ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS. Presentación de Avances

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2 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS Presentación de Avances CNSF Septiembre 29, 26

3 Entrega de informe final: septiembre 3 Entrega de sistema: diciembre 31 Avances en: Cálculo de los peligros Vulnerabilidad Sistema Hidro-AMIS

4 Participante Dr. Eduardo Reinoso Angulo Dr. Mario Ordaz Schroeder Dr. Shri Krishna Singh Dr. Modesto Ortiz Dr. Rodolfo Silva Casarín Dr. Óscar Fuentes Mariles Dr. Ramón Domínguez M. en I. Benjamín Huerta G. M. en I. Antonio Zeballos M. en I. Carlos E. Avelar M. en I. Edith Vega Ing. José Juan Hernández Ing. Edgar Osuna Dra. Sandra Santa Cruz Institución Instituto de Ingeniería UNAM Instituto de Ingeniería UNAM Instituto de Geofísica UNAM CICESE, Ensenada Instituto de Ingeniería UNAM Instituto de Ingeniería/CENAPRED Instituto de Ingeniería UNAM ERN ERN ERN ERN ERN ERN ERN Función o Especialidad Coordinación general del proyecto Ingeniería de riesgos, Tsunami Tsunami Tsunami Ingeniería de Costas, Marea, Oleaje Inundación Inundación Tsunami, Coordinador del sistema Granizo, Ingeniería de riesgos Viento, Calibración con daños históricos Inundación SIG, Sistemas Sistemas Ingeniería de riesgos, probabilidad

5 Beneficios Para la CNSF Fijar reservas con criterios técnicos Para las compañías de seguros Herramienta técnica auxiliar para: conocer su exposición fijar primas negociar reaseguro fijar cúmulos

6 Datos para el sistema Bienes asegurados Inmueble Contenidos Pérdidas consecuenciales Bienes bajo convenio expreso Tipo de carteras (una sola base de datos) Individuales Colectivas (agrupadas, semiagrupadas) Datos de cada edificio (obligatorios y optativos) Referencia Financieros Localización Estructura

7 CÁLCULO GENERAL DE PÉRDIDAS

8 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, P, 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

9 Avances conceptuales Se han formalizado los siguientes conceptos: escenario, póliza, edificio Lo anterior permite un esquema computacional más claro y simple. Todo el código de cálculo actuarial de pérdidas es compartido por todos los peligros Sólo se programan módulos específicos de un peligro para el cálculo de pérdidas brutas

10 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR: HURACÁN Presentación de Avances

11 Bases del método En principio, y sólo conceptualmente, generación de un catálogo de huracanes artificiales, con probabilidades anuales de ocurrencia asignadas empíricamente Para simular huracanes se perturban: a) las trayectorias de huracanes observados; b) algunos parámetros como velocidad ciclostrófica y P. Se dispone de un modelo paramétrico para relacionar estas variables con las velocidades de viento y alturas de marea en puntos arbitrarios

12 Trayectorias perturbadas

13 Trayectorias perturbadas La perturbación de la trayectoria se realiza como en un proceso bidimensional de Wiener, con media igual a la posición observada y varianza creciendo linealmente con el tiempo Esto permite conocer la distribución de probabilidad de la posición del huracán simulado en cualquier punto, lo cual permite no tener que simular materialmente los huracanes más que para hacer calibraciones

14 Calibración Cómo sabemos que el proceso de simulación es adecuado? Cozumel Jalapa 1, 1, Vmax 1 Vmax , 1, Tr , 1, 1, Tr Falta adicionar seudo-huracanes o ventarrones en el interior

15 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR: VIENTO Presentación de Avances

16 Modelo paramétrico para el cálculo de la velocidad de viento en un punto arbitrario Silva et al. (22) Aviso de huracán: Localización del ojo (latitud, longitud) Velocidad (km/h) Presión central (mb) Radio ciclostrófico (km) R =.4785 Po Velocidad de Viento (km/h) ( v R F ( )) W =.886 F U +.5V cos θ + β

17 Huracán Wilma Velocidad de Viento

18 Catálogo de huracanes históricos para los Océanos Atlántico y Pacífico Océano Atlántico: 1351 huracanes (1851 a 25) Océano Pacífico: 795 huracanes (1949 a 25)

19 Velocidad de Viento en Tierra Efecto de la fricción con la superficie del terreno Variación de la velocidad de viento con la altura Topografía Regional

20 Variación de la velocidad de viento con la altura y para diferentes tipos de terreno Frz-T1 Frz-T2 Frz-T3 Frz-T4 4 tipos de terreno (rugosidad): Campo abierto plano. Árboles o construcciones dispersas. Arbolado, lomeríos, barrio residencial. Muy accidentado, centro de ciudad. Z (m) altura 5 m 1 velocidad como porcentaje de la velocidad gradiente m Frz centro de ciudad suburbano litoral 77

21 Factores de Topografía Sitios: Protegidos (F T =.8) Normales (F T =1.) Expuestos (F T =1.2) Acapulco Muy importante: Ubicación precisa del inmueble Valle de México

22 Vulnerabilidad Muy importante la información precisa de: Tipo de inmueble (Industrial, Tipo Edificio, Otros) Tipo de cubierta (Ligera, Pesada) Número de pisos Uso del inmueble (Hotel, Vivienda, Bodega, etc. )

23 Funciones de Vulnerabilidad Pérdida (%) 1% 9% 8% 7% 6% 5% Industrial con muros ligeros y cubierta ligera Industrial con muros macizos y cubierta ligera Industrial con muros ligeros y cubierta pesada Industrial con muros macizos y cubierta pesada Marcos Marcos y muros Muros de carga de mampostería 4% 3% 2% 1% % Velocidad (km/hr)

24 Factores que incrementan la vulnerabilidad de las construcciones Forma de la cubierta. Irregularidad en planta. Postes de luz o teléfono, anuncios espectaculares o árboles que se encuentren cerca de la construcción y que en caso de colapsar pudiesen dañarla. Objetos que se encuentran en la azotea del inmueble y que al presentarse fuertes ráfagas de viento pueden desprenderse y dañar la construcción. Tamaño de cristal en fachadas. Tipo de cristal (templados, no templados, con películas anti-impacto). Apoyo de cristales (aluminio, acero, madera, vidrio ó sin marcos). No contar con elementos de protección en ventanas. Porcentaje de cristal en fachadas y domos respecto al área expuesta total. Porcentaje de tablarroca, plástico, lámina en fachadas y techos respecto al área expuesta total.

25 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS MAREA DE TORMENTA Presentación de Avances

26 BEATRIZ PRISCILLA Sin nombre Sin nombre SIMONE BUD ROSA FERNANDA Sin nombre ORLENE OLAF OLIVIA Sin nombre OLIVIA DOUGLAS Sin nombre Sin nombre CRISTINA BRIDGET Sin nombre ESTELLE LESTER RICK PAULINE NOMBRE H5 H4 H3 H2 H1 TS TD P T A V Mes Año #

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28 Playa del Carmen, Quintana Roo Isla de Cozumel, Quintana Roo. Cancún, Quintana Roo. Progreso, Yucatán Campeche, Campeche. Ciudad del Carmen, Campeche. Paraíso, Tabasco. Coatzacoalcos, Veracruz. Veracruz, Veracruz. Altamira Tampico, Tamaulipas.

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30 Puerto Madero, Chiapas. Santa María Huatulco, Oaxaca. Acapulco de Juárez, Guerrero. Ixtapa Zihuatanejo, Guerrero. Lázaro Cárdenas, Michoacán. Manzanillo, Colima. 1 Puerto Vallarta, Jalisco San Blas, Nayarit. Mazatlán, Sinaloa. Guaymas, Sonora. Los Cabos, Baja California Sur. Ensenada, Baja California

31 ηv x = ( τ + τ ) s b ρgh η v = τ s = τ b = H = h+ η η = h = g = Sobrelevación debida al viento Tensión tangencial debida al viento Tensión tangencial debida a la fricción de fondo Profundidad total Sobrelevación por marea de tormenta Profundidad del agua en el ojo del huracán. Aceleración de la gravedad en m/s 2 Pa Kw x h η = + ln 1 gh ( η) η Marea de Tormenta - Wilma (25) Cancún K ρ = ρ P a = aire agua C D Presión atmosférica en el punto de evaluación (playa) en milibares Coeficiente de arrastre del aire η (m) w = x = Componente normal de velocidad del viento a la playa en m/s Distancia entre el ojo del huracán y el punto de interés (playa) menos el radio ciclostrófico /1/19/ 25/1/19/14 25/1/2/1 25/1/21/6 25/1/22/2 25/1/22/22 25/1/23/18 25/1/24/14

32 Inventario de inmuebles Casa dos niveles 1 Función de Vulnerabilidad Casa un nivel.8 Pérdida Casa Residencial 1 nivel Casa 2 niveles Tirante (m) Daño asociado a inundación

33 Inventario de inmuebles Hotel o Villas en primer Nivel Descripción Porcentaje Daño en los contenidos para diferentes del valor profundidades (m) Habitación sencilla Cama 11.3% 2% 9% 1% 1% 1% Mesas de noche.9% 2% 3% 9% 1% 1% Lámparas.9% % % 7% 9% 1% Teléfono.27% % % 1% 1% 1% Tocador/espejo 2.71% 5% 5% 8% 9% 1% Televisión 1.81% % % 1% 1% 1% Clóset 1.36% 5% 4% 6% 7% 1% Ganchos.23% % % 8% 8% 8% Plancha.32% % % 1% 1% 1% Burro.14% 5% 4% 8% 9% 1% Caja seguridad 1.58% % % 2% 5% 6% Cortinas/baño.23% % 1% 2% 3% 3% Secadora.23% % % 1% 1% 1% Cafetera.23% % % 1% 1% 1% Mesa 1.36% 3% 3% 5% 8% 9% Sillas.68% 3% 3% 7% 8% 9% Minibar 1.58% 5% 5% 7% 9% 1% Cortinas.9% % 4% 8% 8% 9% Ropa/cama 1.13% % 1% 1% 1% 1% Adornos.45% % % 3% 1% 1% Otros Ventanas.9% % % 1% 2% 2% Pintura.23% 1% 4% 8% 1% 1% Instalación eléctrica 3.61% % 3% 6% 1% 1% Aire Acondicionado 6.78% % % % 6% 1%

34 Funciones de Vulnerabilidad Ejemplos para algunos tipos de Usos 1 Resumen Función de Vulnerabilidad Inmueble y Contenidos.8.6 Pérdida.4.2 Casa Residencial 1 nivel Oficinas 1 nivel Hotel 1 nivel Restaurante 1 nivel Bodega (5 mts) Tirante (m) Pendiente calibración

35 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR: MAREMOTO Presentación de Avances

36 Asesores Dr. Modesto Ortiz Figueroa Departamento de Oceanografía Física Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California Metodología de Peligro de Maremoto basada en la propuesta de Sistema Regional de Alerta de Tsunamis mediante la detección temprana y la simulación numérica Dr. Mario Ordaz (Instituto de Ingeniería, UNAM) y Dr. Shri Krishna (Instituto de Geofísica, UNAM)

37 Modelos de generación de Maremotos Locales Consideraciones en México

38 Planos de generación 189 Planos de Generación (celdas de 3x3 km 2 ) Fte 1 Fte 2 Fte 3 Fte 4 Fte 5 Fte 6 Fte 7 Fte 8 8 fuentes sísmicas = 63 escenarios

39 Resultados en 172 localidades Localidades analizadas

40 Ejemplo de resultados Alturas máximas de ola para el escenario propuesto

41 Calibración (Acapulco) 1..1 λ (A).1. V-R Acapulco CENAPRED Acapulco NOAA Acapulco Geist 26 Green S=.6 Green s=1 Green s=1 Alim=.5 Green s=1 Alim=.25. Green s=1 Alim=.75 suave A (m)

42 Tirantes de inundación h max d Funciones de vulnerabilidad de Marea

43 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR: INUNDACIÓN Presentación de Avances

44 Asesores Modelo de flujo en cauces y llanuras de inundación Dr. Óscar. Fuentes Mariles Dr. Ramón Domínguez Mora Metodología Alterna Coordinación de Hidráulica Instituto de Ingeniería

45 Modelo de flujo en cauces naturales Ecuacionesde Saint-Venant ( Av )) x = B y t Modelos Matemáticos y x = v g v x + 1 g v t + S f Parámetros necesarios: Topografía de detalle (1-5 m desde las orillas) Carreteras Puentes Árboles Perfil de los ríos Secciones transversales de los ríos (25-5 m) Hidrogramas de entrada Calibración de los resultados

46 Modelo de flujo en cauces naturales HIDROGRAMAS DE LA SV2 Flujo Permanente y no Permanente GASTO (m 3 /s) La Begoña TIEMPO (Días) La Begoña II TR=2 TR=5 TR=1 TR=1 TR=5 Río Laja 6 Km 9,679 km 2 Río Querétaro-Apaseo Km 2,785 km ELEVACIÓN (msnm) 1,795 1,79 1,785 1,78 1,775 1,77 1,765 1,76 1,755 1, CADENAMIENTO ELEVACIÓN (msnm) 1,82 1,81 1,8 1,79 1,78 1,77 1,76 1,75 1, CADENAMIENTO TALWEG BORDO IZQUIERDO BORDO DERECHO

47 Modelo de flujo en cauces naturales Simulación Flujo Bidimensional Tr=2 años Tr=5 años Tr=1 años Tr=1 años

48 Resultados Malla regular 4 x 4 m CELAYA TUXTLA Malla regular 5 x 5 m VILLAHERMOSA Malla regular 1 x 1 m

49 Metodología Alterna Parámetros necesarios: Lluvia de 24 horas Zonificación de la república mexicana por regiones pluviográficas Ubicación de ríos Relación de precipitación/escurrimiento Distancia 25 m

50 ESTUDIO METODOLÓGICO SOBRE LA ESTIMACIÓN DEL VALOR DE LAS PÉRDIDAS ORIGINADAS POR: GRANIZO Presentación de Avances

51 Amenaza de granizo en México PELIGRO POR CAÍDA DE GRANIZO Muy alto Alto Medio Bajo Casi nulo Fuente: Servicio Meteorológico Nacional El granizo es un fenómeno muy localizado que afecta a zonas con determinadas características. La parte central del país, así como zonas altas de los estados de Chihuahua y Durango son las partes de mayor peligro de tormentas de granizo.

52 Medición de la intensidad Medida de intensidad adoptada: la energía cinética por unidad de área del granizo. Mide tanto la masa del granizo como su velocidad En México los registros sobre eventos pasados de tormentas de granizo son muy escasos. Son pocos los datos técnicos que se pueden emplear en la construcción de modelos de ocurrencia futura de eventos. Se ha construido un modelo empleando la información disponible, y adaptando la amenaza reportada de otras latitudes, así como la vulnerabilidad El modelo se basa en el concepto de tormenta de granizo, con una magnitud dada y cierta atenuación de la intensidad

53 Modelación de peligro Se propone una curva de peligro como la siguiente (Waldvogel, 1978) para la magnitud de una tormenta: λ(e) = λ e λ e E E α E U E α si E si E E < E E U U Donde λ(e) es la tasa de excedencia de la magnitud E, λ es la tasa de excedencia de E, y E U es la máxima magnitud que se puede tener en ese sitio. λ(e) Tasa de excedencia de int ensidad E TLAXCALA CUAJIMALPA DE MORELOS (ZONA E ó 2)

54 Atenuación de intensidad Las tormentas de granizo sólo abarcan una pequeña extensión. Es necesario, entonces, considerar una atenuación de la intensidad en función de la distancia para representar correctamente este hecho. Se propone usar la siguiente: E( r ) = E k e kr g Ek/E(r) At enuación de int ensidad k=.6, g=1.5 k=.2, g=1.5 k=.6, g= dist ancia (km)

55 Funciones de Vulnerabilidad Estudios realizados en otros países han conducido a funciones de vulnerabilidad determinadas con base en daños reportados Hohl et al (22), relacionan intensidad medida por la energía cinética por unidad de área con el daño reportado por compañías aseguradoras en Suiza:

56 Funciones de Vulnerabilidad A partir de lo encontrado en la literatura internacional, se deberán modificar los valores de los parámetros para construir funciones de vulnerabilidad de construcciones localizadas en México Esta calibración, idealmente, se deberá realizar con base en información de la siniestralidad exhibida por el universo de inmuebles asegurados en México.