERIDA. Una vez emitida una advertencia o una alerta por parte del IDEAM, existen cuatro usuarios con prioridad: 4 Dirección Nacional de Prevención y Atención de Desastres (DPAD) 4 Defensa Civil 4 Cruz Roja 4 Presidente de Colombia Parte del sistema de distribución de alertas se muestra en la Figura La DPAD está conectada a 32 Comités Regionales de Prevención y Atención de Desastres llamados CREPAD. A la misma vez, los CREPAD coordinan alertas con Comités Locales de Prevención y Atención de Desastres, llamados CLOPAD. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-25

151 Cosas importantes a recordar sobre sistemas de alerta temprana integrales para crecidas repentinas 4 Uno de los primeros pasos al diseñar un SAT es evaluar la capacidad existente (e infraestructura) que pudiera ser empleada por el SAT y cuáles vacíos deben ser llenados por nuevas capacidades e infraestructura. 4 La falta de destrezas en pronóstico dificulta mucho emitir alertas de crecidas repentinas con varias horas de anticipación con base en pronósticos cuantitativos de precipitación (PCP). Sin embargo, los avisos de crecidas repentinas pueden ser emitidos con base en los PCP y luego ser modificados según sea necesario con base en la lluvia observada (ECP). 4 El sistema FFEWS de los Estados Unidos emplea alianzas entre el SMHN (NCEP), centros de pronóstico de área y oficiales locales de atención a emergencias e inundaciones. 4 El sistema CAFFG brinda a los SMHN en siete países centroamericanos una guía centralizada oportuna para emitir alertas efectivas de crecidas repentinas para pequeñas cuencas en el área de responsabilidad de cada país. 4 El sistema de Piamonte (Italia) está diseñado alrededor de una sala de situación donde cada día del año expertos de diversos sectores, organizados en equipos operativos específicos (geología, meteorología, hidrología y nieve) analizan los eventos en curso y deciden cuáles acciones, si alguna, se requieren. 4 El Sistema de Alerta Temprana de Peligros Naturales del Valle de Aburrá (Aburrá Valley Natural Hazard Early Warning System, AVNHEWS) está siendo desarrollado desde la perspectiva de la ingeniería de sistemas. Eso es, un proceso de diseño y construcción iterativo por misión que desglosa un sistema complejo individual en una serie de subsistemas más simples.

152 Capítulo 8: Ejemplos de Sistemas de Alerta Temprana (SAT) integrales para crecidas repentinas Referencias DHI: FLOODWATCH, 2006: User Guide and Reference Manual, DHI Water & Environment, Horsholm, Denmark. Eisner, H. 2002: Essentials of Project and Systems Engineering Management, Wiley and Sons, 429pp Federal Emergency Management Agency, National Flood Insurance Program Community Rating System Coordinator s Manual, June Flood Control District Maricopa County (1997): Guidelines for Developing a Comprehensive Flood Warning Plan, 34 pp. available at: Flood Control District Maricopa County (2008): ALERT System On-line Interactive Product Catalog, 25 pp. available at: NOAA 2009: Design of the Aburrá Valley Natural Hazard Early Warning System (AVNHEWS- A plan to implement a state of the art Flash Flood Warning System in the Abrurra Valley, Colombia, March Rabuffetti, D., G. Ravazzani, and S. Barbero, and M. Mancini 2009: Operational floodforecasting in the Piemonte region development and verification of a fully distributed physically-oriented hydrological model. Adv. Geosci., 17, net/17/111/2009/ Rabuffetti, D. and S. Barbero 2004: The Piemonte Region Meteohydrological Alert Procedure and the Real Time Flood Forecasting System. Associated Programme on Flood Management, WMO, Rabuffetti, D., and S. Barbero 2003: Integrated Flood Management Case Study: Italy: Piemonte Region Meteo-hydrological ALERT and Real-Time Flood Forecasting System, WMO/GWP Associated Programme on Flood Management (APFM). 12pp USDOC NOAA NWS Instruction (2007): Hydrologic Services Program Management, 10pp. available at: Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 8-27

153 Capítulo 9 Desarrollo de un concepto de operaciones Qué contiene este capítulo? En este último capítulo, exploramos el desarrollo de un Concepto de Operaciones (ConOps) para un sistema de alerta temprana (SAT) de crecida repentina. Los SAT de crecidas repentinas son sistemas complejos y por eso este capítulo explica el propósito de un ConOps dentro del contexto del proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas. Luego enumera los elementos principales de cualquier ConOps de un SAT de crecida repentina. Concluye con una orientación general para evitar errores comunes en el desarrollo de un ConOps y una lista de verificación que enlaza cada uno de los capítulos anteriores con el proceso de desarrollar un ConOps de SAT de crecida repentina. Por qué necesita el SMHN un ConOps de SAT de crecida repentina? Como se indicó anteriormente en esta Guía, los SAT contemporáneos son sistemas complejos y dinámicos. De hecho, la siguiente figura, presentada antes en el capítulo introductorio, muestra Sistema de Alerta Temprana de Crecidas Repentinas Información de riesgos (ver Capítulo 7) Evaluaciones de riesgo Bases de datos de amenazas Estadísticas de amenazas Herramientas de análisis Ciencia e investigación (ver Capítulo 2) Información de riesgos en alertas Datos de amenazas y pronósticos Redes de monitoreo (ver Capítulo 3) Detección y análisis Infraestructura informática (ver Capítulo 4) Predicción de crecidas repentinas (ver Capítulo 5) Emisión de alertas Comunicación y divulgación (ver Capítulo 6) Divulgación de alertas oportunas Redes de voz y datos para personal de primera respuesta Medios de comunicación Alarmas y sirenas RUTA DE EVACUACIÓN Preparación y respuesta (ver Capítulo 7) Planificación para emergencias a nivel comunitario Educación y extensión Capacitación y ejercicios de preparación Seguro de inundación Estabilización y refuerzo de suelos Reconstrucción y reasentamiento Retroalimentación del sistema Figura 9.1 Componentes de un SAT de crecida repentina The The COMET COMET Program Program Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 9-1

154 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones que usualmente son un sistema de sistemas que integra un gran número de interesados e infraestructura, de maneras bastante sofisticadas. Al invertir en el desarrollo de un ConOps, un SMHN puede maximizar la probabilidad de que los diferentes subsistemas SAT funcionen como un SAT integrado y efectivo, aún si existen muchos interesados responsables de los diferentes subsistemas. Recuerde Una inversión adecuada en el desarrollo y mantenimiento de un ConOps es una de las estrategias más efectivas para cualquier grupo que esté contemplando la implementación de operaciones de SAT de crecida repentina. El diseño de un SAT es un proceso iterativo que requiere comprender el proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas (ver Figura 9.2 abajo). El primer paso de ese proceso es el desarrollo del ConOps. El desarrollo de un ConOps no sólo facilita el resto del proceso de ingeniería de sistemas, sino que también aporta un método para validar el éxito de ese esfuerzo una vez que el sistema está operativo.1 El riesgo de fracaso técnico, político y económico es mucho más bajo con un ConOps bien desarrollado, que si un SMHN intenta implementar un SAT de crecida repentina sin invertir en conceptualizar las operaciones de ese sistema. Concepto de Operaciones Evaluación Operaciones y mantenimiento Requisitos de alto nivel Requisitos detallados Verificación del sistema Definición y desglose Diseño de alto nivel Diseño detallado Verificación de subsistemas Integración y pruebas Integración, verificación y validación Implementación Tiempo The COMET Program Figura 9.2 Proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas 1 Existen varias guías reconocidas para el desarrollo de un concepto de operaciones que sirven de referencia útil desde la perspectiva de la tecnología: (a) DI-IPSC Operational Concept Description, December 1994 [MIL-STD-498], (b) ANSI/AIAA G Guide for the Preparation of Operational Concept Documents, January 1993 y (c) IEEE Std Guide for Information Technology System Definition Concept de Operations Document. 9-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

155 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones Un estudio realizado en 2005 por el Gobierno de Estados Unidos identificó al menos tres beneficios para tener un ConOps bien preparado. Éstos son: 1. Consenso entre los interesados asegurar que cada socio entienda y apoye el sistema propuesto 2. Reducción de riesgos forzar el proceso algunas veces doloroso pero siempre beneficioso de predeterminar cada aspecto del sistema antes de que sea adquirido o implementado 3. Mejora de calidad descubrir cada oportunidad para apalancar la infraestructura existente y nueva para mejorar el desempeño del sistema. 2 Proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas 3 Un ConOps efectivo debe considerar a todos los interesados de un sistema propuesto o en operación, sin importar cuál sea su rol o interés. Además, un ConOps efectivo debe ser tan legible y relevante para los tomadores de decisiones de los niveles superiores como lo es para los operadores del sistema. El desarrollo del ConOps es el primer paso en el proceso del ciclo de vida de ingeniería de sistemas, que involucra un total de ocho pasos básicos: Paso 1 Concepto de Operaciones Esta es la manera en que se va a utilizar el sistema. Paso 2 Requisitos La definición general y específica de lo que va a hacer el sistema. Paso 3 Diseño La definición general y específica de cómo el sistema va a llenar los requisitos. Paso 4 Implementación La construcción y despliegue de los componentes del sistema. Paso 5 Integración y pruebas Conforme se completa cada componente del sistema, éste se integra dentro del sistema total y se prueba para asegurar que las especificaciones se hayan cumplido. Paso 6 Verificación del sistema También llamado prueba de aceptación, este paso asegura que el sistema completo sea consistente con el diseño y que cumpla con los requisitos. Paso 7 Operaciones y mantenimiento Esta etapa representa el proceso continuo de usar el sistema de la forma en que fue diseñado (y validar que pueda ser usado de esta manera) y el mantenimiento del sistema. Paso 8 Evaluación Verificación regular de que el ConOps refleja el método óptimo para las operaciones y que las operaciones respetan el método prescrito por el ConOps. 2 U.S. Department of Transportation, Federal Highways Administration, Developing and Using a Concept of Operations in Transportation Management Systems (FHWA-HOP ), August Adaptado de Dept of Transportation, ITS Standards for System Engineering Process ( learn_syseng.asp) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 9-3

156 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones La Figura 9.2 ilustra que el desarrollo del ConOps puede ser el primer paso en la ingeniería de sistemas, pero aún después de la implementación del sistema, es necesario mantener ese ConOps durante toda la vida del sistema. La ingeniería de sistemas es un método continuo, orientado hacia el proceso para implementar y luego operar sistemas complejos (como un SAT de crecida repentina) de tal manera que (1) reduzca el riesgo, (2) controle el costo y el cronograma, (3) mejore la calidad, y (4) llene las necesidades de los usuarios. El ConOps de un sistema determina el éxito de cada aspecto de ese proceso. Qué es un ConOps? Aunque existe una amplia gama de interpretaciones del término Concepto de Operaciones, la siguiente definición es especialmente relevante para organizaciones que están planeando implementar un SAT de crecida repentina: Un Concepto de Operaciones (ConOps) describe la operación probable de un sistema futuro o existente en la terminología de sus usuarios, proporcionando información importante para la adquisición y/o desarrollo de ese sistema. Puede incluir la identificación y discusión de lo siguiente: 1. Por qué es necesario el sistema y una descripción del sistema mismo; 2. El ciclo de vida completo del sistema, desde su lanzamiento hasta su desactivación; 3. Diferentes aspectos de uso del sistema, incluyendo operaciones, mantenimiento, soporte y desactivación; 4. Las diferentes clases de usuarios, incluidos los operadores, encargados de mantenimiento, proveedores de soporte y sus diferentes destrezas y limitaciones; 5. Los ambientes en los cuales se usa y se soporta el sistema; 6. Los límites del sistema y sus interfaces y relaciones con otros sistemas y sus ambientes; 7. Cuándo se usará el sistema y bajo qué circunstancias; 8. Cómo y qué tan bien se están llenando las capacidades necesarias (usualmente por los sistemas existentes); 9. Cómo se utilizará el sistema, incluyendo operaciones, mantenimiento y soporte; y 10. Escenarios que ilustran actividades operativas específicas relacionadas con el uso del sistema. 4 En resumen, el ConOps de un SAT de crecida repentina debe ser un documento legible, integral y de orientación que permita a todos los interesados tanto estratégicos como operativos entender el quién, cuándo, qué, dónde, por qué y cómo del SAT. 4 Andrew P Gabb, Operational Concepts - Some Variations, from the Proceedings of the Systems Engineering, Test & Evaluation Conference, Sydney, Australia, October 30, Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

157 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones Cómo Qué recursos son necesarios para diseñar y construir el sistema? Quién Quiénes son los interesados involucrados con el sistema? Dónde Cuáles son las ubicaciones geográficas y físicas del sistema? Concepto de operaciones Por qué Qué necesita la organización que el sistema le proporcionará? Cuándo Cuál es la secuencia de tiempo de las actividades que se llevarán a cabo? Qué Cuáles son los elementos conocidos y las capacidades de alto nivel del sistema? Figura 9.3 Preguntas que dirigen el desarrollo de un ConOps The COMET Program Elementos del concepto de operaciones de un SAT de crecida repentina El American National Standards Institute (ANSI) publicó una norma para el Concepto de Operaciones (ANSI/AIAA G ) que ofrece una descripción útil de los elementos que permiten a un Concepto de Operaciones describir cualquier característica de un sistema desde la perspectiva operativa y contestar la pregunta cómo se ve el sistema? desde el punto de vista de cada interesado. La Figura 9.3 resume las preguntas principales que cualquier ConOps debe contestar. Dentro del contexto de un SAT típico de crecida repentina, las preguntas quién, cuándo, dónde, por qué, qué y cómo se pueden contestar asegurando que su ConOps trate los siguientes temas: Alcance esto establece: 4 La visión para el sistema 4 Un resumen de los contenidos del documento 4 El propósito de implementar el sistema 4 La audiencia / los beneficiarios meta 4 Las limitaciones del contenido cubierto Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 9-5

158 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones Referencias de conocimiento describe los expertos y los métodos consultados por medio de: 4 Discusiones con interesados, académicos y otros expertos 4 Estudios de sistemas de otros países alrededor del mundo 4 Análisis de los requisitos de misión y de las necesidades operativas 4 Recomendaciones ofrecidas por los proveedores y los manuales de productos Descripción operativa describe el sistema desde la perspectiva de los usuarios e incluye: 4 Resumen del rol y las actividades de cada usuario 4 Aclaración del orden de operaciones de los usuarios 4 Resumen de los procedimientos del proceso operativo 4 Descripción y flujogramas asociados con las estructuras de tomas de decisiones y gestión de la organización Descripción del sistema esta es una descripción de alto nivel de los requisitos de misión y las interrelaciones de los componentes clave del sistema y establece: 4 Metas y objetivos específicos mesurables y específicos en el tiempo 4 Interdependencias entre subsistemas 4 Confirmación de que las capacidades del sistema cumplirán con su misión Ambientes operativos y de soporte describe la infraestructura asociada con los siguientes aspectos de cada subsistema: 4 Instalaciones 4 Equipo 4 Hardware 4 Software 4 Personal 4 Procedimientos operativos 4 Requisitos de mantenimiento, capacitación y soporte Recuerde No hay atajos y no realizar todo el proceso de desarrollo del ConOps al final derrotaría su propósito. Escenarios operativos describe el sistema en acción usando uno o más escenarios representativos de crecida repentina para reflejar: 4 Una gama de perspectivas de los interesados 4 Una gama de escenarios de estrés/fracaso 4 Circunstancias tanto típicas como extremas 9-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

159 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones Obviamente existen muchas maneras diferentes de escribir un ConOps y la forma en que usted organice su ConOps debe reflejar la audiencia única que debe servir. Cada SMHN debe considerar los requisitos de sus interesados y luego identificar la manera más efectiva de tratar los temas arriba citados en el ConOps del SAT de crecida repentina. El desarrollo del ConOps no sólo toma tiempo, experticia y dinero, sino que también requiere liderazgo para asegurar que cada interesado tenga una voz en definir el éxito una vez que el sistema esté operativo. Es precisamente ese difícil proceso de realizar consultas extensas con los interesados e investigación técnica y luego conceptualizar un único sistema a partir de una serie de subsistemas, que hace tan crítico al ConOps. Errores comunes que se deben evitar cuando se desarrolla un ConOps Existen varios errores que cometen las organizaciones que no tienen experiencia o no están totalmente comprometidas con el proceso de desarrollar un ConOps. Éstos incluyen: 1. Esperar que los proveedores, contratistas u otros socios externos del sistema les desarrollen su ConOps como parte de los otros entregables. Para que sea relevante y para asegurar que se apropie profundamente del sistema, un SMHN debe asegurar que el personal estratégico y operativo del sistema sea responsable del desarrollo de su ConOps. 2. Posponer el desarrollo del ConOps hasta después de que el sistema haya sido diseñado y entregado. Un ConOps es un documento viviente que debe ser escrito antes de finalizar el diseño del sistema y luego debe ser actualizado continuamente conforme cambian las necesidades del sistema. 3. Asignar recursos insuficientes de personal (tiempo y dinero) para el desarrollo del ConOps. El proceso de conceptualizar la operación de un SAT de crecida repentina es complejo, tedioso y consume tiempo. Además requiere misiones de investigación para conocer las prácticas actuales en el desarrollo de ConOps de otros programas de SAT líderes a nivel regional e internacional. 4. Asignar personal no calificado para el desarrollo del ConOps. Es inútil crear un equipo de ConOps sin asegurar representación adecuada del personal con experiencia en los programas estratégicos, operativos, técnicos, administrativos, financieros y de comunicaciones. El equipo no sólo necesita conceptualizar las operaciones del SAT, sino también tiene que poder documentar la visión efectivamente en la forma de un ConOps escrito. 5. Cortar y pegar del ConOps de otra organización. Copiar el plan de otra organización para evitar el proceso de deliberar su propio plan podría parecer un atajo eficiente, pero es muy probable que se vuelvan a repetir los errores que otros cometieron. Aún peor, el compromiso de los interesados (especialmente los operadores del sistema) será mucho menor con ese ConOps importado que si se les hubiera dado la oportunidad de contribuir en el desarrollo de su propio ConOps. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 9-7

160 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones 6. No actualizar el ConOps mientras se implementa el nuevo SAT de crecida repentina y una vez que esté operativo. A menos que su ConOps refleje constantemente el diseño real del sistema, los requisitos de la misión y la visión operativa, se convertirá rápidamente en un documento poco confiable e inútil. Asegúrese de que como parte de su programa operativo, el ConOps se revise y actualice sistemáticamente para asegurar que continúe siendo relevante. Lista de verificación de requisitos para un ConOps de crecida repentina La siguiente lista de verificación no tiene como objetivo ser exhaustiva ni prescriptiva, sino más bien representativa de buenas prácticas en el desarrollo de un ConOps de crecida repentina. Puede imprimirse y utilizarse como punto de partida para desarrollar su ConOps de SAT de crecida repentina. Como mínimo, un ConOps de SAT de crecida repentina debe incluir los siguientes elementos: Documentación c Lista de distribución cada una de las personas que debe recibir una copia del ConOps c Lista de revisiones adenda y versiones revisadas que han sido publicadas desde el lanzamiento de la versión original c Documentación asociada todos los manuales, guías o políticas que apoyan el ConOps c Referencias y fuentes quién y qué se consultó en la preparación del ConOps c Método cómo se desarrolló el ConOps Introducción c Alcance visión, propósito y escala del sistema c Descripción definición simple y comprensible del sistema c Prioridades las prioridades a ser tratadas por el sistema c Método el proceso seguido para desarrollar el ConOps c Contribuyentes nombres y afiliaciones de todas las personas que participaron en el desarrollo del ConOps c Glosario de términos el significado de todos los términos clave utilizados en el ConOps c Lista de Siglas el nombre completo de todos los términos abreviados en el ConOps 9-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

161 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones Marco estratégico c Declaración de misión articulación clara y sucinta de los entregables finales del sistema c Mandato de política fundamento para que el SMHN entregue los requisitos de la misión c Metas y objetivos específicos, mesurables, alcanzables, realistas y con límites de tiempo c Definición del sistema descripción del sistema en prosa simple y comprensible Marco operativo c Instalaciones identificación de toda la infraestructura existente y nueva requerida para que el sistema sea operativo c Roles y responsabilidades descripción de la contribución de cada operador de subsistema a un nivel operativo c Personal lista de todo el personal requerido para operar el sistema exitosamente, tanto a corto como a largo plazo c Desarrollo de destrezas descripción del régimen de capacitación, ejercicios y simulacros necesarios para asegurar la sostenibilidad del sistema a largo plazo c Comunicaciones descripción de los canales primarios y redundantes a través de los cuales pasará la información entre y más allá de cada subsistema (ver capítulos 3 y 4) c Datos inventario de los requisitos de información de cada subsistema, incluida la necesidad de datos históricos para la calibración del modelo, así como datos en tiempo real para el pronóstico de una crecida repentina (ver Capítulo 3) c Modelos descripción de los modelos hidrometeorológicos utilizados para generar pronósticos de crecida repentina (ver Capítulo 4) c Productos y servicios definición de los diferentes productos generados por el sistema (ver Capítulo 6 y Apéndice E) c Hardware descripción de la infraestructura tecnológica del sistema y los sensores hidrometeorológicos, incluidas las redes de pluviómetros, radares y satélites (ver Capítulo 4) c Software descripción de las aplicaciones y paquetes operativos utilizados por cada subsistema (ver Capítulo 4) c Mantenimiento y remplazo predicción de los requisitos de mantenimiento y longevidad de cada subsistema (ver Capítulo 4) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 9-9

162 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones c Investigación y desarrollo provisión del marco para involucrar a los operadores del sistema y a otros socios en el desarrollo de aplicaciones (ver Capítulo 6) c Extensión y educación pública identificación de la estrategia para asegurar participación sólida a nivel comunitario en el éxito del SAT de crecida repentina (ver Capítulo 7) c Escenarios operativos representación de varios escenarios realistas de crecidas repentinas que describen el desempeño del sistema durante condiciones normales y extremas (ver Capítulo 8) Evaluación e indicadores de desempeño c Mediciones del desempeño del sistema general definición del tiempo mínimo de anticipación para la evacuación de poblaciones vulnerables, tasa máxima de falsos positivos /alertas erróneas de crecida repentina, percepción a nivel comunitario de valor y confiabilidad, etc. c Mediciones de desempeño de los subsistemas definición del porcentaje mínimo de tiempo que el subsistema de radares meteorológicos necesita para ser funcional, costos máximos permisibles para el mantenimiento de las redes de pluviómetros, etc. Apéndices c Diagramas del sistema general y los subsistemas c Planes de presupuesto operativo, de mantenimiento y de reemplazo Puntos importantes que recordar acerca del desarrollo de un ConOps 4 El desarrollo de un Concepto de Operaciones (ConOps) es el primer paso en el ciclo de vida de la ingeniería del sistema de alerta temprana de crecidas repentinas. 4 Cada ConOps es un documento único y viviente que requiere insumos de todos los interesados y mantenimiento regular. 4 Un ConOps intenta contestar, en lenguaje relativamente simple, las preguntas quién, qué, cómo, dónde, cuando y por qué del sistema. 4 No trate de tomar atajos en el desarrollo de un ConOps requiere de atención seria y dedicada por parte del personal estratégico y operativo para ser efectivo. Referencias U.S. Department of Transportation, Federal Highways Administration, Developing and Using a Concept of Operations in Transportation Management Systems (FHWA- HOP ), August 2005, p Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

163 Capítulo 9: Desarrollo de un concepto de operaciones Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas 9-11

164 Apéndice A Acrónimos y siglas ABR ADPC AIAA ALERT AMBER ANSI AOR AR AVNHEWS BCDA CAMI CAFFG CBDRM CCR CDS CLOPAD CMM CMN CMORPH COE COMET ConOps CONUS CPC Average Basin Rainfall (lluvia promedio de la cuenca) Asian Disaster Preparedness Center (Centro de Preparación para Desastres de Asia) American Institute of Aeronautics and Astronautics Automated Local Evaluation in Real Time (evaluación local automatizada en tiempo real) Areal Mean Basin Estimated Rainfall (lluvia media areal estimada para cuencas) American National Standards Institute Area Of Responsibility (área de responsabilidad) área de responsabilidad Aburra Valley Natural Hazard Early Warning System (Sistema de Alerta Temprana de Peligros Naturales del Valle de Aburrá) Bases Conversion and Development Authority (Autoridad de Desarrollo y Conversión de Bases) Central America Mitigation Initiative (Iniciativa de Mitigación de Centro América) Central American Flash Flood Guidance (Guía de Crecidas Repentinas para Centro América) Community-Based Disaster Risk Management (Gestión Comunitaria del Riesgo de Desastre) Coastal Community Resilience (resiliencia de comunidades costeras) CAFFG Dissemination Server (servidor de diseminación CAFFG) Comités Locales de Prevención y Atención de Desastres (Colombia) Centro Meteorológico Mundial Centro Meteorológico Nacional CPC Morphing Technique, NOAA (técnica de morfismo de CPC de NOAA) Centro de Operaciones de Emergencia Cooperative Program for Operational Meteorology, Education and Training Concept of Operations (Concepto de Operaciones) CONtiguous United States (Los 48 estados contiguos de Estados Unidos, excluidos Alaska y Hawaii) Climate Prediction Center, NOAA (Centro de Predicción Climática de NOAA) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas A-1

165 Apéndice A: Acronyms CPS CAFFG Processing Server (servidor de procesamiento CAFFG) CREPAD Comités Regionales de Prevención y Atención de Desastres (Colombia) CRS Community Rating System (sistema de clasificación comunitaria) CRT Concentradores Regionales de Telecomunicaciones CST Central Standard Time (hora central estándar, UTC - 6) CTA Call-to-Action (llamado a la acción) CTM Centro de Telecomunicaciones Meteorológicas dbz DCP DCW DFWO DHI DPAD Decibeles de reflectividad equivalente Data Collection Platform (Plataforma de Recolección de Datos) Digital Chart of the World (mapa digital del mundo) District Flood Warning Office (Oficina de Alerta de Inundaciones del Distrito) Danish Hydraulic Institute (Instituto Hidráulico Danés) Dirección Nacional de Prevención y Atención de Desastres (Colombia) EAS Emergency Alert System (Sistema de alerta para emergencias) ECP Estimación Cuantitativa de Precipitación (de observaciones) EDT Eastern Daylight Time (horario de verano del este, UTC -4) EIRD Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres EMLPP Enhanced Multilevel Precedence and Pre-emption Services EMRS Engineering and Maintenance Reporting System (Sistema de Reporte de Ingeniería y Mantenimiento) EMWIN Emergency Managers Weather Information Network (Red de Información Meteorológica para Encargados de Emergencias) EOC Emergency Operations Center (Centro de Operaciones de Emergencia) EPM Empresas Públicas de Medellín ET EWS FAO FCD FCDMC FFFSS FFG FFMP FFPI FHWA Evapo-Transpiration (evapotranspiración) Early Warning System (Sistema de Alerta Temprana) Food and Agriculture Organization, United Nations (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) Flood Control District (Distrito de Control de Inundaciones) Flood Control District Maricopa County, Arizona, USA (Distrito de Control de Inundaciones del Condado de Maricopa, Arizona, EE.UU.) Flash Flood Forecast Subsystem (Subsistema de Pronóstico de Crecidas Repentinas) Flash Flood Guidance (Guía de Crecidas Repentinas) Flash Flood Monitoring and Prediction (Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas) Flash Flood Potential Index (Índice del Potencial de Crecidas Repentinas) Federal Highway Administration, USA (Administración de Carreteras de Estados Unidos) A-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

166 Apéndice A: Acronyms GCR GEO GEONETCast GEOSS GFAS GFFG GFFGS GFS GIS GMSRA GOES GPRS GPS GSM GTS GUI HFA HPC HRAP HRC HSA HTML IDEAM IDI IFLOWS IFNet IMN ISAGEN ISDR Guía de Crecidas Repentinas Group on Earth Observations (Grupo de Observaciones de la Tierra) Tarea del Plan de Trabajo GEO liderada por EUMETSAT, Estados Unidos, China y la Organización Meteorológica Mundial Global Earth Observation System of Systems (Sistema de Sistemas de Observación Global de la Tierra) Global Flood Alert System (Sistema Global de Alerta de Inundaciones) Gridded Flash Flood Guidance (Guía de Crecidas Repentinas en Malla) Global Flash Flood Guidance System (Sistema Global de Guía de Crecidas Repentinas) Global Forecasting System (Sistema de Pronóstico Global) Geographic Information System (Sistema de Información Geográfica) GOES Multi-spectral Rainfall Algorithm (Algoritmo Multiespectral de Lluvia de GOES) Geostationary Operational Environmental Satellite (Satélite Geoestacionario Operacional Ambiental) General Packet Radio System (sistema general de radiotransmisión de paquetes) Global Positioning System (Sistema de Posicionamiento Global) General Switched Messaging (mensajería general conmutada) Global Telecommunications System, WMO (Sistema Global de Telecomunicaciones de la OMM) Graphic User Interface (interfaz gráfica del usuario) Hyogo Framework for Action (Marco de Acción de Hyogo ) Hydrometeorological Prediction Center (Centro de Predicción Hidrometeorológica) Hydrologic Rainfall Analysis Project (US NWS) Hydrologic Research Center (Centro de Investigación Hidrológica) Hydrologic Service Area (Área de Servicio Hidrológico) HyperText Markup Language (lenguaje de marcado de hipertexto) Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Colombia) Infrastructure Development Institute, Japan (Instituto de Desarrollo de Infraestructura de Japón) Integrated Flood Observing and Warning System (sistema integrado de observación y alerta de inundaciones) International Flood Network (Red Internacional de Inundaciones) Instituto Meteorológico Nacional (San José, Costa Rica) Compañía eléctrica de Antioquia (Colombia) International Strategy for Disaster Reduction, WMO (Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres de la OMM) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas A-3

167 Apéndice A: Acronyms ISP IT IEEE Internet Service Provider (proveedor de servicios de internet) Information Technology (informática) Institute for Electrical and Electronics Engineers JAXA LAN LARC LFWS LGU LULC Japan Aerospace Exploration Agency (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón) Local Area Network (red de área local) Limited Automatic Remote Collection (recolección remota automática limitada) Local Flood Warning System (sistema local de alerta de inundación) Local Government Units (unidades de gobierno locales) Land Use Land Cover (uso de suelos y cobertura terrestre) Mac OS X Décima versión mayor del sistema operativo de Apple para computadoras Macintosh MAH Marco de Acción de Hyogo MAP Mean Areal Precipitation (precipitación media areal) MHEWS Multi-Hazard Early Warning System (sistema de alerta temprana de múltiples amenazas) MLIT Ministry of Land, Infrastructure and Transport, Japan (Ministerio de Tierras, Infraestructura y Transporte de Japón) MOS Model Output Statistics (estadísticas derivadas de los productos de modelos numéricos) MOU Memorandum of Understanding (memorando de entendimiento) MRCFFG Mekong River Commission Flash Flood Guidance (Guía de Crecidas Repentinas de la Comisión del Río Mekong) MSS Message Switching System (sistema de conmutación de mensajes) MTC Meteorological Telecommunication Center (Centro de Telecomunicaciones Meteorológicas) MTN Main Telecommunication Network (red principal de telecomunicaciones) NASA NBD NCEP NESDIS NGO NMHS National Aeronautics and Space Administration, USA (Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de Estados Unidos) National Basin Delineation (delineación de cuencas nacionales) National Center for Environmental Prediction (Centro Nacional de Predicción Ambiental) National Environmental Satellite Data and Information Service, NOAA (Servicio Nacional de Datos e Información de Satélites Ambientales de NOAA) Non-Government Organization (Organización No Gubernamental) National Meteorological and Hydrological Service (Servicio Meteorológico e Hidrológico Nacional) A-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

168 Apéndice A: Acronyms NMS NMTN NOAA NRL NWP NWS OCHA OES OFDA OMM ONG ONU National Meteorological or Hydrometeorological Service (Servicio Meteorológico o Hidrometeorológico Nacional) National Meteorological Telecommunication Networks (redes nacionales de telecomunicaciones meteorológicas) National Oceanic and Atmospheric Administration (Administración Oceánica y Atmosférica Nacional) Naval Research Laboratory (USA) Numerical Weather Prediction (Predicción Numérica del Tiempo) National Weather Service (Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos) Office for the Coordination of Humanitarian Affairs, UN (Oficina para la Coordinación de Asuntos Humanitarios de la ONU) Office of Emergency Services (Oficina de Servicios de Emergencia) Office of U.S. Foreign Disaster Assistance (Oficina de Asistencia para Desastres en el Extranjero de Estados Unidos) Organización Meteorológica Mundial Organización No Gubernamental Organización de Naciones Unidas PAGASA PCP PCPP PNT PQPF Philippine Atmospheric, Geophysical and Astronomical Services Administration (Administración Filipina de Servicios Atmosféricos, Geofísicos y Astronómicos) Pronóstico Cuantitativo de Precipitación Pronóstico Cuantitativo de Precipitación Probabilístico Predicción Numérica del Tiempo Probabilistic Quantitative Precipitation Forecast (Pronóstico Cuantitativo de Precipitación Probabilístico) PRD Plataforma de Recolección de Datos PST Pacific Standard Time (hora estándar del Pacífico, UTC -8) PSTN Public Switched Telephone Network (red telefónica pública conmutada) QDF QPE QPF RANET RFC RMTN Quantitative Discharge Forecast (pronóstico cuantitativo de caudales) Quantitative Precipitation Estimate (from observations) (estimación cuantitativa de precipitación, de observaciones) Quantitative Precipitation Forecast (from forecasting models/schemes) (pronóstico cuantitativo de precipitación, de modelos/esquemas de pronóstico) Radio and Internet for the Communication of Hydrometeorological and Climate-related Information (radio e internet para la comunicación de información hidrometeorológica y relacionada con el clima) River Forecast Center, NOAA (Centros de Pronósticos Fluviales de NOAA) Regional Meteorological Telecommunication Networks (Redes Regionales de Telecomunicaciones Meteorológicas) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas A-5

169 Apéndice A: Acronyms RNTM RPT RRTM RSS RTH RUPAR RVAT SAT SATMA SCaMPR SCP SGT SHMU SIG SIO SLAI SMHN SMN SMS SRIM SSRN STAR TMPA TRMM UCAR UHF UN UNESCO UPB UPS URL Redes Nacionales de Telecomunicaciones Meteorológicas Red Principal de Telecomunicaciones Redes Regionales de Telecomunicaciones Meteorológicas Really Simple Syndication (canal de publicación RSS) Regional Telecommunication Hubs (concentradores regionales de relecomunicaciones) Red Única para Autoridades Públicas Regionales (Piamonte, Italia) Risk and Vulnerability Assessment Tool, NOAA) (herramienta de evaluación de riesgo y vulnerabilidad de NOAA) Sistema de Alerta Temprana Sistema de Alerta Temprana de Múltiples Amenazas Self-Calibrating Multivariate Precipitation Retrieval (Algoritmo de Autocalibración Multivariable de Extracción de Precipitación) Secure Copy Protocol (protocolo de copia segura) Sistema Global de Telecomunicaciones Slovak Hydro-Meteorology Unit (Unidad Hidrometeorológica Eslovaca) Sistema de Información Geográfica Sistema de Información de la OMM Sistema Local de Alerta de Inundaciones Servicio Meteorológico e Hidrológico Nacional Servicio Meteorológico o Hidrometeorológico Nacional Short Messaging Service (servicio de mensajes breves) Sistema de Reporte de Ingeniería y Mantenimiento Sala de Situación de Riesgos Naturales (Piamonte, Italia) Center for Satellite Applications and Research, NOAA (Centro de Investigaciones y Aplicaciones Satelitales de NOAA) TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis (Análisis de Precipitación Multisatelital de la TRMM) Tropical Rainfall Measuring Mission (Misión de Medición de Lluvia Tropical) University Corporation for Atmospheric Research (Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica) Ultra High Frequency, between 300 MHz and 3 GHz (frecuencia ultraalta, entre 300 MHz y 3 GHz) United Nations (Organización de Naciones Unidas) United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura) Universidad Pontificia Bolivariana Uninterruptible Power Supply (suministro de energía ininterrumpible) Universal Resource Locator (localizador universal de recursos) A-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

170 Apéndice A: Acronyms USAID UTM U.S. Agency for International Development (Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional) Universal Transverse Mercator (Mercator Transversal Universal) VCP Volunteer Cooperation Program (Programa de Cooperación Voluntaria) VHF Very High Frequency, 30 MHz to 300 MHz) (Frecuencia Muy Alta, 30 MHz a 300 MHz) WFO WIS WMC WMO WSR-88D XML Weather Forecast Office (Oficina de Pronóstico del Tiempo) WMO Information System (Sistema de Información de la OMM) World Meteorological Center (Cento Meteorológico Mundial) World Meteorological Organization (Organización Meteorológica Mundial) Weather Surveillance Radar 1988 Doppler, NOAA (Radar Doppler de Vigilancia Meteorológica de NOAA) extensible Markup Language (lenguaje de marcado extensible) Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas A-7

171 Apéndice B Glosario A actualización del pronóstico (forecast updating) Revisión de una estimación previa de un evento utilizando información adquirida entre el momento de la estimación y el presente. acuífero colgado (perched aquifer) Región en una zona insaturada donde el suelo podría estar saturado localmente ya que está situado sobre una capa de baja permeabilidad. adsorción (adsorption) Incorporación de agua o materia disuelta o ambas dentro de la estructura de un sólido. aflujo (afflux) Aumento en el nivel del agua inmediatamente aguas arriba de, y debido a, una obstrucción. agua adhesiva (adhesive water) Agua que se mantiene en el suelo por atracción molecular y forma una película alrededor de las partículas de suelo. agua del suelo (soil water) Ver también humedad del suelo Agua suspendida en la franja superior del suelo o en la zona de aeración cerca de la superficie del suelo que puede ser descargada a la atmósfera por evapotranspiración. agua gravitacional (gravitational water) Agua en la zona insaturada que se mueve bajo la influencia de la gravedad. agua subterránea Agua en el subsuelo que ocupa la zona saturada. agua subterránea colgada (perched groundwater) Ver también acuífero colgado Cuerpo de agua subterránea, generalmente de dimensiones moderadas, apoyado por un estrato relativamente impermeable y que está ubicado entre el nivel freático y la superficie del suelo. aguacero (shower) Ver también lluvia fuerte Lluvia fuerte y de corta duración que usualmente cae de nubes convectivas. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-1

172 Apéndice B: Glosario aguanieve (sleet) Precipitación de mezcla de lluvia y nieve, mezcla de lluvia y granizo o nieve que se derrite mientras cae. aguas altas (high water) Ver también crecida (1) Estado de la marea cuando el nivel de agua es el más alto (pleamar) para cualquier ciclo de marea. (2) Mayor nivel del agua alcanzado en una corriente o en un lago durante una crecida o en la operación de un embalse. aguas arriba (upstream) Posición desde la cual el agua fluye. alerta de crecida (flood warning) Ver también alerta de crecida repentina Notificación anticipada vía un producto (de texto o gráfico) de que una crecida es inminente o podría ocurrir en el futuro cercano en una estación específica o en una cuenca hidrográfica determinada. alerta de crecida repentina (flash flood warning) Ver también alerta de crecida Un producto (de texto, gráfico o audible) emitido cuando una inundación de inicio rápido está ocurriendo, es inminente o probable. Este producto debe ser reservado para aquellos eventos de corta duración que requieren acción inmediata para proteger vidas y propiedad, tales como corrientes pequeñas peligrosas o inundaciones urbanas y fallas de represas o diques. alerta hidrológica (hydrological warning) Información de emergencia sobre un evento hidrológico esperado que es considerado peligroso. altura de aforo (gauge height; gage height) Sin. altura del nivel Altura de la superficie del agua por encima del nivel de referencia de aforo. altura de lluvia (rainfall depth) Cantidad de lluvia que cae expresada como la altura del agua en una superficie horizontal. almohada de nieve (snow pillow) Dispositivo lleno de solución anticongelante y equipado con un sensor de presión que indica el equivalente de agua de la cubierta de nieve. análisis de frecuencia (frequency analysis) Procedimiento involucrado en interpretar registros pasados de eventos hidrológicos en términos de probabilidades de ocurrencia. año hidrológico (hydrological year) Sin. año hídrico Período de 12 meses continuos seleccionado de tal manera que los cambios generales en el almacenamiento sean mínimos y el saldo arrastrado se reduzca al mínimo. B-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

173 Apéndice B: Glosario área de contribución (contributing area) La parte de una cuenca de drenaje que contribuye directamente a la escorrentía. área inundada (flooded area) Área cubierta por agua cuando el caudal excede la capacidad de carga de un canal o como consecuencia de l represamiento de un río aguas abajo. arroyo (brook) Quebrada pequeña y somera que usualmente fluye de manera continua y algo turbulenta. aviso de crecida, aviso de crecida repentina (flood watch, flash flood watch) Un producto (de texto o gráfico) que informa de la posibilidad de crecidas (crecidas súbitas), típicamente dentro de un período de 6 a 48 horas antes del evento. El producto es más general que una alerta porque un aviso usualmente se basa en la guía de los PCP de un modelo para la ocurrencia de lluvia en el futuro y las condiciones antecedentes del suelo estimadas, ambas de las cuales contienen incertidumbre en tiempo y espacio. B barranco (gully) Sin. hondonada Lecho profundamente erosionado de un curso de agua que fluye únicamente debido a la escorrentía de una tormenta y/o durante el derretimiento de nieve. base de datos (database) Conjunto de archivos de datos relacionados para una aplicación específica, usualmente en un dispositivo de almacenamiento de acceso directo. boletín de crecida, informe de crecida repentina (flood statement, flash flood statement) Producto de texto que provee información complementaria, como observaciones actualizadas e información sobre impacto, de productos de alerta de crecidas activas (crecidas repentinas). C cabeceras (headwaters) Fuentes de un río. cabeza hidráulica (hydraulic head) Sin. altura piezométrica Suma del potencial de elevación, el potencial de presión y la altura de velocidad. cadena de Markov (Markov chain) Ver también proceso de Markov Serie aleatoria cuyos valores futuros dependen del estado actual y que puede aceptar sólo valores discretos; usada en series de tiempo recurrentes y procesos de decisiones secuenciales. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-3

174 Apéndice B: Glosario canal (channel) (1) Vía acuática claramente definida que periódica o continuamente contiene agua en movimiento. (2) Vía acuática que forma una conexión entre dos cuerpos de agua. (3) Porción más profunda de una vía acuática, por la cual fluye la corriente principal. canal de crecida (flood channel) Sin. cauce de avenidas, cauce mayor (1) Canal para el agua de crecida. (2) Canal del río ocupado durante períodos de crecidas. canal de derivación (bypass channel) Canal construido para desviar el caudal de un punto aguas arriba de una región a un punto aguas abajo. canalización (channeling) (1) Flujo a lo largo de una ruta preferida en medios fracturados. (2) Enderezado y profundización de un canal para aumentar el transporte. cañón (canyon) Valle profundo con pendientes altas y muy inclinadas, a menudo con un río que fluye a lo largo del fondo. capa dura (hardpan) Sin. caliche Capa dura en el subsuelo que obstruye la penetración de raíces y agua. capacidad de adsorción (adsorption capacity) Cantidad de agua adsorbida que la sustancia receptora puede aceptar. capacidad de campo (field capacity) Sin. capacidad efectiva Cantidad de agua que se mantiene en un suelo después del drenaje del agua gravitacional. capacidad de infiltración de suelos (infiltration capacity of soils) Tasa máxima a la cual el agua puede penetrar la matriz de suelo por unidad de área bajo ciertas condiciones. capacidad del canal (channel capacity) Caudal máximo, a nivel de cauce lleno, que un canal específico es capaz de mantener sin desbordar sus márgenes. carga hidráulica (elevation head) Ver también cabeza hidráulica Elevación de un punto, como la base de un piezómetro, por encima de un nivel de referencia arbitrario. Representa la energía requerida para levantar el peso unitario de un líquido desde el nivel de referencia hasta el punto. B-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

175 Apéndice B: Glosario carga total de sedimentos (total sediment load) Cantidad total de sedimento que pasa por un tramo, sea en suspensión o a lo largo del cauce, excluido cualquier sedimento depositado sobre el lecho dentro del tramo. caudal (discharge) Sin. velocidad de flujo Volumen de agua que fluye por la sección transversal de un río (o canal) por unidad de tiempo. caudal base (base flow) Sin. escorrentía básica Caudal que entra al cauce principalmente de agua subterránea, pero también de lagos y glaciares, durante períodos largos cuando no ocurre precipitación o derretimiento de nieve. caudal máximo (peak discharge) Sin. caudal instantáneo máximo, flujo máximo Caudal instantáneo máximo de una corriente específica, según la medición del hidrograma de caudal, para una evento específico. chaparrón (cloudburst) Aguacero de extraordinaria intensidad y relativamente corta duración. ciclo hidrológico (hydrological cycle) Sin. ciclo hídrico Sucesión de etapas a través de las cuales el agua pasa de la atmósfera a la tierra y retorna a la atmósfera: evaporación del agua de la tierra, del mar o cuerpos de agua en tierra; condensación que forma nubes; precipitación, intercepción, infiltración, percolación, escorrentía y acumulación en el suelo o en cuerpos de agua; y re-evaporación. circulación global (global circulation) Término general para el movimiento de la atmósfera de la Tierra que abarca la totalidad de los procesos meteorológicos. cobertura terrestre (land cover) El material físico sobre la superficie de la tierra, incluido pasto, asfalto, árboles, suelo desnudo, agua, etc. Existen dos métodos principales para capturar información sobre la cobertura terrestre: estudios de campo y análisis de imágenes de percepción remota. codificación (encoding) Proceso de convertir datos a un código específico. coeficiente de escorrentía (runoff coefficient) (1) Relación entre la altura de escorrentía y la altura de precipitación. (2) Coeficiente utilizado en el método racional. coeficiente de infiltración (infiltration coefficient) Relación de la tasa de infiltración a la tasa de lluvia. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-5

176 Apéndice B: Glosario conductividad capilar (capillary conductivity) Sin. conductividad hidráulica insaturada Coeficiente que mide el grado en que un medio permeable permite el flujo de agua a través de sus intersticios capilares. confluencia (confluence) Sin. bifurcación Unión o el lugar de unión de dos o más corrientes. contenido de humedad del suelo (soil moisture content) Sin. contenido de agua del suelo Porcentaje de agua en el suelo, expresado con base en el peso del suelo seco o por volumen. control de avenidas (flood control) Sin. alivio de inundaciones, protección de inundaciones Detención y/o desviación del agua durante eventos de crecidas con el fin de reducir el caudal o las inundaciones aguas abajo. control de crecidas (flood proofing) Ver también control de avenidas Técnicas para prevenir los daños causados por crecidas en un área propensa a inundaciones. convección libre (free convection) Convección creada por gradientes de densidad (fuerza ascensional). Ésta puede ser causada por variaciones en la temperatura del agua, salinidad o materia suspendida. corriente (stream) (1) Cuerpo de agua que fluye por un cauce natural superficial. (2) Agua que fluye en un conducto abierto o cerrado. (3) Chorro de agua que emana de un orificio. (4) Cuerpo de agua subterráneo que fluye en la formación de karst. corriente efímera (ephemeral stream) Sin. corriente intermitente; ver también uadí Corriente que fluye sólo en respuesta directa a precipitación o al flujo de una naciente intermitente. crecida (flood) Ver también inundación, aguas altas (1) Aumento, usualmente breve, en el nivel de agua de una corriente hasta un máximo del que el nivel de agua baja más lentamente. (2) Caudal relativamente alto según la medición de la altura del nivel o el caudal. crecida anual máxima (maximum annual flood) Caudal máximo de crecida anual obtenido durante el período de registro. B-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

177 Apéndice B: Glosario crecida de proyecto (design flood) Ver también crecida máxima posible, crecida máxima probable Hidrograma de inundación o caudal máximo instantáneo adoptado para el diseño de una estructura hidráulica o de control de un río, tomando en consideración factores socioeconómicos e hidrológicos. crecida máxima posible (maximum possible flood) Ver también crecida de proyecto, crecida máxima probable Mayor inundación que puede esperarse, asumiendo una coincidencia completa de todos los factores que producirían la lluvia más fuerte y el máximo de escorrentía. crecida máxima probable (posible) (maximum probable (possible) flood) Ver también crecida de proyecto Mayor inundación que puede esperarse, tomando en cuenta de manera determinística todos los factores pertinentes de ubicación, meteorología, hidrología y terreno. crecida primaveral (freshet) Inundación menor o desbordamiento de un cauce causado por lluvias fuertes o derretimiento de nieve. crecida repentina (flash flood) Inundación de corta duración que alcanza un caudal máximo relativamente alto. criterios de desempeño (performance criteria) Índices que describen los resultados de la actividad de un sistema, en relación con los objetivos, insumos y productos. cuenca representativa (representative basin) Cuenca individual en la cual hay instaladas estaciones hidrológicas para realizar observaciones hidrometeorológicas e hidrométricas simultáneas para que las mediciones representen un área amplia en vez de realizar mediciones en todas las cuencas de una región determinada. curva área-elevación (area-elevation curve) Sin. curva hipsométrica Curva que muestra la extensión del área de una cuenca hidrográfica situada por encima de una elevación indicada. curva de frecuencia (frequency curve) Curva que relaciona los posibles valores de una variable, como el valor de un evento hidrológico específico, con su frecuencia de ocurrencia. curva de gastos (rating curve) Sin. tabla de gastos; ver también histéresis (en relación nivel-caudal), relación nivel-caudal Curva que muestra la relación entre el nivel y el caudal de una corriente en una estación hidrométrica. curva intensidad-duración-frecuencia (intensity-duration-frequency curve) Curva que muestra la probabilidad de excedencia de diferentes intensidades de lluvia en períodos cortos para diferentes duraciones de precipitación en un lugar específico. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-7

178 Apéndice B: Glosario D daño residual (residual damage) Daño que ocurre más allá del que es prevenido por medidas de mitigación de inundaciones existentes o planeadas. datos crudos (raw data) Datos que no han sido procesados todavía. datos de campo (ground data) Sin. realidad del terreno Información obtenida sobre las características de la superficie/subsuelo para ayudar en la interpretación de datos de percepción remota, ej., datos de pluviómetro para calibrar la relación ZR de radar. datos puntuales (point data) Observaciones en un sitio específico, como la ubicación de un pluviómetro o una estación de aforo. déficit de humedad del suelo (soil moisture deficit) Sin. deficiencia de humedad del suelo; ver también índice de precipitación antecedente, humedad antecedente del suelo Diferencia entre la capacidad de campo de un suelo y la humedad real del suelo. dique (levee) Sin. presa, barrera, represa, malecón Movimiento de tierra para confinar el caudal de una corriente dentro de un tramo específico o para prevenir inundaciones causadas por olas o mareas. diseño óptimo (optimal design) Sistema diseñado con base en la selección o combinación de todas las variables pertinentes con el fin de maximizar una función objetiva, sujeto a los requisitos de los criterios de diseño. distribución de frecuencia (frequency distribution) Relación entre los valores medidos de una variable y su frecuencia de ocurrencia. distribución de lluvia (rainfall distribution) Manera en la cual la cantidad de lluvia varía en espacio y tiempo. distribución gamma (gamma distribution) Función de densidad de probabilidad para una variable aleatoria que puede aceptar todos los valores no negativos. divisoria de cuenca (watershed divide) Sin. divisoria de drenaje, partición de aguas Cumbre o línea divisoria que separa cuencas de drenaje adyacentes. duración de la precipitación (precipitation duration) Período de tiempo durante el cual ocurre precipitación continua, en un punto específico o dentro de un área específica. B-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

179 Apéndice B: Glosario E ecosonda (echo sounder) Sin. sonosonda, fatómetro Instrumento que utiliza una señal acústica reflejada del fondo de un cuerpo de agua para determinar la profundidad ecuación de Manning (Manning equation) Sin. fórmula de Manning Ecuación empírica para calcular la velocidad del agua de un flujo uniforme en un canal abierto representada por V = 1/n R 2/3 S 1/2, donde: V es la velocidad del agua (m/s) n es el coeficiente de rugosidad (no dimensional) R es el radio hidráulico (m) S es la gradiente de energía (no dimensional) embalse (impoundment) Cuerpo de agua formado por retención de agua, como por una represa. erosión (erosion) Degradación y transporte de suelo y roca por una corriente de agua, glaciares, viento u olas. erosión laminar (sheet erosion) Ver también flujo laminar Remoción de suelo de un espesor casi uniforme de la superficie por salpicadura de gotas de lluvia y flujo terrestre. error de pronóstico (forecasting error) Diferencia entre un pronóstico y el valor observado. escala de nivel (stage gauge; stage gage) Ver también limnímetro Instrumento instalado para medir el nivel del agua superficial relativo al nivel de referencia. escombros (debris) Ver también sedimento Cualquier acumulación de material suelto que se desprende de rocas o materiales fabricados por el hombre. escorrentía (runoff) Parte de la precipitación que fluye hacia un río en la superficie del suelo (escorrentía superficial) o dentro del suelo (escorrentía subsuperficial o interflujo). escorrentía de tormenta (storm runoff) Escorrentía directa generada por una tormenta. estación automática (automatic station) Estación en la cual los instrumentos registran y, en algunos casos, también transmiten las observaciones automáticamente. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-9

180 Apéndice B: Glosario estación climatológica de referencia Estación climatológica cuyos datos se usan para determinar tendencias climáticas. estación climatológica para fines hidrológicos (climatological station for hydrological purposes) Estación climatológica instalada en una cuenca de drenaje, específicamente para aumentar la red climatológica existente, con el fin de cumplir con los requisitos hidrológicos. estación de aforo (gauging station; gaging station) Ubicación en un río donde se toman mediciones sistemáticamente del nivel del agua y/o el caudal. estación de escala doble (twin-gauge station; twin-gage station) Estación de medición en la cual dos escalas de nivel definen un rango para medir las pendientes de la superficie del agua como un parámetro esencial para establecer una relación nivel-caudal. estación de observación hidrológica (hydrological observing station) Lugar donde se realizan observaciones hidrológicas u observaciones climatológicas para fines hidrológicos. estación hidrométrica principal (principal hydrometric station) Sin. estación base, estación primaria; ver también estación hidrométrica secundaria Estación hidrométrica en la cual uno o varios elementos son observados por un período de muchos años, tomando en consideración la importancia de estos elementos en relación con el ambiente físico. Esta estación usualmente está equipada con instrumentos de registro. estallido glaciar (glacial outburst) Vaciamiento súbito de un lago formado entre glaciares. estimación cuantitativa de precipitación, ECP (quantitative precipitation estimate, QPE) Estimación de la cantidad de precipitación que ocurrió en un área específica durante un intervalo de tiempo determinado. evaporación (de agua) (evaporation) Ver también evapotranspiración, transpiración Proceso por el que el agua pasa de estado líquido a vapor a una temperatura menor al punto de ebullición. evaporación potencial (potential evaporation) Cantidad de vapor de agua que podría ser emitido por una superficie de agua pura en las condiciones existentes. evapotranspiración (evapotranspiration) Ver también evaporación, evapotranspiración potencial, transpiración Proceso por el que el agua es transferida a la atmósfera desde el suelo por evaporación y desde la vegetación por transpiración. B-10 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

181 Apéndice B: Glosario evapotranspiración potencial (potential evapotranspiration) Ver también evapotranspiración Cantidad máxima de agua capaz de ser evaporada en un clima específico de un tramo continuo de vegetación que cubre todo el suelo y está bien suplido de agua. Por lo tanto incluye evaporación del suelo y transpiración de la vegetación de una región específica en un intervalo de tiempo determinado, expresada como profundidad. evento n años (n-year event) Ver también período de retorno Magnitud de un evento hidrológico, cuyo período de retorno es n años. exceso de lluvia (rainfall excess) La parte de la lluvia que contribuye directamente a la escorrentía superficial. F flotador (float) Ver también medidor de flotador Cualquier objeto natural o construido por el hombre que está apoyado y parcial o totalmente sumergido en agua, su movimiento vertical indica los cambios en el nivel del agua o su movimiento horizontal indica la velocidad del agua, sea en la superficie o a diferentes profundidades. flujo (flux) Ver también caudal Caudal por unidad de área de la sección transversal. flujo de follaje (throughfall) Parte de la lluvia que alcanza el suelo directamente a través del dosel de vegetación, por medio de espacios entre los arbustos del dosel y por goteo de las hojas, tallos y ramas. flujo del nivel de cauce lleno (bankfull discharge) Sin. capacidad del cauce Caudal contenido en una vía acuática sin desbordar su cauce. flujo fluvial (streamflow) Término general para el agua que fluye en un curso de agua. flujo laminar (sheet flow) Ver también erosión laminar (1) Flujo de agua en una capa relativamente delgada de profundidad casi uniforme, sobre la superficie del suelo. (2) Caudal en un canal abierto, en un conducto cerrado o a través de un medio poroso cuando las fuerzas viscosas dominan; las partículas del fluido tienen a moverse a lo largo de rutas suavemente definidas, no hay mezcla transversal significativa y no se excede el número del umbral crítico de Reynolds para el flujo turbulento. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-11

182 Apéndice B: Glosario flujo por gravedad (gravity flow) Flujo de agua debido a la gravedad flujo superficial (surface flow) Sin. escorrentía superficial; ver también flujo terrestre Parte de la precipitación que fluye sobre la superficie del suelo. flujo terrestre (overland flow) Sin. flujo hortoniano. Ver también flujo superficial Flujo de agua sobre la superficie del suelo antes de entrar a un canal definido. fórmula empírica de crecida (empirical flood formula) Fórmula que expresa caudales máximos como una función del área la cuenca de captación y otros factores. fracturación del hielo (ice fracturing) Destrucción de la cubierta de hielo después de romperse bajo el impacto de olas de crecida o del hielo que se separa de las márgenes. frecuencia de crecidas (flood frequency) Ver también probabilidad de crecidas, período de retorno Número de veces que una inundación mayor a un determinado caudal o nivel tiene probabilidad de ocurrir en un período de años dado. frecuencia de drenaje (channel frequency) Sin. densidad de drenaje Número de segmentos del río de todos los órdenes dentro de una cuenca de drenaje, dividido por su área. frente (front) (1) Zona de interfase o transición entre masas de aire de diferentes densidades (temperatura, humedad). (2) Interfase agua/agua o aire en movimiento/agua, generalmente en un medio poroso. G gradiente hidráulico (hydraulic gradient) Medida de la reducción de la cabeza hidráulica por unidad de longitud en la dirección del flujo en un conducto cerrado, un canal abierto o un medio poroso. En un canal abierto, coincide con la pendiente de la superficie del agua y en el agua subterránea con la pendiente de la superficie piezométrica. granizo (hail) Precipitación de pequeñas pelotas o pedazos de hielo de un diámetro mayor a 5 milímetros, que caen por separado o en aglomeraciones irregulares. guía de crecidas repentinas (flash flood guidance) Una estimación numérica de la lluvia promedio sobre un área específica y por el período de tiempo requerido para iniciar una inundación en ríos pequeños. B-12 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

183 Apéndice B: Glosario H hidrofóbico, en hidroquímica (hydrophobic, in hydrochemistry) Que no tiene afinidad con el agua. hidrograma (hydrograph) Gráfico que muestra la variación en el tiempo de datos hidrológicos como nivel del agua, caudal, velocidad y carga de sedimento. hidrograma compuesto (compound hydrograph) Hidrograma causado por una secuencia de eventos de precipitación cuando el caudal producido por un evento continúa durante el siguiente evento. hidrograma de curva en S (S-curve hydrograph) Hidrograma que resultaría de una serie infinita de incrementos unitarios secuenciales de exceso de lluvia agregando una serie de hidrogramas unitarios de t horas, demorando cada uno t horas con respecto al anterior. hidrograma sintético (synthetic hydrograph) Ver también hidrograma unitario Hidrograma desarrollado con base en la estimación de coeficientes relacionados con las diferentes características físicas de una cuenca de drenaje. hidrograma unitario (unit hydrograph) Ver también hidrograma unitario compuesto, hidrograma unitario instantáneo, hidrograma sintético Hidrograma de escorrentía directa que resulta de una cantidad unitaria de lluvia efectiva generada uniformemente sobre una cuenca de drenaje durante una duración específica. hidrograma unitario compuesto (composite unit hydrograph) Ver también hidrograma unitario Superposición de hidrogramas unitarios para las principales subdivisiones de una cuenca de captación grande, con los tiempos de inicio del aumento debidamente retardados por el tiempo de recorrido desde las salidas de las sub-áreas hasta la salida de la cuenca de captación. hidrograma unitario instantáneo (instantaneous unit hydrograph) Ver también hidrograma unitario Hidrograma unitario que resulta de la cantidad unitaria de precipitación efectiva aplicada a una cuenca de drenaje en un período infinitesimalmente corto. hidrología (hydrology) Ciencia que estudia el agua encima y debajo de las superficies de la Tierra; su ocurrencia, circulación y distribución en el tiempo y el espacio; sus propiedades biológicas, químicas y físicas; y su interacción con el ambiente, incluida su relación con los seres vivos. hidrología urbana (urban hydrology) Rama de la hidrología que trata la hidrología de áreas urbanas y metropolitanas, donde porciones significativas de tierra consisten de superficies prácticamente impermeables y relieves artificiales de tierra, enfatizando el efecto de los desarrollos urbanos. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-13

184 Apéndice B: Glosario hidrometeorología (hydrometeorology) Estudios de las fases atmosféricas y terrestres del ciclo hidrológico, con énfasis en las interrelaciones involucradas. hidrometría (hydrometry) Ciencia de la medición y análisis del ciclo hídrico incluidos los métodos, técnicas e instrumentos utilizados en hidrología. hielo cristalino (frazil ice) Acumulación de cristales de hielo primario en el agua y en el fondo de un cuerpo de agua, formado por aguas turbulentas superenfriadas. hietograma (hyetograph) Ver también pluviograma (1) Mapa o gráfico que muestra la distribución temporal o espacial de la precipitación. (2) Gráfico que muestra la intensidad de la precipitación en función del tiempo. higrómetro (hydrometer) Instrumento para medir la cantidad relativa de humedad en la atmósfera y para determinar el punto de rocío. histéresis,en relación nivel-caudal (hysteresis, in stage-discharge relation) Sin. lazo de la curva de gastos; ver también curva de gastos Variabilidad de la relación nivel-caudal en una estación de aforo sujeta a una pendiente de la superficie del agua variable donde, para la misma altura de aforo, el caudal en la fase de crecida es diferente que en la fase de decrecida. histograma (histogram) Diagrama de frecuencia de una variable con rectángulos proporcionales en área a la frecuencia de clase, construido sobre un eje horizontal con un ancho igual al intervalo de clase. humedad antecedente del suelo (antecedent soil moisture) Ver también índice de precipitación antecedente, déficit de humedad del suelo Nivel de humedad del suelo en una cuenca al inicio de un evento de precipitación. humedad del suelo (soil moisture) Ver también agua del suelo Agua líquida o vapor contenido en los poros del suelo encima del nivel freático. humedad disponible (available moisture) Sin. almacenamiento de humedad en el suelo, capacidad de retención de agua Agua en el suelo entre el punto de marchitamiento y la capacidad de campo. I impermeable (impervious) Sin. impenetrable Que tiene una textura que no permite que el agua pase perceptiblemente bajo la presión estática que comúnmente se encuentra en el agua subterránea. B-14 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

185 Apéndice B: Glosario índice de infiltración (infiltration index) Tasa promedio de infiltración derivada de un gráfico de intensidad de lluvia en el tiempo de tal manera que el volumen de lluvia en exceso de esta tasa sea igual al volumen de escorrentía de la tormenta. índice de precipitación antecedente (antecedent precipitation index) Ver también humedad antecedente del suelo, déficit de humedad del suelo Suma ponderada de cantidades de precipitación diaria pasada, utilizada como índice de humedad del suelo. infiltración (infiltration) Flujo de agua a través de la superficie del suelo en un medio poroso. información hidrológica (hydrological information) Resultado de analizar o integrar datos hidrológicos. intensidad de lluvia (rainfall intensity) Ver también intensidad de precipitación Tasa a la cual ocurre la lluvia, expresada en unidades de altura por unidad de tiempo. intensidad de precipitación (precipitation intensity) Ver también intensidad de lluvia Tasa a la cual ocurre la precipitación, expresada en unidades de profundidad por unidad de tiempo. intersticio capilar (capillary interstice) Sin. poro capilar Poro suficientemente pequeño para retener agua por tensión de superficie contra la acción de la gravedad. inundación (flooding) Ver también crecida (1) Desbordamiento de agua de los confines normales de una corriente u otro cuerpo de agua. (2) Acumulación de agua de drenaje sobre áreas que normalmente no están sumergidas. (3) Dispersión controlada de agua para irrigación. inundación por derretimiento de nieve (snow-melt flood) Crecida significativa de un río causada por el derretimiento de la nieve acumulada durante el invierno. isóbata (isobath) (1) Línea de contorno de igual profundidad del nivel freático debajo de la superficie del suelo. (2) Línea de igual profundidad en un lago, embalse o río. isopleta (isopleth) Línea de contorno de igual valor de una función de dos variables, como la relación de la elevación del suelo a la longitud y latitud. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-15

186 Apéndice B: Glosario isopluvial (isopluvial) Ver también isoyeta Isopletas relacionadas con lluvia para una duración específica y para un período de retorno específico. isoyeta (isohyet) Ver también isopluvial Línea de contorno que une los puntos en los cuales la cantidad de precipitación, en un período específico, es la misma. L lago formado entre glaciares (glacier-dammed lake) Cuerpo de agua acumulado detrás de láminas de hielo o en valles de montañas rodeados de glaciares. limnímetro (staff gauge; staff gage) Sin. medidor vertical; ver también escala de nivel Escala vertical graduada, fijada a un poste o a una estructura, contra la cual se puede leer el nivel del agua. limnímetro de burbuja (bubble gauge; bubble gage) Limnímetro alimentado a presión con un gas para medir el nivel del agua. lluvia fuerte Ver también aguacero Lluvia de alta intensidad. lluvia neta de una tormenta (net storm rain) Porción de lluvia durante una tormenta que entra a un canal como escorrentía directa. lluvia superenfriada (supercooled rain) Lluvia compuesta de gotas a una temperatura menor al punto de congelación. M manómetro (manometer) Dispositivo empleado para medir la presión, a menudo usando una columna de líquido en un tubo vertical o inclinado. mapa de isocronas (isochrone map) Conjunto de líneas (isocronas) en un mapa o gráfico de una cuenca de drenaje en el cual cada línea conecta puntos de igual tiempo de recorrido desde ese punto hasta la salida de la cuenca. mapa hidrogeológico (hydrogeological map) Mapa que muestra las principales características hidrogeológicas de un área de estudio como el espesor de un acuífero, datos de nivel del agua, isolíneas de la altura piezométrica, datos de calidad del agua, áreas de recarga y descarga y líneas de flujo. B-16 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

187 Apéndice B: Glosario medidor de cable lastrado (wire weight-gauge; wire weight-gage) Medidor manual de nivel que consiste de un cable o alambre fino conectado a un peso que es bajado a la superficie del agua para determinar su profundidad por debajo de un punto fijo. medidor de flotador (float gauge, float gage) Ver también flotador Medidor que consiste de un flotador colocado sobre la superficie del agua y que sube y baja con ella; su movimiento es transmitido a un dispositivo de registro o indicador. medidor de precipitación (precipitation gauge; precipitation gage) Término general para cualquier dispositivo que mide la cantidad de precipitación; principalmente un pluviómetro o un nivómetro. método de capacidad térmica (heat-capacity method) Método para determinar la humedad del suelo midiendo la capacidad térmica del suelo, que varía aproximadamente de forma lineal con el contenido de humedad. método de Thiessen (Thiessen method) Método gráfico para estimar la lluvia areal formando polígonos de las mediatrices de las líneas rectas que unen las ubicaciones de estaciones pluviométricas adyacentes. método gradex (gradex method) Método que permite la sustitución de una distribución de frecuencia de crecidas por una distribución de lluvias (para un intervalo específico de tiempo). Se basa en el comportamiento exponencial de las curvas de distribución de frecuencias para bajas frecuencias (ley de representación log-log) y supone tormentas lo suficientemente grandes para saturar el suelo. método racional (rational method) Fórmula que expresa la tasa máxima estimada de escorrentía por tormenta como el producto del área de la cuenca, la intensidad máxima de lluvia y el coeficiente de escorrentía. mitigación estructural de inundaciones (structural flood mitigation) Reducción de los efectos de inundaciones utilizando soluciones físicas, como embalses, diques, dragado y derivaciones. mitigación no estructural de crecidas (non-structural flood mitigation) Sistemas para reducir los efectos de las inundaciones utilizando medios no estructurales, como planificación de uso de suelos, sistemas de alerta previa y seguros contra inundaciones. modelo agrupado de parámetros (lumped parameters model) Modelo en el cual la cuenca de captación es considerada como una sola unidad; las variables y los parámetros por lo tanto representan valores promedio para toda la cuenca. modelo conceptual (conceptual model) Ver también modelo hidrológico Representación simplificada de la realidad, descrita por diagramas y flujogramas, gobernada por las relaciones o las leyes naturales. modelo de circulación general, MCG (general circulation model, GCM) Modelo numérico meteorológico a gran escala para simular la circulación atmosférica. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-17

188 Apéndice B: Glosario modelo de base física (physically-based model) Modelo que describe el sistema hídrico usando representaciones matemáticas básicas y leyes físicas de los flujos de masa, el momento y diferentes formas de energía. modelo de flujo (flow model) Herramienta matemática o numérica para describir y cuantificar los diferentes componentes del caudal de agua de un hidrosistema, como un modelo de agua subterránea, un modelo de caudal fluvial o un modelo acoplado de flujo que contiene todos los componentes simultáneamente. modelo de lluvia-escorrentía (rainfall-runoff model) Cualquier modelo matemático que relaciona datos de escorrentía con datos de lluvia. modelo de parámetros distribuidos (distributed parameters model) Sin. modelo distribuido Modelo que toma en consideración las variaciones espaciales en las variables y/o los parámetros dentro del dominio del modelo. modelo digital de elevación (digital elevation model) Representación computarizada de la elevación de la superficie del terreno. modelo hidrodinámico (hydrodynamic model) Modelo de flujo donde el movimiento de los fluidos es descrito por un conjunto de ecuaciones hidrodinámicas, que en general representan la combinación de una ecuación del balance de masa con una ecuación de velocidad que resulta de una relación empírica como la ley de Darcy o ecuaciones de momento como las ecuaciones de Navier-Stokes. modelo hidrológico (hydrological model) Ver también modelo conceptual Representación simplificada de un sistema hídrico. modelo numérico (numerical model) Sin. modelo digital Aproximación numérica para la resolución de un modelo matemático que consiste de un conjunto de ecuaciones que puede ser resuelto por una computadora. monitorización (monitoring) Observación, medición y evaluación estandarizada continua o frecuente de fenómenos que ocurren en el ambiente; utilizada para alertas o control. N nieve (snow) Ver también precipitación (1) Precipitación atmosférica de cristales de hielo. (2) Agregación floja y porosa de cristales de hielo o sus fragmentos sobre cualquier superficie. nivel de alarma (alarm level) Nivel del agua en, o cercano a, el nivel de inundación, el cual se considera que es peligroso y en el cual se debe comenzar a emitir alertas. B-18 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

189 Apéndice B: Glosario nivel de cauce lleno (bankfull stage) Nivel al cual el río está justo por debajo de desbordar su cauce natural. nivel de crecida (flood stage) Nivel al cual el desborde de los márgenes naturales de una corriente comienza a causar daño en cualquier parte del tramo del río. nivel de referencia (datum level) Superficie horizontal utilizada como referencia a la cual se relacionan las elevaciones. nivel de referencia de aforo (gauge datum; gage datum) Distancia vertical del cero de un aforo referido a un cierto nivel de referencia. nivel del agua (water level) Sin. nivel Elevación de la superficie de agua libre de un cuerpo de agua relativo a un nivel de referencia. número de Froude (Froude number) Número sin dimensiones que expresa la razón entre fuerzas de inercia y fuerzas de gravedad. número de Reynolds (Reynolds number) Ver también flujo laminar Número sin dimensión que expresa la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas. O observación hidrológica (hydrological observation) Medición directa o evaluación de uno o más elementos hidrológicos, como nivel del agua, caudal o temperatura del agua. onda de crecida (flood wave) Elevación del caudal hasta la altura máxima y su posterior disminución, causada por precipitación, derretimiento de nieve, falla de una represa o desfogue de una planta hidroeléctrica. orden de ríos (river order) Sin. orden de un curso de agua Número que expresa el grado de bifurcaciones de un sistema de corrientes. P percepción remota (remote sensing) Medición o adquisición de información sobre alguna propiedad de un objeto o fenómeno por un instrumento de registro que no está en contacto físico o directo con el objeto o fenómeno bajo estudio. percolación (percolation) Ver también infiltración Flujo de un líquido a través de un medio poroso insaturado, como el de agua en el suelo bajo la acción de la gravedad. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-19

190 Apéndice B: Glosario pérdidas por fricción (friction losses) Pérdidas de la energía total en el caudal de agua debido a la fricción entre el agua y las paredes del conducto, canal o medio poroso por el que fluye, incluida la fricción interna. Usualmente se expresa en unidades de altura. perfil de humedad del suelo (soil moisture profile) Curva que representa la variación de humedad del suelo en relación a la profundidad. perfil del lecho (bed profile) Forma longitudinal o transversal, en un plano vertical, del lecho de una vía acuática. período de retorno (return period) Ver también frecuencia de crecida, probabilidad de crecida Intervalo promedio de tiempo a largo plazo entre eventos en los cuales una variable hidrológica de magnitud específica es igualada o excedida. período de retorno de intensidad de lluvia (rainfall intensity return period) Tiempo promedio del intervalo en años entre la ocurrencia de lluvia de una intensidad determinada y aquella de igual o mayor intensidad. permanencia del hielo (ice laying) Sin. duración del hielo Período de tiempo desde el congelamiento hasta el rompimiento del hielo. permeabilidad efectiva (effective permeability) Permeabilidad de un medio poroso a un líquido que solo llena parcialmente el espacio del poro; la porción restante del espacio del poro es ocupada por otros líquidos. Es una función de la saturación. persistencia (persistence) Tendencia de un proceso hidrológico o serie de tiempo de recurrir o continuar, incorporando una correlación positiva entre valores sucesivos. perspectiva hidrológica (hydrological outlook) Un producto (de texto o gráfico) que puede ser emitido si las condiciones meteorológicas pronosticadas indican que podría ocurrir un evento significativo de lluvia fuerte y/o derretimiento de nieve que causaría una inundación o agravaría una inundación existente. Las perspectivas usualmente se emiten en un lapso de 36 a 72 horas antes de un evento. piezómetro (piezometer) Un pozo de observación de diámetro pequeño utilizado para medir la cabeza hidráulica del agua subterránea en acuíferos. Además, se puede usar un tubo vertical, tubería, un piezómetro de alambre vibrador o un manómetro para medir la presión de un fluido en una columna en una ubicación específica. pluviograma (rainfall intensity pattern) Sin. patrón de intensidad de tormenta; ver también hietograma Distribución de la tasa de lluvia en el tiempo. B-20 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

191 Apéndice B: Glosario pluviómetro (rain gauge; rain gage) Sin. medidor de lluvia Instrumento para medir la altura del agua de la precipitación en un punto. pluviómetro de acumulación (accumulative precipitation gauge; cumulative precipitation gauge) Pluviómetro que se monitoriza a intervalos largos de tiempo. pluviómetro de registro (recording rain gauge; recording rain gage) Sin. registrador de lluvia, pluviógrafo Instrumento que registra la altura del agua de precipitación en el tiempo. porosidad (porosity) Ver también porosidad efectiva Relación del volumen de los intersticios en una muestra específica de un medio de roca o suelo y el volumen bruto de la muestra incluidos los vacíos. porosidad efectiva (effective porosity) Sin. porosidad cinemática; ver también porosidad Volumen de los espacios vacíos a través de los cuales agua u otros líquidos pueden viajar en roca o sedimento, dividido entre el volumen total de la roca o sedimento. precipitación (precipitation) Ver también lluvia, nieve (1) Productos líquidos o sólidos de la condensación o sublimación del vapor de agua que cae de las nubes o es depositado desde el aire en el suelo. (2) Cantidad de precipitación en una unidad de superficie horizontal por unidad de tiempo. precipitación areal (areal precipitation) Ver también precipitación puntual Precipitación en un área específica expresada como la profundidad promedio del agua líquida sobre esta área. precipitación convectiva (convective precipitation) Precipitación causada por movimientos convectivas en la atmósfera. precipitación frontal (frontal precipitation) Precipitación causada por la acción de un frente debido al aire que asciende a lo largo o cerca de una superficie frontal. precipitación máxima probable (posible), PMP [probable (possible) maximum precipitation, PMP] Sin. lluvia extrema Cantidad de precipitación que es el límite superior de base física para una duración determinada en una cuenca específica. precipitación orográfica (orographic precipitation) Precipitación causada por el ascenso de aire húmedo sobre barreras orográficas. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-21

192 Apéndice B: Glosario precipitación puntual (point precipitation) Ver también precipitación areal Precipitación en un sitio particular. presa de hielo (ice jam) Sin. garganta de hielo Acumulación de shuga o hielo esponjoso con inclusiones de conglomerados debajo de la cubierta del hielo. También, hielo roto en un río que causa el estrechamiento del canal de un río, el aumento en su nivel e inundaciones locales. presa suspendida (hanging dam) Acumulación de hielo cristalino bajo una cobertura de hielo en una corriente de agua, que reduce la sección transversal del caudal. presión hidrostática (hydrostatic pressure) Presión isotrópica ejercida por el agua en reposo. probabilidad (probability) Concepto estadístico básico que expresa de alguna manera un grado de convicción o se interpreta como que limita la frecuencia relativa de ocurrencia en una serie infinita. probabilidad de crecidas (flood probability) Ver también frecuencia de crecidas, período de retorno Probabilidad de que el caudal de un río de una magnitud específica sea igualado o excedido en un período de tiempo dado. procesamiento de datos (data processing) Manejo de los datos de observaciones hasta que estén en una condición apta para ser usados para un propósito específico. procesamiento en tiempo real (real-time processing) Procesamiento concurrente de datos a su recepción. proceso de Markov (Markov process) Ver también cadena de Markov Proceso estocástico que tiene la propiedad de que la dependencia de valores futuros del proceso en valores pasados es resumida por el valor actual. pronóstico (forecast) Estimación de la magnitud y ocurrencia de un evento futuro. pronóstico cuantitativo de precipitación (PCP) (quantitative precipitation forecast, QPF) Pronóstico de la cantidad de precipitación en un área específica para algún período de tiempo en el futuro. pronóstico de crecidas (flood forecasting) Estimación del avance del nivel, el caudal, el momento de ocurrencia y la duración de una inundación, especialmente de la crecida máxima, en un punto específico de un río, como resultado de precipitación y/o derretimiento de nieve. B-22 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

193 Apéndice B: Glosario pronóstico hidrológico (hydrological forecast) Estimación de la magnitud y ocurrencia de eventos hidrológicos futuros para un período específico y para un lugar específico. proyecto multi-propósitos (multiple-purpose project) Proyecto diseñado, construido y operado para servir más de un interés o propósito, como control de inundaciones, energía hidroeléctrica, navegación, irrigación, pesquerías, suministro de agua y recreación. punta de crecida (flood crest) Sin. nivel de la cresta, nivel de la punta, cresta de inundación Elevación máxima del nivel del agua durante una inundación. R radar meteorológico (weather radar) Sistema, incluido el equipo, que utiliza radiación electromagnética dirigida, repetida y programada en el tiempo para detectar, localizar y cuantificar fenómenos hidrometeorológicos. rama ascendente (rising limb) Ver también rama descendente Parte de un hidrograma en la cual el caudal está ascendiendo hacia un máximo. rama descendente (falling limb) Ver también recesión, rama ascendente Parte de un hidrograma en la que el caudal está bajando del máximo. recesión (recession) Ver también rama descendente Período de reducción de caudal según lo indica la rama descendente de un hidrograma a partir del punto máximo. red de monitorización (monitoring network) Estaciones de medición con una distribución especial específica en una cuenca o ecosistema para la medición sistemática de variables que permita la evaluación de tendencias relacionadas (red de referencia) o comportamientos específicos (red para problemas específicos). red hidrométrica (hydrometric network) Sin. red hidrológica Agregación de estaciones hidrológicas y puestos de observación dentro de un área específica (cuenca hidrográfica, región administrativa) de tal manera que provea los medios para estudiar el régimen hidrológico. regionalización de datos (regionalization of data) (1) Extensión de los resultados del análisis de datos puntuales a una región. (2) Identificación de áreas distintivas, dentro de una región grande, que tienen características hidrológicas similares. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-23

194 Apéndice B: Glosario regresión (regression) Proceso de cuantificar la dependencia de una variable de una o varias variables. relación nivel-caudal (stage-discharge relation) Ver también curva de gastos Relación entre el nivel y el caudal en una sección transversal de un río, que puede ser expresada como una curva, tabla o ecuación. remolino (eddy) Sin. vórtice Movimiento rotativo que ocurre en un líquido que fluye. respuesta de la cuenca (basin response) Sin. respuesta de la cuenca de captación Forma en que la cuenca reacciona a un evento o a una secuencia de eventos meteorológicos. retención (retention) La parte de la precipitación que cae sobre un área de drenaje que no se integra al flujo superficial durante un período determinado. retención de humedad del suelo (soil moisture retention) Parte de la humedad del suelo retenida por tensión superficial y fuerzas moleculares contra la influencia de la gravedad. S salar (playa) Lecho de un lago que se encuentra en regiones áridas en la parte más baja de un valle cerrado que drena hacia adentro. El lecho del lago usualmente está seco, excepto después de tormentas de lluvia fuertes, cuando podría estar cubierto por una capa fina de agua que desaparece rápidamente por evaporación y/o infiltración. sedimento (sediment) Ver también escombros Material transportado en suspensión o como arrastre de fondo por el agua desde el lugar de origen hasta el lugar de depósito. sensor (sensor) Dispositivo que responde a un estímulo físico o químico. sequía hidrológica (hydrological drought) Período del estado del tiempo anormalmente seco suficientemente prolongado para causar una escasez de agua según se evidencia en caudales y niveles de lagos por debajo de lo normal y/o agotamiento de humedad en el suelo y reducción de los niveles de agua subterránea. serie de excedencia anual (annual exceedance series) Serie de tiempo de los valores más altos de eventos anuales, tales como inundaciones, superiores al valor base. B-24 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

195 Apéndice B: Glosario shuga (shuga) Un trozo de hielo blancuzco, esponjoso, algo opaco que se forma en lugar de discos de hielo si el congelamiento ocurre en agua de mar considerablemente agitada. sistema de recolección de datos (data collection system) Sistema coordinado para la recolección de observaciones de una red hidrológica y la trasmisión de estas observaciones a una instalación de procesamiento de datos. sistema de información geográfica, SIG (geographical information system, GIS) Datos manejados por un paquete de software que incorpora la superposición de diferentes niveles de características, en la forma de mapas, relacionados con tablas de datos y conjuntos de modelos. surco (rill) Canal muy pequeño, creado por la erosión, en el cual se concentra el flujo de agua. sombra pluviométrica (rain shadow) Región situada en el lado a sotavento de una montaña o cordillera donde la cantidad de lluvia es mucho menor que en el lado de barlovento. T telemetría (telemetry) Sistema de adquisición de datos o información en el cual las instalaciones de medición están lo suficientemente lejanas del sitio de presentación de datos que se hace necesario utilizar un sistema de transmisión de datos. tiempo de anticipación de pronósticos (alertas) [forecast (warning) lead time] Intervalo de tiempo entre la emisión de un pronóstico (alerta) y la ocurrencia esperada del evento pronosticado. tiempo de recorrido (travel time) Ver también tiempo de retraso Tiempo que transcurre entre el paso de un volumen de agua en un punto determinado y otro punto aguas abajo. tiempo de retraso (lag time) Intervalo de tiempo entre el centro de masa de la lluvia neta y el centro de masa de la escorrentía máxima. tramo (reach) Ver también tramo inferior, tramo superior Longitud de un canal abierto entre dos secciones transversales definidas. tramo inferior (lower reach) Ver también tramo, tramo superior Parte del canal de una corriente en la parte baja de una cuenca de drenaje. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-25

196 Apéndice B: Glosario tramo superior (upper reach) Ver también tramo inferior, tramo Parte del canal de una corriente en la región alta de una cuenca de drenaje. transmisión en tiempo real (real-time transmission) Transmisión de datos inmediatamente después de la observación. tormenta de proyecto (design storm) Tormenta de lluvia, observada o sintética, seleccionada como base para el diseño de una estructura hidráulica torrente (torrent) Agua que fluye a alta velocidad y turbulencia en un curso de agua que tiene una pendiente muy inclinada. tortuosidad (tortuosity) Relación entre la longitud real de un canal o la ruta serpenteante del agua subterránea, medida entre dos puntos y a lo largo de la línea central o trayectoria, y la distancia más corta entre esos dos puntos. transpiración (transpiration) Ver también evaporación, evapotranspiración Proceso por el cual el agua de la vegetación es transferida a la atmósfera en forma de vapor. U uadí (wadi) Sin. rambla; ver también corriente efímera (1) Canal en una región árida que se mantiene seca excepto durante tormentas de lluvia. (2) Cuenca de drenaje en una región árida que comprende un canal principal y tributarios, que podría presentar crecidas repentinas en períodos cortos de lluvias fuertes. umbral de escorrentía (threshold runoff) La escorrentía necesaria para iniciar una inundación. Es un valor fijo basado en características geográficas e hidrológicas del canal del río y la cuenca. uso de suelos (land use) Las modificaciones humanas al ambiente natural o silvestre para crear ambientes construidos como campos, pastizales y asentamientos: los usos de suelo urbano y agrícola son dos de los tipos de alto nivel más comúnmente reconocidos. V validación de un modelo (model validation) Evaluación de la capacidad de un modelo determinado específico para un sitio de ser utilizado para hacer predicciones o pronósticos suficientemente precisos. B-26 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

197 Apéndice B: Glosario velocidad efectiva (effective velocity) Sin. velocidad intersticial media Volumen de agua por unidad de tiempo que pasa a través de una unidad de área del espacio intersticial de un medio poroso. verificación del pronóstico (forecast verification) Sin. evaluación del pronóstico Determinación de la exactitud de un pronóstico a través del análisis estadístico de los errores de pronóstico. vertedero (weir) Estructura de rebalse que se puede utilizar para controlar el nivel del agua río arriba o para medir el caudal, o ambos. Z zona saturada (saturated zone) Parte de una formación porosa en la cual todos los espacios están llenos de agua. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas B-27

198 Apéndice C Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Evaluación local automatizada en tiempo real (ALERT) El sistema ALERT fue desarrollado inicialmente en la década de 1970 por el Centro de Pronósticos Fluviales de California-Nevada en Sacramento, California (U.S. Department of Commerce, 1997a), y consiste de sensores meteorológicos e hidrológicos automatizados de reporte de eventos, equipo de comunicación así como software y hardware de cómputo. En su forma más simple, los sensores de ALERT transmiten señales codificadas, generalmente a través de frecuencias de radio muy alta (VHF) y ultra alta (UHF), a una estación base, a menudo por medio de uno o más sitios de relevo o de repetidoras de radio (referirse a la Figura C.1 de U.S. Department of Commerce 1997b). La estación base, que consiste en equipo receptor de radio y un microprocesador que corre el software ALERT, recopila estas señales codificadas y las procesa convirtiéndolas en información hidrometeorológica significativa. La información procesada puede ser mostrada en una pantalla de computadora según varios criterios prestablecidos, con alarmas tanto visuales como audibles que se activan al alcanzar estos criterios. Algunos sistemas tienen la capacidad de notificar automáticamente a individuos o iniciar otras acciones programadas cuando se exceden los criterios prestablecidos. Los sistemas ALERT son redes de sensores ambientales de eventos en una vía. Cada plataforma de recolección de datos (PRD) está programada para transmitir una breve ráfaga de datos cuando es detonada por cambios ambientales (por ejemplo, recibir 1 mm de lluvia o registrar un cambio de 1 mm en la profundidad del río). Los transmisores modernos de ALERT también pueden ser programados para proveer datos de series de tiempo. El sistema ALERT estándar no se adapta bien para controles de supervisión, como operaciones de compuertas, ya que es un sistema de una vía. Sin embargo, proveedores innovadores han expandido el uso del protocolo para operar automáticamente luces intermitentes de alerta, conectar y desconectar sitios de sensores remotamente y cambiar de repetidoras de radio remotamente. Un evento típico de ALERT es que un pluviómetro basculante señale la acumulación de 1 mm de lluvia. La PRD envía un mensaje de 4-bytes utilizando modulación por desplazamiento de frecuencia a 300 baudios. La ráfaga de datos real es un pulso de 133 milisegundos de duración que contiene un número de 13 bits (0 a 8191) que identifica el sensor y un número de 11 bits (0 a 2047) que codifica el valor de los datos. El software en el sitio de recepción reconoce el identificador (ID) transmitido y decodifica el valor de los datos en unidades apropiadas de ingeniería usando información almacenada acerca del sensor. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas E-1

199 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Figura C.1 Representación esquemática de un sistema ALERT Los sistemas ALERT en uso actualmente pueden ser muy sofisticados. Algunos tienen la capacidad de desplegar información gráfica independiente o combinada (como extensión areal de una crecida, inundación de carreteras, rutas de evacuación, almacenes de depósito, hospitales y centros de población) en pantallas de proyección de gran tamaño. Además, los datos observados pueden alimentar un modelo de lluvia-escorrentía para producir pronósticos. Un sistema puede consistir de más de una estación base conectadas por redes de repetidoras para pasar información cruda sin procesar de un grupo de usuarios a otro. Sin embargo, los sistemas ALERT son básicamente sistemas de recolección de datos desarrollados para lidiar con problemas locales específicos y normalmente tienen poca o ninguna capacidad de computación en red. Los sistemas ALERT generalmente son financiados y respaldados localmente. Estos sistemas son relativamente costo-eficientes. Un nuevo sitio de sensores puede ser instalado por unos pocos miles de dólares estadounidenses. Los únicos costos recurrentes son para el mantenimiento del sitio y de los sensores (ignorado con mucha frecuencia). Los sistemas de sensores y de comunicación de datos utilizados son de baja tecnología comparados con los estándares de percepción remota disponibles hoy día, y sin embargo el impacto de tener datos en tiempo real puede ser invaluable. Al escoger ALERT, un grupo está invirtiendo en una red de sensores que es altamente funcional y puede expandirse conforme las necesidades crecen y cambian. Existen varios grupos de usuarios regionales muy activos en los Estados Unidos y continúan multiplicándose. Muchas ciudades, condados y algunos estados de ese país han instalado sistemas ALERT para lidiar con problemas de inundación causados por el aumento en la urbanización (pavimentación de superficies permeables y restricción de ríos que históricamente han tenido caudales altos o han sido propensos a las crecidas repentinas) y para proteger asentamientos en áreas de alto riesgo, como ciudades que han surgido en las bocas de los cañones montañosos. Debido a que la tecnología es relativamente simple y barata, a menudo es escogida para uso en áreas remotas y en países en desarrollo. Muchos sistemas son propiedad o reciben mantenimiento de más de una organización participante; cada miembro de ALERT es dueño o mantiene sólo una pequeña porción del sistema completo. En muchos casos, el SMHN no es dueño del equipo de un sistema particular. E-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

200 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS En algunos casos, los patrocinadores del sistema local proveen el equipo (radios, computadoras, etc.) al SMHN para uso en sus oficinas de campo, ya que reconocen los beneficios de los pronósticos y las alertas del SMHN. Versiones de proveedores privados de este software están disponibles y en uso. Ver la siguiente sección sobre el software ALERT abajo o el Capítulo 12 de U.S. Department of Commerce (1997b), así como otras fuentes para listas de referencias. Los sistemas ALERT se están utilizando en todo Estados Unidos y en algunos otros países, principalmente en Asia, Australia y América del Sur. Fortalezas y debilidades de ALERT Los sistemas ALERT representan una de las opciones más simples de telemetría (medición y transmisión automática de datos por cable, radio y otros medios desde fuentes remotas) disponibles para monitorización ambiental automatizada y esto constituye una de sus mayores fortalezas, así como una de sus mayores debilidades. Las fortalezas incluyen: 4 Los sistemas utilizan transmisión de una vía, por lo que no hay necesidad de instalar y suplir energía a un receptor en cada localización de sensores. Este menor costo inicial reduce o elimina la necesidad de paneles solares y simplifica el mantenimiento. 4 El costo fijo de la transmisión de datos es mínimo y no es necesario un protocolo de enlace (contraseña, autenticación, etc.) entre la fuente y el destino de los datos. 4 En vista de que la estación base de recolección de datos sólo necesita escuchar, en una red ALERT puede haber un número ilimitado de estaciones receptoras independientes. 4 Nuevas estaciones de sensores pueden ser agregadas fácilmente a las redes existentes. 4 Debido a que las transmisiones de datos son disparadas por eventos, los sistemas ALERT son la principal opción en tiempo real. Ofrecen transmisión inmediata solamente de los datos que cambian y no saturan los canales de comunicación con mensajes de que no hay cambios. Algunas de las limitaciones de ALERT emanan de su naturaleza asociada con eventos: 4 Dos PRD podrían, por casualidad, transmitir casi al mismo tiempo en el mismo canal de radio, por lo que las dos transmisiones podrían traslaparse parcial o totalmente. 4 Esto puede resultar en la pérdida de una o ambas transmisiones de datos. Para lluvia, esta pérdida de datos es tolerable porque cada transmisión codifica un valor acumulado y la estación base compara este valor con el último valor recibido exitosamente. Por lo tanto, un informe perdido de lluvia generalmente no causa inexactitud en los totales de lluvia, sino solamente una pérdida de información sobre su distribución temporal. 4 Los sensores de ALERT que reportan valores discretos, como profundidad del río o parámetros individuales del tiempo, deberían ser programados para que el umbral de transmisión del evento sea lo suficientemente bajo para asegurar que múltiples mensajes de datos sean enviados antes de alcanzar un nivel crítico en el sensor. Para operaciones de monitorización de tiempo severo y crecidas en tiempo real, las ventajas de ALERT en costo y eficiencia de ancho de banda sobrepasan por mucho sus limitaciones. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas E-3

201 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Cómo se usa el espectro de radio en los sistemas ALERT En los Estados Unidos, los sistemas ALERT operan en un conjunto de frecuencias específicas controladas a nivel federal designadas para la recolección de datos hidrológicos (de 169 a 171 MHz). Hasta recientemente, la mayoría de los radios de ALERT ocupaban bandas de 25 KHz dentro de esta región, pero a partir de 2005 a todos los canales de ALERT se les estrechó la banda, para ocupar bandas de 12.5 KHz. El uso de estas frecuencias por gobiernos o entidades locales es permitido cuando el uso es endosado por una agencia federal cooperante y los datos son puestos a disposición de la agencia cooperante. Un comité del grupo de usuarios de ALERT compuesto de entidades del sector público y privado está desarrollando la siguiente generación de tecnología ALERT con tasas mayores de datos, detección de errores y corrección de errores de envío, así como la transmisión de valores completos de ingeniería e información. El nuevo protocolo debería incluir la opción de usar comunicación en dos vías, permitiendo así programación remota, interrogación (polling) y control del conjunto de sensores y otros instrumentos conectados. El nuevo protocolo soportará el uso simultáneo del protocolo anterior, permitiendo así la transición gradual de los sistemas existentes. Software ALERT Varias aplicaciones de software de la estación base en uso actualmente reciben y procesan datos de sistemas ALERT. Las aplicaciones utilizadas más comúnmente corren en los sistemas operativos para PC de Microsoft Windows (ej., STORM Watch de OneRain Incorporated o DataWise) o QNX (ej., NovaStar o Hydromet). El propósito de estas aplicaciones es recolectar y archivar automáticamente los datos de la red de sensores, permitir a los usuarios de la estación base examinar los datos actuales e históricos de los sitios de medición, proveer una base para el uso de herramientas adicionales de modelamiento y análisis y enviar alarmas y notificaciones automatizadas acerca de condiciones críticas. Conforme el uso de redes de área local y de área amplia ha aumentado, algunas de estas aplicaciones han evolucionado para diseminar datos en tiempo real. Hasta recientemente, se requería que los usuarios tuvieran una estación base con acceso directo de radio a la red de sensores o que utilizaran un módem telefónico para marcar directamente a la estación base. Hoy en día, un usuario autorizado de STORM Watch en cualquier parte del mundo puede usar Internet para colocar datos de su servidor de STORM Watch en una base de datos local, procesar alarmas, disparar una notificación automática, correr modelos de pronóstico hidrológico e iniciar planes de respuesta a emergencias casi en tiempo real (con una diferencia de un par de minutos del momento del evento ambiental). Sistema integrado de observación y alerta de inundaciones (IFLOWS) Según han señalado Gayl (1999) y el U.S. Weather Service Hydrology Handbook No. 2 (1997b), el NWS de los Estados Unidos apoya una aplicación de redes y software de cómputo diseñada para ayudar a los servicios de emergencia estatales y locales así como a las oficinas del E-4 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

202 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS NWS a detectar y manejar los eventos de crecidas repentinas. El software recibe y disemina datos desde una red de sensores en tiempo real, mayormente pluviómetros, que cubre parte de la región este de los Estados Unidos. El sistema como un todo es conocido como el Sistema Integrado de Observación y Alerta de Inundaciones (IFLOWS). El sistema es bastante anticuado, pero es útil aquí como ejemplo de un enfoque que ha sido exitoso. IFLOWS fue creado a finales de la década de 1970 para asistir a las comunidades propensas a las inundaciones en los estados de los montes Apalaches con el desarrollo de sistemas automatizados de alerta de crecidas. IFLOWS es una alianza de participación en los gastos entre agencias de gobierno a nivel federal, estatal y local. Las redes IFLOWS actualmente recopilan datos de más de 1000 pluviómetros en 200 condados en todo el noreste de los Estados Unidos. El sitio web de IFLOWS es http// IFLOWS puede ser visto como una red a nivel de toda el área de sistemas tipo ALERT con capacidad mejorada e integral de comunicación de doble vía (voz, datos y texto). Si se quiere, IFLOWS puede ser configurado como un sistema independiente para una comunidad local. Por otro lado, el sistema ALERT normalmente es configurado como un sistema independiente para una entidad del gobierno local. El usuario potencial de un SLAI, durante la fase de diseño, debería considerar la configuración de la red junto con sus costos y capacidades asociadas en toda el área así como la configuración independiente junto con sus capacidades locales. IFLOWS sirve de red regional tanto de recolección de datos como de diseminación de información, es decir, el software IFLOWS opera como una red de interrogación de sistemas tipo ALERT (referirse a la Figura C.2 de U.S. Department of Commerce 1997b). Además de realizar funciones de adquisición y procesamiento de datos en tiempo real, el software IFLOWS maneja la conexión de las redes y la transferencia de información entre computadoras. Las computadoras de IFLOWS recolectan y procesan la información de los sensores remotos; actúan como concentradores de datos, permitiendo que más información pase por un canal determinado de comunicación en un período de tiempo específico, y sirven como puertos de las redes regionales de comunicación. No todos los puertos de entrada a una red IFLOWS realizan todas estas funciones continuamente. Sin embargo, todos permanecen continuamente en línea. En caso de falla de la red, una computadora IFLOWS puede funcionar como estación base independiente del tipo ALERT. El software IFLOWS utiliza un puerto de comunicación dedicado para intercambiar datos e información de texto con otros sitios de la red IFLOWS, utilizando un formato de paquete de datos con control de errores, muchas veces conocido como la columna vertebral de IFLOWS. Un sitio de interrogación designado por red dirige el tráfico a la columna vertebral, encaminando los datos a los destinos correctos y evitando colisiones entre las estaciones interrogadas. Los circuitos de comunicaciones actuales con la columna vertebral de IFLOWS utilizan radio VHF/UHF, microondas, líneas telefónicas dedicadas, satélites e internet para enviar datos entre computadoras. Esta configuración permite a cada sitio que recibe información de mediciones operar independientemente, al tiempo que permite que ese sitio también comparta datos con otros sitios de la red. El software IFLOWS además tiene la capacidad de desplegar datos de medición, establecer alarmas e intercambiar mensajes de texto con otros usuarios de la red. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas E-5

203 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Como se muestra en la Figura C.2, la red IFLOWS se divide en una serie de sub-redes, cada una de las cuales contiene una computadora del nodo de control y varios nodos remotos. Algunos nodos actúan como puentes (es decir, pertenecen a dos redes y pasan datos entre ellas). El nodo de control interroga a cada uno de los remotos de su red continuamente en turnos rotativos, solicitando que envíen nuevos datos o re-envíen datos. Todos los remotos reciben todas las transmisiones del nodo de control, mientras que sólo el nodo de control ve las respuestas a la interrogación. Un remoto responde a una interrogación cuando ve su propia dirección en el mensaje de interrogación. Después de que cada nodo de control recibe los datos de los remotos, retransmite los datos a todos los remotos. De esta manera, todos los remotos comparten los datos. La tecnología de sensores tanto para redes IFLOWS como ALERT es básicamente la misma. El software IFLOWS actualmente se limita a aplicaciones de precipitación y de escalas de nivel de ríos, mientras que ALERT puede manejar varios otros parámetros. Las redes IFLOWS tienen una infraestructura de comunicaciones de columna vertebral. Mientras que el concepto original de IFLOWS contemplaba una red totalmente basada en radio/microondas, los sistemas actuales emplean líneas telefónicas dedicadas, satélites, radios VHF/UHF y enlaces de comunicación por microondas. IFLOWS, por su misma naturaleza, integra la administración y operación del sistema. Múltiples niveles de gobierno y varias agencias en cada nivel de gobierno están involucrados en la operación de los sistemas. Los sistemas individuales usualmente forman parte de la red a nivel estatal. Las conexiones entre sistemas estatales se establecen en portales, que usualmente residen en las oficinas del NWS. Figura C.2 Representación esquemática de un sistema IFLOWS E-6 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

204 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Ventajas del intercambio de datos en IFLOWS 4 Un aspecto sumamente positivo de la arquitectura de IFLOWS es el principio de que cada nodo debería recibir los datos de los otros nodos. El nodo de control interroga a los nodos remotos cada 15 minutos y retransmite los datos obtenidos después de completar la ronda. De esta manera, cada nodo puede dar seguimiento a los eventos que están ocurriendo a su alrededor. 4 Una vez al día, el nodo de control retransmite todos los datos de ese día, permitiendo la actualización en los nodos que no pudieron recibir algunos de los datos. Limitaciones del intercambio de datos en IFLOWS El software de IFLOWS fue una aplicación bien diseñada para su tiempo. Hizo un uso creativo de los limitados recursos de hardware y software, y utilizó una arquitectura de red frugal para compartir datos de manera bastante rápida y barata entre muchos sitios lejanos. Sin embargo, la aplicación no ha progresado a la misma velocidad con la que la tecnología ha sido actualizada, ni ha cumplido con todas sus metas originales. Algunas de sus limitaciones se resumen a continuación: 4 El formato de almacenamiento de los datos propietarios impide que tanto los usuarios como las aplicaciones no PC/IFLOWS puedan acceder libremente a los datos para otras tareas. 4 El protocolo propietario de la red limita el intercambio de datos y la diseminación a métodos incluidos en PC/IFLOWS. 4 La arquitectura de interrogación y la lentitud del software instalado resultan en que el intercambio real de datos es mucho más lento que en tiempo real (algunas veces horas en vez de minutos) debido al número de sitios cubiertos hoy en día. 4 Si la interrogación de turno rotativo toma demasiado tiempo, la retransmisión no puede ocurrir y los datos no son entonces retransmitidos a los nodos locales. 4 La aplicación sólo recientemente ha comenzado a soportar más tipos de sensores de lluvia y todavía está limitado por los tipos de pluviómetros que reconoce. 4 La aplicación, la red y el intercambio de datos están absolutamente vinculados a la plataforma PC/IFLOWS los usuarios no pueden escoger otras aplicaciones para recolectar, compartir o acceder a los datos de IFLOWS sin quedar fuera de la red y sin eliminar sus propios datos de la red. Muchos dueños-operadores de SLAI en el noreste de Estados Unidos continúan usando configuraciones y software IFLOWS en sus SLAI. En vista de que IFLOWS es un sistema basado en una red, los datos de IFLOWS por lo general están disponibles para más de un sitio. El principal software/aplicación de red en uso actualmente se llama PC/IFLOWS. La siguiente lista resume los sitios de los cuales generalmente se pueden obtener datos de IFLOWS: Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas E-7

205 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS 4 US NWS AWIPS 4 PC en oficina local 4 PC en otra oficina que es parte de la red estatal de IFLOWS 4 Por internet en 4 IFLOWS PC en el sitio de un dueño-operador de SLAI Documentación del software IFLOWS y su interfaz con AWIPS se puede encontrar en E-8 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

206 Apéndice C: Descripciones de los sistemas ALERT e IFLOWS Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas E-9

207 Apéndice D Descripción del índice del potencial de crecidas repentinas (FFPI) En el oeste de los Estados Unidos, las crecidas repentinas frecuentemente ocurren en áreas de cañones con cuencas de drenaje muy pequeñas y son producto de tormentas aisladas. En distancias cortas, las características del suelo cambian significativamente entre áreas donde las crecidas repentinas son poco probables y áreas donde siempre existe la amenaza de crecidas repentinas sin importar el historial reciente de lluvias. En el (mayormente) árido oeste, los esfuerzos por determinar con precisión la amenaza de crecidas repentinas para cada cuenca (y celda de la malla) se ven actualmente dificultados por el estado de desarrollo de los modelos distribuidos, como se indicó en el Capítulo 5 y también por valores no representativos de la guía de crecidas repentinas (FFG) para áreas con características geográficas bastante variables. En estas áreas, se considera que los valores de FFG son demasiado altos como resultado de valores de ThreshR cuestionables. Esto puede deberse a supuestos incorrectos de frecuencia de retorno (mediciones del intervalo promedio entre crecidas de determinada dimensión), resultados cuestionables de hidrogramas unitarios o datos de baja resolución del modelo digital de elevación (MDE). La FFG toma en consideración las propiedades de la lluvia de una tormenta (intensidad, volumen, ubicación) y las propiedades de la escorrentía (tránsito de avenidas, volumen, momento) pero no contempla totalmente los parámetros geográficos (pendiente, vegetación, suelos, uso de suelos) que contribuyen a la amenaza de crecidas repentinas para una cuenca en particular. Actualmente, la tecnología de radar es una de las principales fuentes de información de crecidas repentinas en el oeste. La precipitación estimada por el radar es colocada en mapas de cuencas pequeñas por el sistema de Monitorización y Predicción de Crecidas Repentinas (Flash Flood Monitoring and Prediction, FFMP). Estas cuencas son entonces codificadas por colores para indicar la precipitación estimada y el potencial de crecidas repentinas. El factor desconocido en este proceso son las características de esas cuencas codificadas por colores. Diferentes intensidades de lluvia pueden causar variaciones en las dimensiones de las crecidas repentinas dependiendo de las características de las cuencas. El FFMP sobrepone mapas de precipitación en las cuencas cuyas características hidrológicas son desconocidas para el pronosticador. Tienen las cuencas grandes cantidades de superficies impermeables? Están desnudas de vegetación o están más bien cubiertas de bosques frondosos? Tienen laderas/ terrenos escarpados o son más bien planas? Han sido alteradas las características hidrológicas de una cuenca por incendios forestales? Las respuestas a estas preguntas son críticas en el proceso de análisis para emitir una alerta de crecida repentina. Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas D-1

208 Apéndice D: Descripción del índice del potencial de crecidas repentinas (FFPI) Un abordaje para determinar una amenaza significativa de crecida repentina para cuencas con parámetros geográficos altamente variables es el Índice del Potencial de Crecidas Repentinas (Flash Flood Potential Index, FFPI) desarrollado por la Región Oeste del National Weather Service. El abordaje del FFPI se enfoca en tres preguntas: 4 Se pueden identificar las propiedades fisiográficas que hacen a un área susceptible a crecidas repentinas? 4 Cuáles cambios en estas características y propiedades aumentan o reducen la susceptibilidad de un área a las crecidas repentinas? 4 Pueden las áreas susceptibles a crecidas repentinas ser identificadas, en relación con las otras, con base únicamente en estas propiedades? Como indicó Smith (2003) varios factores fisiográficos que contribuyen a la posibilidad de una crecida repentina ocurren en cualquier área de drenaje. La textura y la estructura del suelo son importantes para determinar las características de retención de agua e infiltración. La pendiente y la geometría de la cuenca determinan comportamientos como la velocidad y la concentración de la escorrentía. La vegetación y el dosel del bosque afectan la intercepción de la precipitación. Las prácticas de uso de suelo, en particular la urbanización, pueden tener un rol significativo en la infiltración de agua, la concentración y el comportamiento de la escorrentía. En conjunto, estas características algo estáticas pueden ofrecer información acerca de la respuesta hidrológica y el potencial de crecida repentina inherente a un área específica. Sin embargo, al cambiar otras características, el potencial de crecida repentina podría adquirir aspectos más dinámicos. Por ejemplo, cambios en la vegetación o variaciones estacionales en un bosque caducifolio podrían aumentar o reducir la respuesta hidrológica asociada con eventos de lluvia similares. Tal vez el efecto más significativo es el de un incendio forestal, donde se podría formar una capa de suelo hidrofóbico, impermeable a la infiltración de agua, debido a la quema del material orgánico. En este caso, el potencial de crecida repentina podría aumentar de forma dramática dependiendo del evento. Un FFPI estático fue derivado para cada cuenca en el oeste de Estados Unidos utilizando álgebra de mapas SIG en cuatro conjuntos de datos de malla (compuestos de pixeles, ej., mapas de bits) vinculados a la respuesta hidrológica y remuestreados a una malla algo gruesa de 400 metros: 4 Malla de porcentaje de pendiente (factor de pendiente del terreno) 4 Malla de volumen de roca (porcentaje de fragmentos de roca afecta la infiltración) 4 Malla de suelo fraccionado (porcentaje de arcilla, arena, etc.) 4 Malla de densidad forestal D-2 Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas

209 Apéndice D: Descripción del índice del potencial de crecidas repentinas (FFPI) NOAA/NWS Figura D.1 Ejemplo del FFPI estático relativo para porciones del sur de Utah Las mallas de pendiente provienen del conjunto de datos del Modelo Digital de Elevación (MDE) del USGS. Las mallas de roca y suelo se originan de la Base de Datos Geográficos de Suelos de los Estados (State Soil Geographic Database, STATSGO) del Servicio Nacional de Conservación de Recursos (National Resources Conservation Service, NRCS), mientras que la malla forestal proviene del conjunto de datos del Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (Advanced Very High Resolution Radiometer, AVHRR) de NOAA. Los conjuntos de datos fueron todos georegistrados previo a su manipulación y remuestreados a una resolución consistente utilizando un método bilineal (vecino más cercano). Se asignó igual peso de ponderación a cada capa de datos y se asignaron indicadores de crecidas repentinas sin unidades (valores numéricos del 1 al 10). Sin información sobre eventos observados es difícil saber cómo ponderar cada capa. Hasta que se generen estas capas de datos observados, las capas de los insumos recibieron igual peso, con la excepción de la capa de pendiente. Esta capa recibió un peso ligeramente mayor que las otras debido a su influencia significativa sobre el desarrollo de crecidas repentinas. Se anticipa un esquema de ponderación más robusto cuando datos de eventos observados de crecida repentina sean incluidos en el análisis. Un ejemplo del FFPI relativo en el área del Río Virgin en el sur de Utah producido por el Centro de Pronósticos de la cuenca del Río Colorado del NWS en Salt Lake City, Utah, se muestra en la Figura D.1 de Smith (2002). Guía de referencia para sistemas de alerta temprana de crecidas repentinas D-3