Modelos de estimación de pérdidas por sismo y huracán en América Latina

Transcripción

1 Modelos de estimación de pérdidas por sismo y huracán en América Latina Mario Ordaz La Ingeniería Estructural ante riesgos naturales A 20 años de Gilberto Cancún septiembre de 2008

2 Objetivo Presentar las principales características de algunos modelos de estimación de pérdidas por sismo y huracán en América Latina Describir su uso actual y algunos de sus impactos

3 Introducción A diferencia de lo que ocurre con otros riesgos, en los llamados riesgos catastróficos la ocurrencia de grandes eventos es poco frecuente Por esta razón, no es posible construir modelos actuariales, puramente empíricos, de las pérdidas Es necesario, por tanto, recurrir a los llamados modelos de ingeniería para estimar la frecuencia de ocurrencia de valores de pérdida

4 4.50% 4.50% 4.00% 4.00% 3.50% 3.50% 3.00% 3.00% 2.50% 2.50% 2.00% 2.00% 1.50% 1.50% 1.00% 1.00% 0.50% Pérdidas por evento Pérdida acumulada Pérdidas por evento Prima pura Pérdidas por evento 45.0% 40.0% 35.0% 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.00% Tiempos de ocurrencia y pérdidas causadas: inciertos 0.0%

5 % 1.0% 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% Pérdida Frecuencia anual de excedencia

6 Introducción En forma de un sistema de cómputo, el primero de estos modelos fue desarrollado alrededor de 1990 (Instituto de Ingeniería, UNAM CENAPRED) para la Ciudad de México Poco a poco, se han ido desarrollando modelos para otros países de la región. Describiremos las características principales de estos modelos

7 Introducción Los sistemas, cuyo desarrollado empezó hacia 1997, trajeron algunas innovaciones al estado del arte en ese entonces: El uso de medidas ingenieriles de la intensidad sísmica (en vez de la escala MM). Consideración precisa de los efectos de sitio El uso de relaciones de vulnerabilidad de base física (y no empírica)

8 Visión general Como todos los modelos de estimación de pérdidas, los que se describen están basado en tres procesos principales: Estimación de peligro Evaluación de vulnerabilidad Cálculo de pérdidas económicas (consideraciones de técnica de seguros)

9 Ecuaciones principales Las cantidades básicas a estimar son las tasas de excedencia de valores de pérdida neta de una compañía de seguros: ν ( p ) = Pr( P > p evento i) F eventos i donde P es la pérdida neta para la compañía de seguros, la cual resulta de la adición de numerosas pérdidas individuales, generalmente correlacionadas y Fi es la frecuencia anual de ocurrencia del evento.

10 Vulnerabilidad estructural Movimiento del suelo Costo del daño

11 Vulnerabilidad estructural La investigación reciente ha mostrado que la distorsión de entrepiso (γ) está fuertemente correlacionada con el daño estructural.

12 Vulnerabilidad estructural Evaluada en dos pasos: γ se estima con un modelo simple de flexión-cortante Viga de flexión Viga de corte H Conectores axialmente rígidos Z

13 Vulnerabilidad estructural La distribución de probabilidad del daño se calcula como función de la distorsión de entrepiso y el sistema estructural. Esta es la pérdida bruta para la compañía de seguros, a la que se asigna una distribución Beta E(β γ i ) γ i

14 Estimación de pérdida neta Valor expuesto Límite Deducible β β N Pérdida bruta Pérdida neta β N 0 = β D L D if β < D if D < β < L if β > L

15 Condiciones de póliza o contrato Cesión proporcional Retención proporcional Límite por evento XL Responsabilidad de la compañía de seguros Responsabilidad del reasegurador Prioridad

16 PML (Pérdida máxima probable) Pérdida máxima probable (PML) es un estimador de las pérdidas que podrían acontecer después de un temblor catastrófico Usualmente se define como la pérdida asociada a un periodo de retorno predeterminado Esta cantidad se usa para evaluar, por ejemplo, la solvencia de una compañía de seguros, o en la planeación de programas de reaseguro

17 Estimación de prima pura La prima pura es el valor esperado de la pérdida anual Puede calcularse por integración de ν(p)

18 Caso de México Desarrollado por el Instituto de Ingeniería, UNAM y ERN Ingenieros Consultores S.C. El modelo incluye 650 fuentes sísmicas, correspondientes a 20 provincias tectónicas Utiliza 4 diferentes leyes de atenuación, dependiendo del tipo de sismo

19 " C A R A C O L " T E X C O C O A E R O P U E R T O Latitud Longitud

20

21 General Results

22 Resultados por edificio

23 Prima pura Tijuana, B.C. 0.01% Mexicali, B.C. 0.11% CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO Oficinas, 15 pisos Concreto reforzado Construido en 1980 Sin irregularidades Sin golpeteo Sin daño previo Cabo San Lucas, B.C.S. 0.01% Puerto Vallarta, Jal. 0.16% Monterrey, N.L % Puebla, Pue. 0.03% Guadalajara, Jal. 0.06% Acapulco, Gro. 0.37% Oaxaca, Oax. 0.09%

24 PML Tijuana, B.C. 0.2% Mexicali, B.C. 4.75% CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO Oficinas, 15 pisos Concreto reforzado Construido en 1980 Sin irregularidades Sin golpeteo Sin daño previo Cabo San Lucas, B.C.S. 0.2% Puerto Vallarta, Jal. 8.85% Monterrey, N.L. 0.00% Puebla, Pue. 1.39% Guadalajara, Jal. 1.6% Acapulco, Gro % Oaxaca, Oax. 4.96%

25 1.141% 0.961% 1.078% EDIFICIO Oficinas, 15 pisos 2.449% Concreto reforzado Construido en 1980 Sin irregularidades Sin golpeteo Sin daño previo Zone G 1.206% 0.728% 0.053% 0.786% 0.053% 1.599% 0.617% 0.622% 0.605%

26 35.61% 33.64% 38.17% EDIFICIO Oficinas, 15 pisos 58.61% Concreto reforzado Construido en 1980 Sin irregularidades Sin golpeteo Sin daño previo Zone G 35.44% 26.54% 2.39% 26.66% 2.38% 41.86% 25.5% 23.2% 24.6%

27 Uso en la industria aseguradora Desde 1998, la CNSF (Comisión Nacional de Seguros y Fianzas) adoptó este modelo como un estándar industrial para evaluar el riesgo sísmico de carteras de edificios asegurados Las compañías de seguros deben evaluar sus carteras cada tres meses Los resultados de la evaluación determinan el tamaño de sus reservas técnicas y la velocidad a la cual deben ser constituidas Se evalúan cerca de 1,000,000 de inmuebles cada tres meses

28 Principales impactos Antes: Existía un PML de mercado: 9% de los valores asegurados del cúmulo Cd. de México + Acapulco, independientemente de las políticas de suscripción (la salud de la cartera). Esto desestimulaba las buenas prácticas de suscripción Ahora: Cada compañía tiene su propio PML, que depende de sus prácticas de suscripción (dispersión geográfica, inspecciones, etc)

29 Principales impactos Antes: Las primas y las reservas dependían débilmente del riesgo real enfrentado. En consecuencia, las compañías aseguraban edificios casi sin hacer preguntas. Ahora: Las reservas (y el costo del reaseguro) dependen del riesgo realmente enfrentado. Por tanto las compañías hacen más preguntas acerca de la localización y características estructurales. La compañías y sus clientes están mucho más concientes de la existencia del riesgo sísmico y sus factores.

30 Otras aplicaciones El nivel relativo de riesgo sísmico de las principales 100 ciudades en México es conocido. Los esfuerzos de prevención y mitigación pueden hacerse ahora con prioridades más razonables. El gobierno y las instituciones privadas tienen mejores herramientas para negociar sus programas de seguro y reaseguro.

31 Colombia Desarrollado por la Universidad de Los Andes (1a fase) y las empresas ERN Ingenieros Consultores S.C, ERN Colombia e ITEC Ltda.

32 Evaluación de amenaza Nuevas leyes de atenuación (incluyendo datos del sismo de enero de 1999). Incorporación de información tectónica reciente Uso de la información más reciente de la Red Sismológica Nacional de Colombia

33 Ciudades incluidas Incorpora los resultados de los estudios de microzonificación sísmica de estas ciudades: Santa Fe de Bogotá Pereira Popayán Medellín Armenia Manizales Cali

34 Bogotá ZONA PERIODO (SEG) ZONA PERIODO (SEG) ZONA PERIODO (SEG) ZONA PERIODO (SEG)

35 Pereira

36 Primas puras STA. MARTA 0.13 RIOHACHA 0.14 CARACTERÍSTICAS DEL EDIFICIO CARTAGENA 0.53 Oficinas, 15 pisos Concreto reforzado MONTERÍA 1.02 MEDELLIN 1.03 QUIBDÓ 3.98 PEREIRA 1.91 CALI 1.49 CÚCUTA 2.23 ARAUCA 0.35 TUNJA 1.55 BOGOTÁ 0.82 V/VICENCIO 1.66 Sin irregularidades Sin golpeteo Sin daño previo Localizado en roca POPAYÁN 1.14 PASTO 1.94 NEIVA 1.59

37 EDIFICIO 5, 10 y 15 pisos Concreto reforzado Sin irregularidades Sin golpeteo Sin daño previo ZONA ZONA ZONA Muros Pórticos ZONA ZONA

38 Colombia La posibilidad de utilizar estos modelos en la regulación gubernamental es estudiada actualmente por las autoridades colombianas

39 Caso del Perú Impulsado principalmente por las necesidades de la industria aseguradora Estudios básicos desarrollados por el CISMID Mejor microzonificación de Lima Funciones de vulnerabilidad cuidadosamente determinadas y con algunas innovaciones que están siendo adoptadas en otros sistemas

40 Caso del Perú PML (%) CURVA PML- LIMA Y CALLAO PERIODO DE RETORNO (Años)

41 Caso del Perú La posibilidad de usar modelos de estimación ha sido ya incorporada a la normatividad de la industria aseguradora peruana

42 Caso de Chile Desarrollado por la Universidad Católica de Chile y las empresas RISKO y ERN Ingenieros Consultores S.C.

43 Caso de Chile

44 Caso de Chile

45 Caso de Nicaragua Desarrollado por la empresa ERN Ingenieros Consultores S.C., bajo contrato con el Banco Mundial

46 Nicaragua

47 Nicaragua

48 Nicaragua

49 Nicaragua

50 Riesgo hidrometeorológico Recientemente, la CNSF y la AMIS patrocinaron el desarrollo de un sistema de estimación de pérdidas por fenómenos hidrometeorológicos: Huracán (viento y marea de tormenta) Tsunami Granizo Inundaciones

51 Cálculo general de pérdidas B Peligros C Acumula primas netas totales y retenidas del escenario A Escenarios Pólizas B Determina fdp de la pérdida en el escenario (media, varianza total, P0, P1, expuesto) A Edificios C Calcula pérdida bruta Calcula efecto de seguro individual (I, S) Calcula primas totales Determina tasas por peligro y agrega tasas Calcula efecto de reaseguro XL Calcula efecto de seguro colectivo (A, S) Determina PML Calcula factor de retención Fin

52 Trayectorias perturbadas

53 Huracán Wilma Velocidad de Viento

54 Funciones de Vulnerabilidad Ejemplos para algunos tipos de Usos 1 Resumen Función de Vulnerabilidad Inmueble y Contenidos Pérdida Casa Residencial 1 nivel Oficinas 1 nivel Hotel 1 nivel Restaurante 1 nivel Bodega (5 mts) Tirante (m) Pendiente calibración

55 Sistema RH El sistema entró en operación en enero de 2008 Se usa, a semejanza del de sismo, para regular la solvencia de las compañías de seguros en México

56 Conclusiones Herramientas útiles para la regulación gubernamental Útiles para evaluar la exposición no sólo de compañías de seguros sino también de ciudades o países enteros Su utilización e impacto van en aumento

57 Implicaciones de no evaluar el riesgo Si los daños futuros no son un componente del proceso de planificación, es casi imposible mantener recursos presupuestales para reducir los mencionados daños potenciales. La falta de estimaciones probabilísticas del riesgo de desastre tiene serias implicaciones: 1. No se planifica el costo de la reconstrucción por adelantado. 2. Se pierde el principal incentivo para promover la mitigación y prevención del riesgo