1. Introducción

1. Introducción 1.1. Antecedentes

Esmeraldas es la capital administrativa de la provincia Esmeraldas ubicada en la costa norte de Ecuador, en una zona con alta probabilidad de ocurrencia de eventos tsunami génicos. Durante el presente siglo se han originado cinco tsunamis o maremotos cerca de las costas de ecuador. La zona de mayor actividad se ubica en la plataforma continental de la zona fronteriza de Ecuador-Colombia, es decir frente a la provincia de Esmeraldas en Ecuador y de la zona de Tumaco en Colombia donde se han originado tres de los cinco maremotos estos ocurrieron en los años de 1906, 1958 y 1979. Esto se debe a que sus costas y todo el perfil costero ecuatoriano se encuentra cerca de lo que se conoce con el nombre de zona de subducción, es decir, en el proceso de hundimiento de una zona oceánica de una placa bajo el borde de otra placa y su ubicación se encuentra frente a un área donde dos de las 16 placas tectónicas de la tierra colisionan creando una gran presión la una sobre la otra. (Espinoza y Espín, 2006)

Estas placas tectónicas son: la Placa Oceánica de Nazca quien subduce por debajo de la Placa Sudamericana. Las zonas de subducción acumulan grandes cantidades de energía, que al liberarse generan sismos que pueden llegar a alcanzar grandes magnitudes. Frente a esto, es fundamental implementar acciones de preparación y concienciación de la comunidad, para reducir los riesgos e impactos asociados a la amenaza (Manchuel et al., 2009).

Según los resultados del modelo Travel Tsunami Times (TTT) software desarrollado por Centro Internacional de Información de Tsunami de la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura UNESCO y usado por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) para sus cálculos de tiempos de arribo al perfil costero como operación rápida ante un evento tsunami génico y agregando la revisión bibliográfica de los eventos sísmicos ocurridos en el espacio marítimo ecuatoriano, se ha determinado que las primeras ondas de un tsunami ocasionado a menos de 80km del mar hacia la ciudad de Esmeraldas podría impactar las costas de una ciudad entre 4 a 6 minutos después de haber ocurrido el sismo mayor de magnitud 6 en la escala de Ritcher. (Espinoza y Espín,

2006). El terremoto del 16 de abril de 2016 de magnitud 7.8 registrado por el United States Geological Survey (USGS) sucedido a las 19:00 con epicentro en Pedernales-Ecuador permitió validar este cálculo estimado con el registro de arribo de ola de tsunami en el mareógrafo más cercano del INOCAR detectando la perturbación de la onda más alta entre las 19:06 y 19:09 con una altura de ola de 50cm. Mediante estos resultados se supo que es indispensable contar con una planificación adecuada que permita evacuar a la población potencialmente afectada.

Considerando esta amenaza, un factor importante en el área de gestión de riesgos es la determinación de las rutas de evacuación hacia zonas seguras ante la ocurrencia de Tsunamis la misma que suele ser calculada mediante un análisis espacial usando herramientas de Sistemas de Información Geográfica (SIG) es la agregación de escenarios de inundación con el fin de producir mapas de optimización de rutas y sitios de evacuación eficaces, evaluar mediante la metodología del COMMIT/MOST (Titov y González, 1997) el escenario de mayor afectación y generar con el modelo de propagación de tsunamis TUNAMI N2 (Yusuke Oishi, Fumihiko Imamura y Daisuke Sugawara, 2015) el área de inundación comparando este resultado con el plan vigente de contingencia de Esmeraldas.

Dentro de esta investigación es importante destacar el uso de software libre, específicamente por la reducción de costos mediante licencias de libre acceso sin invertir en software privativo, en el post-procesamiento de la ruta de evacuación usando OpenStreetRoutingMachine de OpenStreetMap. Se analizó el peor escenario que representa un terremoto de magnitud de 8.4Mw que representa el tsunami del 31 de enero de 1906, con el objetivo de visualizar mapas de inundación y en posterior a esto construir rutas de evacuación basados en este escenario ante el impacto un tsunami a las costas de la ciudad de Esmeraldas.

1.2. Objetivos y preguntas de investigación

1.2.1. Objetivo general

Seleccionar el escenario de mayor afectación ante la ocurrencia de un escenario de tsunami usando el modelo COMMIT/MOST y generar el área de inundación mediante el modelo numérico de pronósticos TUNAMI N2, considerando el estado de marea alta y determinar las rutas de evacuación hacia zonas seguras cercana a la ciudad de Esmeraldas (Ecuador) usando herramientas de ruteo y sistemas de información geográfica.

1.2.2. Objetivos específicos

• Establecer los parámetros para el funcionamiento de un modelo numérico de pronósticos de tsunamis mediante la metodología COMMIT/MOST para la generación de diferentes escenarios en ciudades o localidades considerando nivel de las mareas de sicigia.

• Elaborar el mapa con el área de inundación de mayor afectación cercana a la ciudad de Esmeraldas (Ecuador) en caso de tsunami mediante el uso del modelo numérico para la ejecución de pronósticos con la metodología TUNAMI N2.

• Determinar las rutas evacuación hacia zonas seguras según el área de inundación de mayor afectación en la ciudad de Esmeraldas (Ecuador) en caso de Tsunamis obtenida del modelo TUNAMI N2.

1.2.3. Preguntas de investigación

¿Cuáles son los parámetros que necesita el modelo numérico COMMIT/MOST de pronósticos de tsunamis para generar escenarios y seleccionar el área de mayor afectación en una ciudad o localidad considerando nivel de las mareas de sicigia?

¿Cuáles son las áreas de mayor afectación por inundación de tsunamis en el área cercana a la ciudad de Esmeraldas (Ecuador) usando el modelo numérico de pronósticos de propagación TUNAMI N2?

¿Cuáles son las rutas de evacuación óptimas hacia zonas seguras, según el área de inundación de mayor afectación en la ciudad de Esmeraldas (Ecuador) en caso de Tsunami obtenida con el modelo TUNAMI N2?

1.3. Hipótesis

El mapa del área de inundación y las rutas de evacuación generada por el modelo de tsunami TUNAMI N2 difieren considerablemente en el escenario propuesto a nivel de las mareas de sicigia en el plan de contingencia de la ciudad de Esmeraldas.

1.4. Justificación

De acuerdo con la bibliografía existente, se puede indicar que la provincia de Esmeraldas es una de las zonas con mayor riesgo a la ocurrencia de tsunamis en el Ecuador. Las comunidades vulnerables de la ciudad de Esmeraldas, capital provincial, han realizado un trabajo que brinda un ejemplo al resto de la franja costera del país en materia de preparación ante desastres (Espinoza, J., y Espín, S. (2006)). Dentro del Instituto Oceanográfico de la Armada del Ecuador (INOCAR), es muy importante la planificación de las acciones de preparación, alerta y respuesta de parte de la población para situaciones de emergencia o desastres como es un Tsunami.

El alcance fue factible debido a la comparación de los mapas de inundación y rutas definidas en el plan de contingencia oficial de la ciudad de Esmeraldas esto permitió presentar un óptimo método de construcción de rutas de evacuación hacia las zonas seguras. Estos resultados son satisfactorios los miembros del Comité de Operaciones de Emergencia (COE) de la ciudad de Esmeraldas tendrían más información para la toma de decisiones ante un evento de magnitud considerable. Mediante los resultados del estudio se estableció la posibilidad de estandarizar la información de entrada y la obtención de estas rutas no solo la ciudad de Esmeraldas sino a otras ciudades además como entidades públicas al ser esta información útil para sus decisiones en ayuda a la comunidad.

La motivación que llevo a realizar el estudio es la creación de una aplicación móvil con el resultado de estas rutas solo con la descarga de un mapa de la ciudad y área de inundación respectiva agregando las rutas de evacuación. La adaptación del estudio en proyectos de resiliencia de ciudades que requieran el uso de rutas de evacuación es la misión final, mediante la escalabilidad puede no solo centrarse en tsunamis, sino en otros tipos de eventos que ocasionen desastres.

1.5. Alcance

Desde un enfoque metodológico y experimental, se propuso poner de manifiesto los beneficios del uso de los datos abiertos y la combinación de herramientas SIG para la resolución de problemas en el área de riesgos por alerta de Tsunami. El alcance espacial de este estudio está dentro de los limites urbanos y rurales cercanos a la ciudad de Esmeraldas en Ecuador.

El uso del modelo numérico TUNAMI N2 de pronóstico de tsunami para la generación del área de inundación de la ciudad de Esmeraldas, se consideró los parámetros de máxima peligrosidad como es el estado de Marea Alta usando como previo paso la selección del este escenario con el software COMMIT/MOST, esto permitió limitar el estudio a este escenario de magnitud 8.4 Mw y su respectiva área de inundación para crear las rutas de evacuación. Utilizando tecnologías SIG y técnicas de ruteo, se planteó generar rutas de evacuación. Al desarrollar el estudio y experimento espacial, se construyó el mapa para determinar las rutas establecidas actualmente mediante la generación de una herramienta de libre acceso e información para la toma de decisiones de las autoridades competentes y dar pronta ayuda a la comunidad de la ciudad de Esmeraldas.

Estos resultados pueden ser considerados, ya sea como referencia o insumo, para la elaboración de nuevos mapas de rutas de evacuación considerando los parámetros citados de un cantón o de algún municipio costero escalable a ciudades fuera del Ecuador usando el modelo numérico pronóstico de tsunami TUNAMI N2.