Presentación del Módulo Puentes - Conectividad y Cambio Climático en el Seminario Cambio Climático, un desafío para la Infraestructura.

2. Tomás Echaveguren
Universidad de Concepción
Octubre 2019
LAS AMENAZAS
HIDROMETEOROLOGICAS SOBRE
LA INFRAESTRUCTURA VIAL
Deslizamiento
Aluvión
Anegamiento
Socavación

3. PROYECTO FONDEF 14I20309: INVESTIGACIÓN Y
DESARROLLO DE MODELOS PARA CUANTIFICAR Y
MITIGAR EL RIESGO DE EVENTOS NATURALES EN LA RED
VIAL NACIONAL

4. Desarrollar un sistema de gestión de riesgos para la red vial nacional
considerando las principales amenazas naturales que la afectan.
OBJETIVO Y ESTRUCTURA DEL PROYECTO FONDEF
Adaptación de Modelos
de Riesgo a Nivel de
Red
Metodología de
Evaluación de
Vulnerabilidad Social
Optimización y
Priorización de
Estándares de
Mitigación
H1
H2
H3
MODELOS
Marco Conceptual del
Sistema de Gestión de
Riesgo
Desarrollo de
Plataforma
Computacional
Aplicación y Ajustes
del Sistema a Escala
Real
H4
H5
H6
DESARROLLO SISTEMA
SISTEMA DE GESTIÓN
DE RIESGO DE REDES
VIALES ANTE EVENTOS
NATURALES
DESARROLLADO Y
APLICADO A ESCALA
REAL

5. TEMARIO DE LA PRESENTACION
1. Introducción
2. Las amenazas hidro-meteorológica
3. Evaluación de Riesgo en Puentes
4. Conclusiones

6. LA INFRAESTRUCTURA VIAL NACIONAL Y SU EXPOSICION AL RIESGO
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
(Fuente: MOP)

7. TIPOS DE AMENAZAS QUE AFECTAN A LA RED VIAL EN CHILE
Amenazas
Hidro-Meteorológica
Sísmica
Vulcanológica
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Flujos aluvionales
Crecidas
Inundaciones
Desestabilización de taludes
(Fuente. Sernageomin) (Fuente: MOP)

8. AMENAZAS Y SISTEMAS DE TRANSPORTE
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
SISTEMA
DE
TRANSPORTE
PATRON
DE
FLUJOS
SISTEMA
DE
ACTIVIDADES
INFRAESTRUCTURAS
AGENCIA VIAL
REDES
AMENAZA
NATURAL
NIVEL DE
SERVICIO

9. Identificación de Amenazas
Análisis de Riesgos
Evaluación de Riesgos
Tratamiento de Riesgos
Aceptar
nivel de
Riesgo?
Comunicación
del Riesgo
Monitorización y
Seguimiento
SI
NO
GESTION DE RIESGOS
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones

10. EL CONCEPTO DE RIESGO
Riesgo = (Probabilidad de Ocurrencia)x(Consecuencias)x(Exposición)
de eventos
naturales
a eventos
naturales
Fragilidad de
la red vial
Amenazas:
• Volcánica
• Sismica
• Climática
• Antrópica
Vulnerabilidad
de la red
Historia de
eventos
naturales
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones

11. CLASIFICACION DE AHM QUE AFECTAN A LA RED VIAL EN CHILE
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones

12. TIPOS DE AMENAZAS QUE AFECTAN A LA RED VIAL EN CHILE
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
(Fuente. Sernageomin) (Fuente: MOP)
Protección fluvial
Puentes
Camino
Hidro-meteorológica
Taludes
Crecidas
Anegamientos
Deslizamientos
Aluviones
Activos afectados

13. TIPOS DE DAÑOS SOBRE LA RED VIAL
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Componente Daño Efecto
Puente Desplazamiento de cepas o estribos
Erosión Terraplén de acceso
Destrucción Total
Perdida total de NS
Protección Fluvial Socavación base
Desmoronamiento
Erosión de núcleo
Pérdida total de NS
Pérdida parcial de NS
Talud de Corte Obstrucción total o parcial de calzada
Obstrucción y destrucción de calzada
con compromiso de plataforma
Pérdida total de NS
Pérdida parcial de NS
Talud de Terraplén Destrucción parcial de plataforma
Destrucción total de plataforma
Pérdida total de NS
Pérdida parcial de NS
Talud Natural Destrucción total de plataforma Perdida total de NS

14. MODELACION DE RIESGO (CASO AMENAZA HIDROMETEOROLOGICA)
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
INFORMACION CARTOGRAFICA CARACTERIZACION ESPACIAL
DEM Y PARAMETROS DE MODELACION

15. MODELACION DE RIESGOS (CASO AMENAZA HIDRO-METEOROLOGICA)
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
MAPAS DE ALTURA Y VELOCIDAD
INTENSIDADES DE PRECIPITACION PROBABILIDAD DE FALLA

16. MODELACION DE RIESGOS (CASO AMENAZA HIDRO-METEOROLOGICA)
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Modelación de
Amenaza
Bondad de ajuste de
parámetros
Curvas de Probabilidad
FORM

17. MODELACION DE RIESGOS (CASO AMENAZA HIDRO-METEOROLOGICA)
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Curvas de interrupción de caminos ante anegamiento
• Input: H anegamiento (m).
• Output: define directamente condición de interrupción del
tráfico.
• Origen data: (1) Flota vehicular de 180.000 vehículos; (2)
Qmax,anual (regiones del Maule a La Araucanía)
Curvas de fragilidad de puentes ante crecidas
• Input: H water-Depth (m)
• Output: Estimar la vulnerabilidad de los puentes a fallar
cuando la socavación producida es mayor a la considerada
en el diseño hidráulico del puente
• Origen data: (1) Qmax,anual (regiones del Maule a La
Araucanía)
Deslizamiento de taludes ante precipitaciones
• Input: Altura de talud (m); I(pp); D(pp); T(pp)
• Output: Estima la probabilidad de deslizamiento de talud
ante un evento de precipitación.
• Origen data: (1) Curvas IDF (Tabla 3.702.401.A MC.V3); (2)
Propiedades suelo (Rawls et al., 1988)

18. EJEMPLO: MODELACION DE RIESGOS (CASO AMENAZA HIDRO-METEOROLOGICA)
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
10 < T < 25 años
4 < T < 5 años

19. RIESGOS ASOCIADOS A AHM EN PUENTES
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Puente: Continuidad del
Trazado Geométrico
Socavación Daño Estructural
Hidro-meteorológica Sísmica
LicuaciónDebilitamiento
Flujos Laháricos
Daño Estructural
Mantenimiento
Oportuno
Sobre-peso
Sobre-dimensión
DiseñoInspección
Oportuna
Incremento de Vulnerabilidad
Reparación

20. MITIGACION DE RIESGOS: DISEÑO DE ESTRATEGIAS
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Línea de tiempo
Gestión de
Riesgos
Mitigación:
refuerzo
Evento natural
Mitigación:
respuesta a la
emergencia
Recuperación de
corto plazo
Recuperación de
largo plazo

21. MITIGACION DE RIESGOS
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Evento natural
t1B
NS1B
NS2
NS0
tiempot0 t2
Volumen de
daño del
elemento i
Rendimiento
operación j del
elemento i
Duración de los trabajos de la
operación j asociada a
elemento i
Duración
de la
operación j
d1
d2
d3
d4
ƞ1
ƞ2
ƞ3
ƞ4
d1×ƞ1
d2×ƞ2
d3×ƞ3
d4×ƞ4
Tiempo de recuperación
HCM (2000)
HCS2000
HCM (2010)
SIDRA V5.1
t2 -t0

22. VALORACION DE COSTOS DE MITIGACION (O INCREMENTO DE RESILIENCIA)
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
Natural Event
Infrastructure
damage
Impact on Level of
Service (ΔNS)
Strategies
ReEB
EB EAj
ΔtEB ReEA jΔtEA j
CAVEB COPEB CAVEA j COPEA j
CAEEB CAEEA jVSANj
EA (Iefj highest)
time
Level of Service
t1 t2
NS1
NS2
t3
TECHNICALASSESSMENT
ECONOMIC
INDEXES
INTEGRATED
ASSESSMENT
time
Level of Service
t1 t2
NS1
NS2
t3
ΔNS
CAV COP
CAE VSAN
EB
EA
VSANj < 0 several EA y VSANj > 0
VSANj ≈ VSANj+1 VSANj ≠VSANEA j+1
EB EA (dRej highest)
EA only and
VSANj > 0
EA

23. DESAFIOS
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
• Desafío 1: Técnico
• Desafío 2: Normativo
• Desafío 3: de Gestión

24. Robustez
(Diseño)
Redundancia
(Planificación)
DESAFIO TECNICO: UNA RED VIAL RESILIENTE
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones

25. Escalamiento
(Ciclo de Vida)
Adaptación
(Ciclo de Vida)
DESAFIO 1: CONDICIONES DE DISEÑO DE UNA RED RESILENTE
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones

26. DESAFIO 1: CONDICIONES DE DISEÑO DE UNA RED RESILENTE
Diseño Integrado: Vía – Estructura - Entorno
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones

27. DESAFIO 2: NORMATIVO
Introducción – AHM – Puentes – Túneles – Conclusiones
• Construir normativas consistentes con condiciones locales
• No adoptar normas de otras realidades. Si adaptar o crear
• Normativas contextuales y basadas en el desempeño
• Utilización de modelos propios
• Modelos más precisos para los proyectistas
• Incorporación de criterios de decisión a la selección de “buenos trazados”:
además de costos de operación, accidentes, consistencia, nivel de servicio, incluir
riesgos.

28. Nivel de Servicio
tiempot1 t2
NS1
NS2
t3 t4 t5
NS3
NS4
Nivel de Servicio
tiempot1 t2
NS1
NS2
t3 t4 t5
NS3
NS4
tiempo
Nivel*de*Servicio
t1 t2
NS1
NS2
t3t4
NS3
t5 t6
BENEFICIOS
COSTOS
NIVEL DE
SERVICIO
DE LA RED
Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
DESAFIO 3: GESTION DE RIESGOS

29. Introducción – AHM – Puentes – Conclusiones
DESAFIO 3: SISTEMA DE GESTION DE RIESGOS
SISTEMA
DE
GESTIÓN
DE RIESGOS
Identificación
de Amenazas Análisis de
Riesgos
Evaluación de
Riesgos
Tratamiento
de Riesgos
Riesgo
Amenaza natural
Exposición
Resiliencia
Restauración
Ciclo de vida de un proyecto Tipos de proyectos viales

30. Tomás Echaveguren
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LA INFRAESTRUCTURA VIAL
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