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Master Thesis ǀ Tesis de Maestría submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc at/en

Interfaculty Department of Geoinformatics- Z_GIS Departamento de Geomática – Z_GIS University of Salzburg ǀ Universidad de Salzburg

Análisis Multitemporal aplicado a la estimación de la población expuesta ante una erupción del volcán Cotopaxi, Selva Alegre – Ecuador Multitemporal analysis applied to the estimation of the population exposed to an eruption of the Cotopaxi volcano, Selva Alegre - Ecuador by/por

Ing. Carolina del Rocío Valdiviezo Black 01123921 A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science (Geographical Information Science y Systems) – MSc (GIS)

Ciudad - Quito, 06/04/2019

DEDICATORIA

A mi María Paz, mi motor, mi inspiración y mi compañera en este camino, a mi madre, mi esposo y mi amada familia.

RESUMEN La probabilidad de ocurrencia de una erupción del volcán Cotopaxi, similar a la de 1877, es alta, avalada por reportes técnicos de los organismos competentes que empezaron a registrar anomalías símicas e hidrometeorológicas desde 2001. A partir del 14 de agosto de 2015, la actividad volcánica se hizo evidente a través de explosiones por actividad hidrotermal y emisión de particulado a la atmósfera. Con la reactivación del volcán, la preocupación se extendió entre los habitantes de los valles circundantes, técnicos y autoridades, encargados de la gestión de riesgo, ante la poca o ninguna preparación para afrontar lo que se pensaba podía ser un evento catastrófico. La población del barrio Selva Alegre, área de estudio, sería afectada por los lahares del Cotopaxi que tomarían el curso del río Santa Clara, con el agravante que, según los tiempos de arribo del lahar estimados, cuentan con apenas 30 minutos para salvaguardar su vida una vez producido el evento.

Ante lo expuesto, se hace necesario identificar la amenaza, definir los escenarios críticos, el grado de exposición de la población y de los lugares estratégicos que funcionan en la zona. Con el fin de alcanzar los objetivos planteados, se adoptó una metodología que comprende la elección de un límite de amenaza de entre dos existentes, mismo que se analiza espacialmente con información cartográfica de la zona, datos georeferenciados de infraestructura recabados en campo, datos estadísticos del último censo 2010 e información del Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial del cantón Rumiñahui de 2012-2025. Se utilizan también ortofotografías de cuatro épocas: 1974, 1993, 2012 y 2015, para calcular el crecimiento poblacional multitemporal. Los resultados del estudio son desalentadores, el 74% de la población de Selva Alegre se ubica en zona de amenaza máxima por lahares, donde funcionan alrededor de 87 establecimientos comerciales, mayormente tiendas y restaurantes y cerca de 42 equipamientos urbanos como policía, centros educativos y la iglesia del sector. Otro aspecto de preocupación constituye la incipiente red vial, constituida por dos calles angostas, que atraviesa prácticamente la totalidad del tramo de probable afectación. La preparación de la población para afrontar el embate de lahares es prácticamente nula; el trabajo institucional se ha concentrado en definir rutas de evacuación que en ciertos casos no son transitables y se han establecido dos albergues, el primero un centro de atención para personas con capacidades especiales y el otro una escuela, no aptos para recibir personas externas en una evacuación. Lo que se espera es que las autoridades e instituciones competentes promuevan un trabajo permanente de prevención y mitigación del riesgo con todos los actores y que formulen políticas de planificación territorial tendientes a salvaguardar las vidas humanas y proteger la propiedad pública y privada, apoyados en este y otros estudios temáticos relacionados.

Palabras claves: Amenaza volcánica, exposición, crecimiento poblacional multitemporal, lahar, Cotopaxi, Selva Alegre.

ABSTRACT The probability of occurrence of an eruption of the Cotopaxi Volcano, similar to the one that took place in 1877, is high, backed by technical reports from competent bodies that have reported anomalies since 2001. Since August 14th, 2015, the activity is evident by explosions through hydrothermal activity and particles emission to the atmosphere. With the reactivation of the volcano, the concern extends between the inhabitants of the surrounding valleys, technicians and risk management authorities because of the little or no preparation to face what was thought to be a catastrophic event. The population of the Selva Alegre neighborhood, study area, would be affected by the lahares of the Cotopaxi that takes the course of the Santa Clara river; with the aggravating fact that, according to the arrival times of the estimated lahar, they have only 30 minutes to safeguard their life once the event occurs. Considering the given facts, it is necessary to identify the hazard, define the critical scenarios, the degree of exposure of the population and the strategic places that operate in the area. In order to achieve these objectives, which is analyzed spatially with cartographic information of the area, georeferenced data of infrastructure collected in the field, statistical data of the last census 2010 and information of the Development and Territorial Ordering Plan of the RumiĂąahui cantĂłn for 2012-2025.

Orthophotographs are also used from four different times to calculate multitemporal population growth. The results are not too encouraging since the 74% of Selva Alegre’s population are located in extremely dangerous areas due to lahars, with approximately 87 business establishments, most of them retailers and restaurants and close to 42 communal buildings like police stations, schools and the local church. Another concerning aspect is the incipient road network that crosses the whole potentially affected area. The preparation of the population for an eruptive event with lahars is almost non-existent. Authorities have focused on defining evacuation routes that are often non-passable and two shelters have been established: The first one is a special needs attention center and the second is a school. Any of them is suitable to receive foreigners in an evacuation. What is expected from authorities and competent institutions is the promotion of permanent risk prevention and mitigation, involving different stakeholders and to develop legislation and land planning with clear and strict standards, aimed at safeguarding human lives and protecting public and private property, supported by this and other related thematic studies.

Keywords: Volcanic hazard, exposure, multitemporal population growth, lahar, Selva Alegre, Cotopaxi

TABLA DE CONTENIDO

1

2

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 14 1.1

ANTECEDENTES ..................................................................................................... 14

1.2

OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ..................................................... 16

1.2.1

Objetivo General............................................................................................ 16

1.2.2

Objetivos Específicos ..................................................................................... 16

1.2.3

Preguntas de Investigación............................................................................ 16

1.3

HIPÓTESIS .............................................................................................................. 17

1.4

JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................... 17

1.5

ALCANCE ............................................................................................................... 20

1.5.1

Beneficios ...................................................................................................... 20

1.5.2

Referencia espacial ........................................................................................ 21

1.5.3

Escala ............................................................................................................. 21

REVISIÓN DE LITERATURA ............................................................................................ 22 2.1

EL VOLCÁN COTOPAXI – DATOS HISTÓRICOS ....................................................... 22

2.1.1 2.2

EL RIESGO VOLCÁNICO ......................................................................................... 27

2.2.1

3

Las amenazas volcánicas del Cotopaxi .......................................................... 24 Gestión del riesgo volcánico .......................................................................... 28

2.3

ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD ............................................................................. 33

2.4

ANÁLISIS MULTITEMPORAL DE CRECIMIENTO POBLACIONAL ............................. 35

2.5

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOS EN RIESGOS ................................... 36

METODOLOGÍA............................................................................................................. 38 3.1

ESTADO ACTUAL DEL VOLCÁN COTOPAXI ............................................................ 40

3.2

ÁREA DE ESTUDIO – BARRIO SELVA ALEGRE ........................................................ 43

3.3

CARTOGRAFÍA SELVA ALEGRE ............................................................................... 49

3.4

ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD - SELVA ALEGRE .................................................. 50

3.4.1

EVALUACIÓN DE MAPAS DE AMENAZA POR LAHARES ................................. 51

6

4

3.4.2

ACCESIBILIDAD VIAL, ELEMENTOS DE FUNCIONAMIENTO, MANEJO DE CRISIS 58

3.4.3

ANÁLISIS MULTITEMPORAL DE CRECIMIENTO POBLACIONAL ..................... 60

3.4.4

CRECIMIENTO POBLACIONAL MULTITEMPORAL Y AMENAZA DE LAHARES . 64

RESULTADOS Y DISCUSIÓN........................................................................................... 66 4.1

RESULTADOS ......................................................................................................... 66

4.1.1

Selva Alegre ................................................................................................... 66

4.1.2

Evaluación de mapas de amenaza por lahares ............................................. 68

4.1.3

Accesibilidad vial, elementos de funcionamiento y de manejo de crisis ...... 74

4.1.4

Mapas Multitemporales de Crecimiento Poblacional ................................... 78

4.1.5

Crecimiento poblacional multitemporal en zona de amenaza por lahares .. 85

4.2

DISCUSIÓN ............................................................................................................ 89

4.2.1

El volcán Cotopaxi, riesgo volcánico y gestión del riesgo ............................. 89

4.2.2

Selva Alegre ................................................................................................... 91

4.2.3

Análisis multitemporal................................................................................... 91

4.2.4

Evaluación de mapas de amenaza – decisión ............................................... 92

4.2.5

Análisis de exposición .................................................................................... 93

5

CONCLUSIONES ............................................................................................................ 95

6

REFERENCIAS ................................................................................................................ 98

7

ANEXO FOTOGRÁFICO ................................................................................................ 104

ANEXO FOTOGRÁFICO………………………………………….……………………………………………………...104

7

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2-1 Clasificación de los volcanes en el Ecuador........................................................ 22 Figura 2-2 Historia eruptiva de los últimos 2,000 años. ...................................................... 23 Figura 3-1 Ortofotomapa base y ubicación de Selva Alegre ............................................... 39 Figura 3-2: Estadística de sismos 1989 – 2002, volcán Cotopaxi. ....................................... 40 Figura 3-3: Liberación de energía por fracturamiento de rocas (VTs) 1995 - 2005. ........... 41 Figura 3-4: Liberación de energía por movimiento de fluidos (LPs e HBs) 1997 - 2005. .... 41 Figura 3-5: Emisiones de SO2 en el volcán Cotopaxi (enero – diciembre 2015). ................ 42 Figura 3-6 Deformación vs. número de eventos sísmicos (agosto – octubre 2015) ........... 42 Figura 3-7 Explosiones Cotopaxi. ......................................................................................... 43 Figura 3-8 Ortofotomapa base y ubicación de Selva Alegre ............................................... 45 Figura 3-9 Elaboración del ortofotomapa base y ubicación de Selva Alegre. ..................... 50 Figura 3-10 Datos del río, orillas y lahar .............................................................................. 54 Figura 3-11 Diferencia de altura entre orillas y altura promedio del lahar en cada perfil . 54 Figura 3-12 Elaboración de perfiles y tablas de resultados de orillas y altura de lahar ...... 56 Figura 3-13 Metodología de elaboración del mapa de amenaza por lahares. ................... 57 Figura 3-14 Levantamiento de información de vialidad, servicios y comercio ................... 59 Figura 3-15 Clasificación supervisada de ortofotos pancromáticas y a color. .................... 62 Figura 3-16 Digitalización de ortofotos y elaboración de mapas multitemporales. ........... 63 Figura 3-17 Mapas multitemporales en zona de amenaza por lahares. ............................. 64 Figura 4-1 Perfiles transversales en el río Santa Clara – lahar ESPE, 2004 ......................... 69 Figura 4-2 Perfiles transversales en el río Santa Clara – lahar IG-EPN, 2004 ...................... 70 Figura 4-3 Perfiles transversales, izq. ESPE, der. IG-EPN ..................................................... 71 Figura 4-4 Ortofotomapa de amenaza por lahares del Cotopaxi, limite IG-EPN. ............... 73 Figura 4-5 Ortofotomapa de sitios de servicio y comercio en Selva Alegre. ...................... 74 Figura 4-6 Ortofotomapa de sitios de comercio y zona de amenaza por lahares. ............. 75 Figura 4-7 Ortofotomapa de sitios de servicio y zona de amenaza por lahares ................. 77 Figura 4-8 Ortofotomapa y delimitación de zona edificada 1974....................................... 79 Figura 4-9 Ortofotomapa y delimitación de zona edificada 1993....................................... 80 8

Figura 4-10 Ortofotomapa y delimitación de zona edificada 2012..................................... 81 Figura 4-11 Ortofotomapa y delimitación de zona edificada 2015..................................... 82 Figura 4-12 Ortofotomapa y delimitación de zona edificada multitemporal. .................... 83 Figura 4-13 Clasificación supervisada Selva Alegre. ............................................................ 84 Figura 4-14 Vectorización del raster de la clasificación supervisada de Selva Alegre. ....... 85 Figura 4-15 Ortofotomapa del límite edificado 1974 en zona de amenaza por lahares. .. 86 Figura 4-16 Ortofotomapa del límite edificado 1993 en zona de amenaza por lahares .... 87 Figura 4-17 Ortofotomapa del límite edificado 2012 y 2015 en zona de amenaza ............ 88

9

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2-1 Recorrido de los lahares y afectación. ................................................................. 25 Tabla 3-1 Información estadística de la parroquia de Sangolquí. ....................................... 46 Tabla 3-2 Diagnóstico socio – económico – ambiental del cantón Rumiñahui................... 46 Tabla 3-3 Riesgos Selva Alegre. ........................................................................................... 48 Tabla 3-4 Zonas de mayor amenaza, Selva Alegre. ............................................................. 48 Tabla 3-5 Principales obras de infraestructura vial comprometidas. ................................. 49 Tabla 3-6 Infraestructura y servicios en el cantón Rumiñahui. ........................................... 60 Tabla 4-1 Áreas edificadas totales y en zona de amenaza por lahares. .............................. 67 Tabla 4-2 Densidad poblacional multitemporal de Sangolquí. ........................................... 67 Tabla 4-3 Densidad poblacional multitemporal de Selva Alegre. ....................................... 67 Tabla 4-4 Cálculo perfiles ESPE ............................................................................................ 72 Tabla 4-5 Cálculo perfiles IG-EPN ........................................................................................ 72 Tabla 4-6 Sitios de comercio en zona de amenaza por lahares. ......................................... 76 Tabla 4-7. Sitios de servicio en zona de amenaza. .............................................................. 78

10

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación 1-1 Cálculo del riesgo……………………………………………………………………………….........27 Ecuación 1-2 Cálculo de la gestión del riesgo ………………………………………………………….........29 Ecuación 3-1 Diferencia de altura entre dos orillas en un perfil transversal …………...........55 Ecuación 3-2 Ángulo para determinar la diferencia de altura del lahar………………….….……55 Ecuación 3-3 Diferencia de altura entre las dos orillas del flujo ………………………………........55 Ecuación 3-4 Altura promedio del lahar en una sección………………………………………….........55

11

GLOSARIO ▪

Amenaza. - Fenómenos naturales extremos de impacto inmediato y concentrado a escala regional o local; relación causa-efecto lineal de origen natural (CGD, 2011).

▪

Desastre. - Evento que sobrepasa la capacidad de repuesta de la población (Aguilera, 2002).

▪

Fenómeno natural. - Manifestación de la naturaleza (Aguilera, 2002).

▪

Gestión del riesgo. - El enfoque y la práctica sistemática de gestionar la incertidumbre para minimizar los daños y las pérdidas potenciales (UNISDR, 2009).

▪

Lahar. - Deslizamiento o derrame de material piroclástico en el flanco de un volcán; depósito producido por tal deslizamiento. Los lahares se describen como húmedos si se mezclan con agua derivada de fuertes lluvias, del escape de un lago cratérico o producto de la fusión de nieve (USGS, 2017).

▪

Mitigación. - La disminución o la limitación de los impactos adversos de las amenazas y los desastres afines (UNISDR, 2009).

▪

Preparación de la población. - Nivel de conocimiento de la amenaza por parte de la población y las respectivas estrategias para evitar su afectación (Aguilera, 2002).

▪

Resiliencia. - La capacidad de un sistema, comunidad o sociedad expuestos a una amenaza para resistir, absorber, adaptarse y recuperarse de sus efectos de manera oportuna y eficaz, lo que incluye la preservación y la restauración de sus estructuras y funciones básicas (UNISDR, 2009).

▪

Riesgo. - Función de la amenaza extrema y la vulnerabilidad (CGD, 2011).

▪

Vulnerabilidad. - Exposición de la infraestructura y equipamiento a amenazas; tendencia a la disrupción de las condiciones socio-económicas en las regiones y localidades (CGD, 2011).

12

ACRÓNIMOS

ASTER

Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer

CGD

Comunidades de Gestión del riesgo a desastres

COE

Comité de Emergencia

COEN

Comité de Emergencia Nacional

DMQ

Distrito Metropolitano de Quito

EPN

Escuela Politécnica Nacional

ESPE

Escuela Politécnica del Ejército

FFAA

Fuerzas Armadas

IG

Instituto Geofísico.

IGM

Instituto Geográfico Militar

INEC

Instituto Nacional de Estadística y Censos

GADMUR Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal del cantón Rumiñahui MDT

Modelo Digital del Terreno

MDE

Modelo Digital de Elevación

PDYOT

Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial

SIG

Sistema de Información Geográfico

SRTM

Shuttle Radar Topography Mission

UNISDR

Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres, Naciones Unidas

USGS

Servicio Geológico de Estados Unidos

UTM

Universal Transversal de Mercator

WGS

World Geodetic System

13

1

INTRODUCCIÓN

1.1 ANTECEDENTES

Las erupciones volcánicas constituyen manifestaciones violentas de la dinámica interna del planeta, en su mayoría constituyen fenómenos altamente letales que dejan a su paso cuantiosas pérdidas humanas, económicas y ambientales.

El Cotopaxi (5,897 msnm), volcán de edad reciente (cono de aprox. 5,000 años), es la segunda cumbre más alta del Ecuador y uno de los volcanes activos más altos del mundo. A este volcán le caracteriza una actividad explosiva (Pistolesi, Cioni, Rosi y Aguilera, 2014) que lo torna altamente peligroso, debido a la emisión de flujos piroclásticos que poseen gran eficacia para fundir el agua sólida de los glaciares, formando los peligrosos flujos de lodo (lahares).

Basado en documentos técnicos e históricos, se conoce desde hace más de 15 años que la probabilidad de una reactivación del volcán Cotopaxi, que produzca una erupción similar a la de 1877 es aproximadamente del 68% (Barberi F. et al., 1992).

Según los técnicos del Instituto Geofísico (IG) de la Escuela Politécnica Nacional (EPN) se registraron anomalías sísmicas e hidrotermales en: 2001, 2005 y 2009, hasta que el viernes el 14 de agosto de 2015 las manifestaciones volcánicas se hicieron evidentes a toda la población, a través de grandes columnas de vapor, producto de la actividad hidrotermal y la expulsión hacia la atmósfera de material de grano fino (Toulkeridis, et al., 2015) que posteriormente cayó en las poblaciones aledañas.

El pánico se extendió entre los habitantes principalmente de los valles circundantes y se evidenció la preocupación de los técnicos y autoridades competentes en la gestión del 14

riesgo ante la poca o ninguna preparación para afrontar lo que se pensaba podía ser un evento catastrófico.

Se activaron las organizaciones responsables de la gestión del riesgo, Comités de Operaciones de Emergencia (COE) nacional, provincial, cantonal y Grupos de las Fuerzas Armadas (FFAA), entre otros. Se decretó “Estado de Emergencia” para poder movilizar fácilmente recursos económicos y asistencia técnica; se delegó toda la responsabilidad del manejo de la crisis a la Secretaría Nacional de Gestión del Riesgo en la cabeza de su Secretaría Nacional y se exaltó a los responsables de emitir información oficial hacia la población.

La población del barrio Selva Alegre, motivo del presente estudio, se localiza en las riberas del río Santa Clara, sitio que sería cubierto por los lahares provenientes de una erupción del volcán que generara grandes volúmenes de flujos de lodo que sobrepasen el sector denominado “La Caldera” y tomarán el curso del río Santa Clara; con el agravante de que el barrio cuenta con tiempos cortos de arribo de los lahares, aproximadamente 30 minutos para evacuar (Valdiviezo y Suárez 2004), una vez producido el evento.

Selva Alegre es una población que orienta su actividad productiva básicamente al expendio de comidas típicas y al comercio, situación por la que, además de la población permanente, existe una gran afluencia de personas a esta zona crítica, especialmente los fines de semana. Adicionalmente, el crecimiento poblacional se ha incrementado de manera acelerada desde aproximadamente el año 2000 y, por otro lado, se ha producido un desarrollo importante de centros comerciales, de educación, turismo, etc.

Desafortunadamente, lo mencionado ha complicado la situación con el pasar del tiempo por la falta de previsión de las autoridades seccionales y nacionales que no han considerado el factor riesgo en la planificación del territorio, tanto en esta población como en las demás zonas que se verían afectadas por un evento adverso.

Ante las primeras manifestaciones de actividad en el Cotopaxi, gran parte de la población abandonó los hogares y comercios en Selva Alegre, varias propiedades se pusieron en venta a precios bajos, las personas que desarrollaban sus actividades productivas en la zona se quedaron sin el sustento económico para sus familias y se suspendieron las actividades 15

escolares; la gente debió buscar por sus propios medios las solución a sus problemas domésticos, debido a la inexistencia de un plan para atender una emergencia de esta índole.

Con los antecedentes antes expuestos, que evidencian una problemática grave en Selva Alegre ante una eventual erupción del volcán Cotopaxi, surge la necesidad de realizar una estimación de la población expuesta, con la finalidad de emitir propuestas que puedan ser consideradas por las autoridades y la población misma, para prepararse y enfrentar un fenómeno natural de gran magnitud.

1.2 OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN 1.2.1 Objetivo General

Estimar la población expuesta a los lahares producto de una erupción del volcán Cotopaxi en Selva Alegre.

1.2.2 Objetivos Específicos

▪

Determinar la existencia de infraestructura expuesta y sensible en Selva Alegre.

▪

Estimar el crecimiento y la exposición de la población de Selva Alegre frente a la ocurrencia de lahares provenientes del volcán Cotopaxi.

▪

Proporcionar un instrumento con propuestas técnicas, en apoyo a la toma de decisiones para la gestión del riesgo en Selva Alegre.

1.2.3 Preguntas de Investigación

− ¿Cuán válida es la utilización de Sistemas de Información Geográfica (SIG) en la definición de infraestructura expuesta y sensible?

16

− ¿Cuán efectivo es el uso de análisis espacial y multitemporal para determinar el grado de crecimiento y exposición de la población a los lahares? − ¿Cuán efectiva es la utilización de geoinformación como apoyo a la toma de decisiones en la gestión de riesgo?

1.3 HIPÓTESIS

El análisis multitemporal permite determinar el grado de exposición del barrio Selva Alegre frente a los lahares del volcán Cotopaxi.

1.4 JUSTIFICACIÓN

Se plantea la realización de este proyecto como complemento al mapa de peligrosidad por flujos de lodo del volcán Cotopaxi (escala: 1:5,000), del río Santa Clara (Valdiviezo y Suárez 2004), en beneficio de la población de Selva Alegre.

Se consideró también el riesgo volcánico del Cotopaxi, debido a la actualidad y pertinencia de la temática, dado que a pesar de que el país es vulnerable a sufrir el embate de una gran cantidad de fenómenos naturales, son pocos los esfuerzos que han realizado las autoridades tanto para prepararse como para poner sobre aviso a la población y capacitarla para que se encuentre en condiciones de responder ante estos eventos, evitando así que se tornen en grandes catástrofes. Un ejemplo de lo mencionado constituye lo ocurrido en 1985 en la ciudad de Armero (Colombia) a consecuencia de la erupción del volcán Nevado del Ruiz; evento que Fisher (1997, p. 273.) califica como “uno de los grandes errores en la mitigación moderna de riesgos volcánicos”.

Una motivación adicional para llevar a cabo este estudio fue la oportunidad de haber participado activamente en el evento de reactivación del Cotopaxi y la problemática que se vivió en varias instancias mientras se desarrollaba la crisis, en las mesas de trabajo,

17

instituciones técnicas competentes y organismos seccionales, se evidenciaron, entre otros, los siguientes problemas: ▪

Existencia de varios mapas de amenaza por flujos de lodo del Cotopaxi que se podían utilizar de referencia al momento de la crisis, elaborados por IG-EPN, otro por la Universidad de las Fuerzas Armadas (ESPE), y un tercero por el municipio del Distrito Metropolitano de Quito (DMQ). En cada uno de los mapas se encontraron discrepancias considerables en los límites de la amenaza (lahares), en más o en menos, en diferentes sectores; este particular complicó la situación desde los primeros momentos, debido a que la indeterminación de cuál usar no permitía planificar obras ni acciones inmediatas; grave problema, tomando en cuenta que los mapas constituyen la base para la toma de decisiones principalmente en escenarios de vulnerabilidad.

▪

Las rutas de evacuación, sitios seguros y albergues habían sido definidos por varias instituciones y en su mayoría no coincidían y tampoco contaban con las condiciones para serlo, lo que provocaba mayor confusión e inseguridad en la población e inclusive en los técnicos y autoridades.

▪

Inexistencia de sistemas de alerta temprana adecuados para poder determinar el momento mismo de la ocurrencia del fenómeno y la magnitud que tendría para poder comunicar a la población la respectiva evacuación con un aceptable grado de certeza.

▪

La reactivación del volcán permitió identificar éxitos y deficiencias en los ejercicios de evacuación por falta de señalización, preparación, definición de rutas, sitios seguros y albergues.

Ante los inconvenientes detectados, se procuraron correcciones emergentes de documentos técnicos, algunas se lograron, otras no, con el agravante de que no es posible determinar cuándo se producirá el evento. Se ejercitaron los involucrados, determinando nuevamente rutas de evacuación, sitios seguros y albergues; se habló por fin de la necesidad de contar con sistemas de alerta temprana. En general se detectaron mayor cantidad de deficiencias que aciertos relacionados con el tema Cotopaxi, de modo que contar con la información que el proyecto formulado contendrá, podría facilitaría la gestión del riesgo en la zona de Selva Alegre.

18

Por otro lado, el poseer insumos valiosos como la ortofotografía de diferentes épocas, el análisis multitemporal, datos estadísticos de apoyo, SIG, hardware y software especializado, es posible realizar una adecuada estimación de la exposición en Selva Alegre.

La zona de interés se escogió debido a que constituye una de las primeras poblaciones que resultarían afectadas por los lahares provenientes del Cotopaxi hacia el flanco norte, al situarse en las márgenes del río Santa Clara y la afectación llegaría en media hora aproximadamente (Valdiviezo y Suárez 2004), de suceder un evento similar al de 1877 considerando el “Evento Máximo probable”. El riesgo radica en que la zona se encuentra densamente poblada (aproximadamente 1,060 hab/km2) y en esta se localizan servicios públicos y privados en zonas de amenaza por el embate de lahares; otro problema se presenta cuando gran cantidad de visitantes acuden a Selva Alegre los fines de semana por su exquisita gastronomía.

Debido a la incertidumbre de la magnitud de una próxima erupción, la población que se encuentra en la zona de riesgo como en los alrededores, deberá prepararse también para enfrentar dificultades después de producido el evento, principalmente por la suspensión de servicios básicos, desabastecimiento de agua y productos alimenticios, y el colapso de las vías de comunicación, entre otros problemas.

La elaboración del proyecto se refleja en un gran beneficio técnico y social, tanto para las autoridades, quienes pueden utilizarlo como instrumento para planificación como para la población en general; un diagnóstico de la zona, la definición de su problemática y exposición de propuestas, son una valiosa herramienta con la que se cuenta para poder preparar a las personas e instituciones y darles la posibilidad de reaccionar de manera adecuada ante una eventual erupción del volcán; lo mencionado anteriormente, podría definir el futuro la población y hacer la diferencia entre la supervivencia o un desenlace fatal.

19

1.5 ALCANCE

Proyecto de escala local, que pretende determinar la exposición del barrio Selva Alegre ante los flujos de lodo provenientes del volcán Cotopaxi, evaluando el crecimiento poblacional, en un período de 41 años; con el diagnóstico obtenido se propondrán acciones tendientes a preparar a la población y autoridades ante un evento de esta índole.

Para la consecución de los objetivos planteados en el proyecto, se realizará un análisis multitemporal de ortofotos de cuatro épocas diferentes para determinar el crecimiento poblacional en cada época y se analizará el resultado de la combinación de los 4 períodos; posteriormente, se cruzará la información obtenida en el análisis de las fotografías con el límite de amenaza por flujos de lodo del Cotopaxi para establecer el incremento de la exposición; finalmente, con información levantada en campo y los mapas producto de las combinaciones geográficas anteriores, se obtendrá la infraestructura en zona de amenaza.

Los productos esperados en su mayoría serán cartográficos y tablas informativas.

Se emitirán también propuestas respaldadas en los mapas obtenidos y en la información alfanumérica recabada y generada; además, se tomará en cuenta para el efecto, las lecciones aprendidas y acciones tomadas a partir de la reactivación del volcán.

Las herramientas que se utilizarán para el diagnóstico constituyen: Ortofotografías de la zona de 4 épocas diferentes: 1974, 1993, 2012 y 2015; un límite de amenaza de base para el estudio que se lo seleccionará una vez que se evalúe el de la ESPE (Valdiviezo, 2004) e IG-EPN; software ArcGIS y ERDAS para procesar los datos; información tomada in-situ sobre infraestructura comercial, educativa, etc.; procesadores de texto e imágenes, entre otros.

Se empleará de igual manera información censal según corresponda. Las propuestas finales se expondrán en este documento.

1.5.1 Beneficios El estudio se proyecta a tener un beneficio netamente social para la población de Selva Alegre; también podrá servir como una herramienta técnica importante para la 20

planificación y atención a instancias locales, regionales y nacionales tales como: Gobierno Autónomo Descentralizado de Rumiñahui, Consejo provincial de Pichincha, Ministerio de Inclusión Económica y Social, Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, Secretaría de Gestión de Riesgos, Ministerio de Educación, Ministerio de Salud, Ministerio de Transporte y Obras Públicas, Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo, Fuerzas Armadas, instituciones privadas del sector, entre otros.

1.5.2 Referencia espacial

Para el desarrollo de los productos cartográficos y análisis espaciales que propone el proyecto, se utiliza el sistema de referencia WGS 84, zona 17S, coordenadas UTM.

1.5.3 Escala

▪

Información cartográfica básica oficial de Selva Alegre, escala 1:5,000.

▪

Ortofotografías 2012 y 2015 con un GSD aproximado de 15cm por lo que se le podría considerar una escala 1:5,000, a color.

▪

Ortofotografía de 1974, escala 1:50,000, pancromática.

▪

Ortofotografía de 1993, escala 1:50,000, pancromática.

▪

Mapa de amenaza por lahares, escala 1:2,000 o 1:50,000.

▪

Modelo Digital del terreno de 3m de resolución.

21

2

REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 EL VOLCÁN COTOPAXI – DATOS HISTÓRICOS

El Ecuador, al estar localizado en el Cinturón de Fuego del Pacífico, constituye una zona de gran actividad volcánica y sísmica. Terremotos, erupciones volcánicas, y deslizamientos, entre otros, lo han afectado en el pasado y en la actualidad. La población se ha ubicado en zonas de amenaza, haciendo que los fenómenos naturales se conviertan en ocasiones, en desastres de gran magnitud.

La Figura 2-1 muestra la gran concentración de volcanes, principalmente activos, por kilómetro cuadrado en el país.

Figura 2-1 Clasificación de los volcanes en el Ecuador.

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional. http://www.igepn.edu.ec/red-de-observatorios-vulcanologicos-rovig

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El volcán Cotopaxi (5,897 msnm) ha presentado innumerables erupciones documentadas en los últimos 500 años de historia y registradas a través de dataciones en épocas anteriores, como se muestra en la Figura 2-2.

Figura 2-2 Historia eruptiva de los últimos 2,000 años.

Fuente: Barberi et al., 1995

Cada volcán tiene su propia “personalidad”, relacionada con la composición del magma, y estructura morfológica, parámetros que permiten definir el tipo de actividad. Las erupciones pueden ser diferentes, razón por la que se torna imposible realizar pronósticos infalibles, lo que se puede realizar son modelos que simulan la ocurrencia de las erupciones a través de ejercicios de probabilidades a partir de análisis estadísticos y basados en datos recogidos en campo.

Los análisis estadísticos y datos históricos permiten determinar básicamente el período de retorno entre erupciones (tiempo) y el evento máximo probable (magnitud), lo que proporciona información para la toma de decisiones, preparación de las autoridades, de la población y la elaboración de posibles modelos de afectación.

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Aguilera (2005) señala que, de acuerdo con la historia eruptiva del volcán, la última erupción de gran magnitud sucedió el 26 de junio de 1877, que el período de retorno promedio entre dos erupciones es de + 117 años y que, siendo el año 2019, han transcurrido 142 años, lo que revela que la probabilidad de una erupción similar a la de 1877 es muy alta, aproximadamente del 68% (Barberi F., 1992).

2.1.1 Las amenazas volcánicas del Cotopaxi

La ciencia ha definido a la erupción de 1877 como el “Evento Máximo Probable” y las amenazas asociadas a ésta como las de posible ocurrencia; se excluyen para esta definición los desastres de frecuencia rara (Robert, J., D’Ercole, R., Pigeon, P., y Serrano, T. 2009).

Existen estudios complementarios en los que se han analizado los datos geológicos en campo de períodos de tiempo mayores de la historia eruptiva del volcán, uno de ellos lo hace de 800 años, en cuyo caso, los investigadores han concluido que existe la probabilidad de que el Cotopaxi pueda presentar lahares de volumen tres veces mayor al de 1877, en función al mecanismo de activación del lahar (Pistolesi, M., Cioni, R., Rosi, M., y Aguilera, E., 2014).

El volcán Cotopaxi se caracteriza por presentar un tipo de actividad básicamente “explosiva o piroclástica” (Toulkeridis y Aguilera, 2005), definida por un magma viscoso y/o rico en gases, que produce flujos piroclásticos. Estos flujos son masas calientes (300-800°C) con contenido sólido, líquido y gaseoso, que, por ser más pesadas que el aire, se desplazan por las paredes del volcán, a velocidades de hasta 100 km/h. Ningún ser vivo que se encuentre a su paso tiene la posibilidad de sobrevivir y poseen gran capacidad para fundir el glaciar de los nevados, formando los peligrosos lahares.

En el caso del volcán Cotopaxi, los flujos piroclásticos, que se producen, son del tipo boiling over que se asemejan a la espuma de arroz que se desborda por todos los lados de una olla que hierve (Wolf, 1878). Su alcance es limitado, probablemente, los flujos piroclásticos llegarían a la base del volcán; pero los lahares producto de la fundición del glaciar, poco tiempo después de que se derrite el hielo y engloba todos los sólidos que encuentra a su 24

paso, se encausan y bajan por los ríos de montaña a grandes velocidades hasta alcanzar los poblados que se ubican en las orillas, en tiempos tan cortos como 30 minutos (Valdiviezo y Suárez 2014).

La afectación de los lahares provenientes de una eventual erupción del volcán Cotopaxi, tomando como referencia la erupción de 1877, se daría según lo expuesto en la Tabla 2-1.

Tabla 2-1 Recorrido de los lahares y afectación.

CUENCA

PRINCIPALES CIUDADES

RÍOS

PARCIALMENTE AFECTADAS

Pita y El Salto que a poca distancia se juntan, sigue el curso por el Pita hasta el sector “La Caldera” donde desborda una parte del flujo al Santa Clara (nace del Selva Alegre, Sangolquí, San Rafael, Norte

Pasochoa) debido a un accidente geográfico, siguen Guangopolo,

Cumbayá,

Tumbaco,

juntos hasta que confluyen en el San Pedro que Guayllabamba. posteriormente forma el Guayllabamba, después el Esmeraldas hasta desembocar en el Océano Pacífico.

Sur

Oriente

Cututchi, Saquimala y Alaquez que forman el Patate, Mulaló, luego se juntan con el Chambo para formar el Pastaza.

Tambo, Tamboyacu, Valle Vicioso y Jatunyacu.

Joseguango,

Latacunga,

Salcedo, Patate, Baños.

La Serena, Puerto Napo, Misahuallí, Ahuano.

Fuente: Aguilera y Toulkeridis, 2005.

La característica fundamental de los lahares es que poseen una alta concentración de sedimentos de todos los tamaños (Pistolesi, et al. 2014); su estructura lleva en la cabeza los bloques de mayor tamaño, que se desplazan prácticamente en seco, le sigue un cuerpo que contiene partículas gruesas en suspensión y en la cola un flujo hiperconcentrado (Pierson, 1985). Esta estructura torna al lahar en altamente destructivo, ya que no hay posibilidades que se mantenga ninguna estructura que se encuentren en su trayectoria; a continuación, algunas crónicas que describen el lahar de 1877: “Por la parte del Norte del volcán; en el valle de Chillo se observó el desprendimiento de una masa enorme de agua, alta como una torre y ancha como 25

un mar, que se desprendía en forma de avalancha líquida de la base del volcán, levantando sobre la superficie de sus agua a manera de un corcho, las casas, fábricas, hombres, animales, árboles y sembrados que se hallaban á su paso” (Especiales El Comercio, 2013).

Mientras más tiempo transcurre entre erupciones, la vulnerabilidad, en términos de exposición, puede incrementarse, debido a un elevado y desordenado crecimiento poblacional. En el volcán Cotopaxi a más del considerado “evento máximo probable” y la ocurrencia de lahares de mayor volumen determinados por la ciencia, también pueden producirse lahares menores desencadenados por lluvias que arrastran el material sólido depositado como producto de erupciones previas en las laderas e inmediaciones del volcán (Carracedo J. 2015), este tipo de lahares son de menor impacto para las poblaciones ubicadas de las cercanías.

La caída de ceniza es otro de los riesgos asociados a la actividad del Cotopaxi. Se prevé que la cantidad de ceniza podría ser de gran magnitud cuando se produzca la erupción paroxismal y de menor dimensión durante todo el proceso eruptivo. La dispersión de la ceniza depende de la magnitud de la explosión y de la dirección del viento.

Crónicas históricas recopiladas en una edición especial de El Comercio (2013), recogen los sucesos relacionados con la caída de ceniza de la erupción de 1877 de la siguiente manera:

Wolf (1878) relata: "La circunstancia de que la terrible catástrofe sucedió de día y antes que ocurriera la oscuridad total, fue de provecho a muchas personas, pues pudieron salvarse y refugiarse en las alturas circunvecinas, sin embargo a muchas otras cedió en desgracia, porque precisamente en aquella hora la carretera y el camino viejo de Latacunga a Callo estaban llenos de traficantes, sobre todo de arrieros con sus recuas" .

El gobernador de la provincia del Oriente, el 20 de junio de 1877 refiere que "El dia martes 26 de Junio a la una de la tarde, poco mas o menos, se oyó un bramido de

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volcan; media hora después un ruido como de carruaje, y hora y media después se presentó la creciente, la que era puro lodo, y vino asolando cuanto encontró.

Como desde el momento en que se oyó el ruido con que bajaba, oscureció la atmósfera, no se pudo distinguir lo que llevaba sobre las palizadas. Finalmente dejó de crecer a las cinco de la tarde, y se aclaró como media hora, y después volvio a oscurecer de manera aterrante, resultando una lluvia de tierra, que duró hasta el amanecer del día siguiente”.

Ante lo narrado por los estudiosos de la época, se puede evidenciar que la caída de ceniza constituye una amenaza a la que hay que prestarle la atención necesaria y preparar a la población tanto logística como psicológicamente, para que consiga responder de manera adecuada ante este suceso.

Existe también una crónica histórica de Wolf T. (1878) que advierte como otra amenaza relacionada con el volcán Cotopaxi, las descargas eléctricas, frente a las cuales también se debe preparar psicológicamente a la población: “En donde la caída de ceniza era más densa, como en los alrededores del cerro, cerca de Quito y sobre la cordillera occidental, iba acompañada de frecuentes rayos y fuertes truenos (tempestad volcánica); pero solamente en la inmediata proximidad del Cotopaxi se concentraron los vapores acuosos de tal modo, que por algún tiempo caían pesadas gotas de lodo en lugar de ceniza”.

2.2

EL RIESGO VOLCÁNICO

La Ecuación 2-1 permite estimar el riesgo y se expresa en función de los siguientes factores: Riesgo = Amenaza x Vulnerabilidad Preparación de la población Ecuación 2-3Cálculo del riesgo.

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2015)

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En donde, asumiendo para las variables de la ecuación una escala del 1 a 10, siendo 1 lo más bajo, se puede deducir que, si la amenaza y vulnerabilidad son altas, y la preparación de la población es baja, entonces el valor del riesgo será alto; si por el contrario disminuye el numerador o se incrementa el valor de preparación de la población, entonces el riesgo se minimiza.

2.2.1 Gestión del riesgo volcánico

La tendencia de la gente es adoptar una actitud pasiva o reactiva más que proactiva en cuestión de riesgos, lo que puede afectar su vida y la de los suyos (Contreras, 2006); las personas actúan de acuerdo con su formación, cultura e inclusive creencias religiosas. Un claro ejemplo de esto constituye la gente que se sitúa en las inmediaciones del volcán Galeras en Colombia, quienes trataban de mitigar cualquier manifestación del volcán con procesiones, oraciones y limosnas al Santo de su devoción (Contreras, 2006).

Gestionar el riesgo significa trabajar para minimizar tanto la amenaza como la vulnerabilidad y maximizar la preparación de la población.

Siendo técnicamente inviable predecir las erupciones volcánicas, en Ecuador lo que se realiza es un seguimiento de la actividad del volcán, que no garantiza la predicción. Así, lo demuestran las diferentes experiencias vividas en el país con los volcanes Tungurahua, Reventador, Pichincha y a la fecha inclusive el Cotopaxi. A nivel internacional, una de las peores experiencias constituye la erupción del Nevado del Ruiz en 1985 en Colombia, que dejó alrededor de 25,000 víctimas, constituyéndose el cuarto desastre volcánico más grande de la historia (Villegas, 2003); este desastre ha sido propuesto como una enseñanza para el Ecuador en el caso del Cotopaxi (D’Ercole, 1989).

El hecho de no poder realizar una predicción representa un gran problema para la población, que pierde credibilidad ante alertas fallidas e información mal proporcionada.

La gente se acostumbra a vivir y justificar el miedo (Torres, 2003).

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La población debe apropiarse de la gestión del riesgo, acoplándola a sus costumbres y actividades cotidianas; de igual manera, esta debe estar inmersa en la planificación territorial a todo nivel y principalmente en las zonas vulnerables.

Aguilera y Toulkeridis (2005) sugieren la Ecuación 2-2 que se aplica para definir el grado de gestión del riesgo (G), para cuyo cálculo están presentes las siguientes variables: La investigación científica (T), indispensable para determinar los escenarios comprometidos, el monitoreo y las probabilidades; voluntad política (VP), para planificar el territorio, gestionar la preparación, mitigación, respuesta y recuperación ante un evento adverso; y la participación comunitaria (P), aspecto fundamental debido a que la gente es el principal actor en un escenario crítico y los daños se producen directamente contra ella.

G = T x VP x P Ecuación 2-2 Cálculo de la gestión del riesgo.

Fuente: Aguilera y Toulkeridis (2005)

En esta ecuación, si uno de los factores es bajo o aún peor tiende a cero, no existe gestión del riesgo o es insipiente.

En la crisis de reactivación del volcán Cotopaxi, vivida desde agosto hasta fines de diciembre de 2015, se demostró que el valor de la gestión del riesgo fue bajo, de acuerdo con las razones que se exponen a continuación:

− (T) Desde el año 2000, varias instituciones principalmente de educación superior, desarrollaron actividades relacionadas con el riesgo volcánico del Cotopaxi tales como: Mapas de amenaza por flujos de lodo; estimación de la probabilidad de ocurrencia del fenómeno; charlas técnicas informativas para la población y las autoridades de las zonas vulnerables; propuestas para la implementación de un sistema de alerta temprana automático y redundante; se calcularon tiempos aproximados de llegada de los flujos de lodo a las poblaciones; se sugirió la construcción de obras de protección y mitigación frente a los flujos de lodo, entre otros esfuerzos técnicos .

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Los trabajos técnico-científicos mencionados, que alertaban que la probabilidad de reactivación del volcán era alta y que presentaban propuestas válidas principalmente para preparación y mitigación, fueron poco o nada tomados en cuenta por el escalón político a lo largo del tiempo. Otro problema que se puso en evidencia en 2015 fue el producido por pugnas técnicas entre las instituciones que estaban en capacidad de apoyar y atender esta problemática; no existieron consensos y se dificultó el aunar esfuerzos para conseguir un mismo fin, incluso se restringieron e ignoraron trabajos por absurdas competencias técnicas; afirmación que se realiza en base a experiencias personales. − (VP) Las autoridades seccionales en su mayoría conocieron con anticipación lo que los técnicos produjeron y propusieron, pero, desafortunadamente, la tendencia principal fue la negación del riesgo, no tomaron en cuenta este aspecto en los planes de ordenamiento territorial o no los pusieron en práctica, ya que se siguieron otorgando permisos de construcción en zonas de amenaza alta y no solo de unidades habitacionales sino de grandes centros de comercio, como es el caso del San Luis Shopping, que atrae grandes cantidades de gente. No se implementaron los sistemas de alerta temprana automáticos y redundantes sugeridos y que constituyen la mejor opción de una alerta válida, sin opción de error humano para dar aviso a las poblaciones vulnerables en tiempos cortos (30 minutos para la cuenca norte y 1 hora y 30 minutos para la cuenca sur); no se dio tampoco cabida a la construcción de obras de protección propuestas, en las inmediaciones del cono volcánico para disipar y detener parte de los lahares.

Adicionalmente, instituciones seccionales y estatales definieron rutas de evacuación, sitios seguros y albergues a lo largo del tiempo, lugares en ciertos casos su utilización era inviable por tratarse de escuelas, por ejemplo, su localización contradictoria ya que algunas rutas obligan a atravesar quebradas (de esta última afirmación se presenta la evidencia en el anexo fotográfico); dichas situaciones adversas provocaron tensión a la población.

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Pocos esfuerzos se realizaron en cuanto a las obras civiles en riesgo, una de las excepciones fue la ejecutada por alcaldía de Quito, que hizo trabajos de protección de las obras de provisión de agua potable para la urbe y los valles cuyas instalaciones se encuentran en los ríos por los que transitarán los lahares.

Cuando se produjeron las manifestaciones volcánicas, se originó el desconcierto en la población y en las autoridades como consecuencia de la falta de preparación, puesto que se encontraron con gran cantidad de población y obras estratégicas en zonas de amenaza alta.

Lo que realizaron las autoridades en esos momentos caóticos fue procurar corregir los albergues, sitios seguros y rutas de evacuación; realizaron ejercicios de evacuación algunos exitosos y otros no; reunieron a todos los técnicos posibles para encontrar soluciones a la problemática; evaluaron las capacidades de las instituciones del estado para una respuesta ante una eventual erupción. Finalmente, comprendieron la importancia de contar con sistemas de alerta temprana; declararon estado de excepción para poder movilizar recursos y continuar con las actividades reactivas ante el problema que estaba en curso día a día.

El resultado final mostró, básicamente, deficiencias a todo nivel y detectaron que existían muchas actividades por realizar. − (P) La población en pánico ante las manifestaciones del volcán sintió la ausencia de preparación e información para poder actuar; varias familias abandonaron sus hogares, sitios de trabajo y sustento por iniciativa propia o por petición de las autoridades; pusieron sus casas en venta a precios reducidos; varios pobladores se movilizaron de los sitios de mayor peligro a otras ciudades tanto para vivir como para el estudio de sus hijos. Las escuelas, colegios, hospitales y otros centros que proporcionan servicios empezaron a armar planes de protección, e inclusive planear su reubicación. Ciertos barrios tomaron la decisión de organizarse para guardar alimentos en zonas seguras y

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planificar acciones para actuar en conjunto básicamente con personas que poseen limitaciones.

Como consecuencia, la gente empezó a presionar y demandar de las autoridades seccionales y nacionales mapas, albergues, sistemas de alerta temprana, rutas de evacuación, provisión de servicios, otros, que les permitan sentirse preparados ante una eventual erupción. Probablemente, lo más destacable fue que la población sintió la necesidad de contar con planes de organización familiar y comunitaria.

Simplemente como un ejercicio y de acuerdo con lo vivido de manera personal en la crisis de reactivación del Cotopaxi de 2015, se realiza un ejercicio de cálculo de la gestión del riesgo, asignando a criterio propio valores de 0 a 10 a las variables, siendo 0 ninguna acción y 10 una acción excelente, a partir de la información recabada y enunciada anteriormente.

G=5x2x2 G = 20 El resultado óptimo debería ser 1,000 si se asigna la misma ponderación a los tres factores, debido a que ninguno es más importante que otro, sin embargo, la estimación proporcionó un valor total de 20, lo que sugiere que hay mucho por hacer en la parte técnica y más aún con la voluntad política y la preparación de la población para poder afrontar de la mejor manera una erupción similar a la de 1877 e inclusive menor y que el fenómeno no se convierta en un desastre de gran magnitud. Por “suerte” no se ha presentado aún una erupción paroxismal pero no se puede y no se debe confiar, debido a que no es factible saber cuándo ocurrirá.

Ejemplos de otros países, que tienen similitud con la problemática que se vive en el Ecuador, pueden dejar valiosas lecciones a tomar en cuenta, en las que hubo grandes falencias en la gestión del riesgo provocando desastres ingentes, tales como las erupciones de: Volcán Pinatubo (Filipinas, 1991), Nevado del Ruiz (Colombia, 1985), Mount Saint Helens (EE.UU., 1980). Las razones varias: Mapas de riesgos no difundidos (Villegas, H., 2003) o poco comprendidos por las autoridades y peor por la población por la complejidad técnica de los mismos (Parra y Cepeda, 1990); mal manejo de la terminología técnica por 32

parte de los medios de comunicación, falta de educación, la improvisación, el alarmismo y el reducido interés por las medidas de protección (Brusi, Alfaro y González, 2008); entre otros.

2.3

ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD

Para la determinación de la metodología de análisis de vulnerabilidad se han revisado diversos métodos, tal es el caso de la propuesta realizada por Gustavo Wilches-Chaux (1993), en la cual analiza 11 diferentes “vulnerabilidades” que se interrelacionan e interactúan entre sí para dar como resultado una “vulnerabilidad global”.

Las

vulnerabilidades analizadas son: -

Vulnerabilidad Natural.- Propia de todo ser vivo definida por los límites ambientales dentro de los cuales la vida es factible;

-

Vulnerabilidad Física.- Emplazamiento de los asentamientos humanos en zonas de riesgo;

-

Vulnerabilidad Económica.- Hace referencia a ingresos económicos, trabajo, acceso a educación, diversión y salud;

-

Vulnerabilidad Social.- Nivel de cohesión interna que tiene una comunidad;

-

Vulnerabilidad Política.- Nivel de autonomía con la que cuenta una comunidad para tomar decisiones trascendentales;

-

Vulnerabilidad Técnica.- Carencia de tecnología y/o falta de aplicación de la misma;

-

Vulnerabilidad Ideológica.- Concepción del mundo y del rol de los seres humanos en él;

-

Vulnerabilidad Cultural.- Personalidad del individuo que define el modelo social y la influencia de los medios de comunicación en la manera como interactúan los individuos, el medio natural, social y su papel en la definición de la identidad;

-

Vulnerabilidad Educativa.- Procesar la información con el fin de minimizar la incertidumbre;

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-

Vulnerabilidad Ecológica.-Todo lo que ingresa a los ciclos ecológicos produce respuestas en los ecosistemas;

-

Vulnerabilidad Institucional.- Obsolencia y rigidez en las instituciones.

Para la aplicación de esta metodología se requiere un equipo multidisciplinario, debido a la amplitud de los factores que analiza.

Una segunda metodología de estimación de la vulnerabilidad constituye la propuesta por D’Ercole y Metzger (2004), la cual consiste en analizar la vulnerabilidad espacial, así como también los elementos esenciales de funcionamiento y manejo de crisis, con los correspondientes componentes que se enuncian a continuación.

Vulnerabilidad espacial

Considera la exposición a amenazas (lahares), así como la accesibilidad vial y accidentes geográficos; cuando estos factores no son óptimos o son desfavorables maximizan la vulnerabilidad exponiendo a la población a desastres.

En el DMQ se han realizado estudios para la estimación de la vulnerabilidad espacial o territorial, en los cuales se ha incluido la temática del volcán Cotopaxi, pero no se abarca toda la amplitud de la problemática sino únicamente las zonas que componen el territorio del Distrito Metropolitano.

Elementos esenciales de funcionamiento y elementos de manejo de crisis

“La vulnerabilidad espacial puede transmitirse al territorio, tornándose activa si existen elementos esenciales y la situación es más crítica cuando éstos son numerosos y están concentrados en un espacio reducido” (R. D’Ercole, P. Metzger, 2004, p.436).

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Los elementos esenciales de funcionamiento hacen referencia básicamente a: La población, servicios y comercio en la zona. Los elementos de manejo de crisis son los relacionados a: Instancias municipales, bomberos, cruz roja, policía, centros de salud y albergues. Es decir, todos los organismos que pueden brindar apoyo y asistencia a la población expuesta a un riesgo o desastre.

La definición de la vulnerabilidad espacial y de los elementos esenciales de funcionamiento y de manejo de crisis permitirán estimar la vulnerabilidad.

2.4

ANÁLISIS MULTITEMPORAL DE CRECIMIENTO POBLACIONAL

El análisis multitemporal que utiliza básicamente imágenes provenientes de sensores activos o pasivos, sean estas imágenes de satélite, fotografías aéreas, entre otras, es cada vez más utilizado por profesionales de las geociencias, debido a la facilidad de obtener información del territorio en gabinete sin necesidad de realizar extensos y costosos trabajos de campo.

Una de las mayores bondades del análisis multitemporal de crecimiento poblacional, utilizado en el presente estudio, es que permite realizar una efectiva y rápida detección de cambios en una zona determinada, mediante el uso de imágenes captadas en diferentes temporadas. Las técnicas, instrumentos tecnológicos e informáticos para conseguir un estudio multitemporal se desarrollan a un ritmo muy acelerado y están cada vez más al alcance de los profesionales.

La metodología consiste en la delimitación del crecimiento de la zona edificada en Selva Alegre utilizando orotofotografías de los años 1974, 1993, 2012 y 2015, con la consiguiente cuantificación de la expansión urbana en cada uno de los períodos.

Las ortofotografías constituyen imágenes orto rectificadas a través de puntos de control en campo y MDT, que permiten corregir las distorsiones en la fotografía y georeferenciarlas, lo que brinda la posibilidad de realizar mediciones precisas sobre ellas. Para el desarrollo del estudio, se obtuvieron ortofotografías de 1974 y 1993, adquiridas con una cámara aérea 35

analógica y posteriormente escaneadas, razón por la que no proporcionan buena resolución; por el contrario, las ortofotografías de 2012 y 2015 fueron adquiridas a partir de una cámara digital, a color y excelente resolución.

2.5

SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICOS EN RIESGOS

Gracias al avance tecnológico de las últimas décadas, la comunidad técnica y científica está en capacidad de generar y usar modelos simulados por computadora para obtener y proporcionar a los tomadores de decisiones, entre otras facilidades, la delimitación de fenómenos naturales, zonas de amenaza o eventos catastróficos (Muñoz-Salinas, CastilloRodríguez, Manea, Manea y Palacios, 2009).

El modelamiento, representación y visualización de riesgos naturales o antrópicos mediante SIG, constituyen herramientas poderosas, actuales y muy útiles para enfrentar y afrontar eventos adversos de varios tipos.

Existe en el mercado una amplia gama de software SIG y módulos asociados, tanto de código abierto como cerrado; así como también insumos cartográficos-geográficos disponibles y compatibles que se pueden manejar e integrar con tecnologías muy modernas y amigables con la finalidad obtener productos de geoinformación. Para la generación de mapas de amenazas volcánicas, existen opciones como FLOW 3D, TITAN2D, HAZMAP y LAHARZ (Capra, Norini, Groppelli, Macías y Arce, 2008); para el caso particular de los lahares, temática que atañe al estudio, se exponen a continuación aplicaciones de software especializado y los insumos que utilizan: LAHARZ requiere como insumos básicos: Modelos digitales de elevación (MDE) e información topográfica, estos se han utilizado en el estudio de los lahares del volcán Popocatépetl (Muñoz-Salinas et al., 2009); otros desarrollos, bajo ambiente SIG para la definición de volumen de lahares, que se han escogido también para el Popocatépetl, requieren como datos de entrada: Estudio de secciones transversales a lo largo de un cauce, MDE y mediciones del espesor de los depósitos laharíticos (Muñoz-Salinas, Renschler y Palacios, 2009). El apoyo de las imágenes e información de la superficie terrestre provenientes de sensores aerotransportados y 36

terrestres es fundamental en la actualidad; un caso de estudio a través de datos provenientes de sensores remotos para el modelado de lahares se ha realizado del volcán Popocatépetl, con el fin de mitigar y reducir sus riesgos asociados, mediante datos de Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) y Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) (MDE) (Huggel, Schneider, Miranda, Delgado-Granados y Kääb, 2008). La efectividad de cada uno de los modelos depende de la calidad de los insumos de entrada y los resultados siempre deberán ser evaluados para evitar subestimación o sobreestimación de los límites generados, sin perder de vista que las zonas obtenidas o límites son referenciales y tienen un grado de incertidumbre (Robert et al., 2009).

Con la finalidad de estandarizar y normar la geoinformación que se genera por parte de diferentes entidades públicas y privadas, se han empezado a implementar políticas, desarrollar geoportales, servicios de mapas, y otros esfuerzos nacionales e internacionales que permitan que procesos, programas y productos de geoinformación sean interoperables; con lo anterior, se procura también evitar que cada productor genere geoinformación a su manera y en muchos casos se dupliquen esfuerzos y recursos para el efecto.

Los usos que se pueden conceder a los SIG son innumerables, en riesgos, ordenamiento territorial, gestión ambiental, medicina y más. En la gestión del riesgo los SIG son indispensables en todas las fases: Para la preparación en la determinación de zonas seguras y de riesgo, definición de rutas de evacuación, geolocalización de infraestructura estratégica entre otras; en la atención de una emergencia, para llegar lo más pronto posible hasta los sitios críticos a través de análisis de ubicación y accesibilidad, para realizar estimaciones rápidas de daños, análisis de redes, para el seguimiento de necesidades en los servicios de emergencia, asignar prioridades de atención a población vulnerable (Contreras y Kienberger, 2012), rutas de evacuación potencial, accesibilidad a servicios; y finalmente para planificar y ejecutar la reconstrucción.

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3

METODOLOGÍA

Las propuestas orientadas para una adecuada planificación y gestión del riesgo en Selva Alegre se sustentan en: Información recabada en campo, datos estadísticos provenientes de los organismos competentes seccionales y regionales, análisis espacial de variables temáticas que se utilizarán como insumo para la generación de subproductos y productos cartográficos. A continuación, en la Figura 3-1 se presenta de manera general un esquema de la propuesta técnica de trabajo para la consecución de los objetivos planteados en el estudio.

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PDYOT, INEC

TRABAJO DE CAMPO

ArcMAP - ERDAS

ORTOFOTOS 1974, 1993, 2012

ORTOFOTO 2015.TIFF

CARTOGRAFÍA IGM

LÍMITE DEL PROYECTO .SHP

MDT IGM

DATOS ESTADÍSTICOS SELVA ALEGRA

INFORMACIÓN SELVA ALEGRE

CLASIFICACIÓN SUPERVISADA

HIDROGRAFÍA, VIALIDAD, EDIFICACIONES .SHP

TRAZO DE PERFILES TRANSVERSALES

LÍMITES AMENAZA IG-EPN, ESPE

GEOREFERENCIA DE PUNTOS DE INTERÉS

SITIOS COMERCIALES

SITIOS DE SERVICIO

DIGITALIZACIÓN

DIFERENCIA DE ALTURA DE ORILLAS

VECTORES DE ZONA EDIFICADA MULTITEMPORALES

ORTOFOTOMAPAS DE CRECIMIENTO POBLACIONAL MULTITEMPORALES

ORTOFOTOMAPA Y UBICACIÓN SELVA ALEGRE

ALTURA PREMEDIO DEL LAHAR ORTOFOTOMAPA DE AMENAZA POR LAHARES

CORTE CON LÍMITE AMENAZA

MAPA Y TABLA DE SITIOS COMERCIALES

MAPA Y TABLA DE SITIOS DE SERVICIO

LIMITE DEFINITIVO

PROPUESTA PARA GESTIÓN DE RIESGO SELVA ALEGRE

Figura 3-1 Ortofotomapa base y ubicación de Selva Alegre

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3.1

ESTADO ACTUAL DEL VOLCÁN COTOPAXI

La preocupación ante una eventual erupción del volcán Cotopaxi surgió alrededor del año 2001, cuando se empezaron a presentar anomalías en el volcán.

Los técnicos encargados del monitoreo volcánico detectaron anomalías representadas por el incremento diario de sismos, mostrados en la Figura 3-2, y según indicaron constituían 7 veces mayores al nivel normal (IG-EPN, 2002).

Figura 3-2: Estadística de sismos 1989 – 2002, volcán Cotopaxi.

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2002)

Técnicos de varias instituciones y moradores de la zona reportaron también la presencia de fumarolas. Las manifestaciones fueron producto del movimiento de fluidos de un magma intruido y no presentaron una erupción.

En el año 2005, se presentaron nuevamente anomalías, representadas de igual manera por el aumento en la sismicidad del volcán y alrededores, el incremento progresivo en la liberación de la energía por el fracturamiento de las rocas, mostrado en la Figura 3-3, así como también por movimiento de fluidos evidenciado en la Figura 3-4.

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Figura 3-3: Liberación de energía por fracturamiento de rocas (VTs) 1995 - 2005.

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2005)

Figura 3-4: Liberación de energía por movimiento de fluidos (LPs e HBs) 1997 - 2005.

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2005)

Existen, además, en 2005 registros de actividad fumarólica, emisión de gases como SO2 y decrecimiento del glaciar, por lo que el IG incrementó los equipos de monitoreo.

El tiempo transcurrió hasta abril de 2015, cuando se presentaron nuevamente anomalías, reflejadas en alrededor de 20 sismos diarios, el incrementó la emisión de SO2 proveniente del magma y actividad fumarólica; esto se debió a que un volumen de magma empezó a llenar un reservorio ubicado a unos 5 km de profundidad, según los técnicos del IG-EPN.

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El incremento en la emisión de SO2 se puede observar en la Figura 3-5, los sismos, tremor y deformaciones en la Figura 3-6. El día 14 de agosto de 2015 se produjeron explosiones freáticas pequeñas en la madrugada y, posteriormente, a las 10:25am una explosión que expulso una columna de aproximadamente 7 km sobre el cráter, hecho que provocó pánico entre la población, alertó a las autoridades y dio inicio a una actividad importante del volcán que se extendió hasta finales de 2015.

Figura 3-5: Emisiones de SO2 en el volcán Cotopaxi (enero – diciembre 2015).

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2015).

Figura 3-6 Deformación vs. número de eventos sísmicos (agosto – octubre 2015) Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2015)

42

Con el pasar del tiempo, se incrementó la cantidad de explosiones, como se puede ver en la Figura 3-7, algunas con emisiones claras de vapor de agua y otras emisiones oscuras con alto contenido de particulado, que caía especialmente en: Mulaló, Chaupi, Lasso, Machachi, Aloag y Tambillo, dependiendo de la dirección del viento.

Figura 3-7 Explosiones Cotopaxi.

Fuente: Instituto Geofísico – Escuela Politécnica Nacional (2015)

La ceniza emitida en este período fue analizada por especialistas, principalmente la del 14 de agosto y los resultados reportaron que se trataba de un producto debido a la sobre presurización de sistemas hidrotermales (IG-EPN, 2015), que, por la forma angular de los fragmentos y su composición mineral (Toulkeridos, Arroyo, Cruz D´Howitt, Cumbal, Mato, Aguilera, 2015), no mostraba indicios de tener relación con un magma profundo. Con base en lo anterior, los expertos supusieron que una erupción se podría producir en el mediano o largo plazo.

3.2

ÁREA DE ESTUDIO – BARRIO SELVA ALEGRE

La población de Selva Alegre está situada dentro del límite urbano y sector residencial del cantón Rumiñahui, en la parroquia de Sangolquí. A continuación, un breve diagnóstico de la situación general de la parroquia de Sangolquí, los datos estadísticos contenidos en la 43

Tabla 3-1 y la información del diagnóstico socioeconómico y ambiental mostrada en la Tabla 3-2, están basados en el Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial del cantón Rumiñahui (PDYOT de 2012 a 2025).

Selva Alegre se encuentra en la parroquia Sangolquí del cantón Rumiñahui, provincia de Pichincha, en Ecuador y el área de estudio se enmarca en los siguientes límites extremos: ▪

Norte: Redondel de acceso a Selva Alegre (E785595, N9962415);

▪

Sur: Y de desvío hacia San Fernando (E786440, N9961392);

▪

Este: Club de Golf “Los Cerros” (E786865, N9961897);

▪

Oeste: Vía hacia Amaguaña (E785459, N9961747).

La ubicación geográfica de Selva Alegre se muestra en la Figura 3-8.

44

Figura 3-8 Ortofotomapa base y ubicaciรณn de Selva Alegre

45

Tabla 3-1 Información estadística de la parroquia de Sangolquí.

Población Hombres

25,425

Mujeres

26,769

Total

52,194

Proyección 2016 Total

96,118 Actividad laboral

Comercio

Industria Construcción

Servicio público

Agropecuaria

Acceso a servicios básicos Agua potable

95.40%

Energía eléctrica

99.50%

Alcantarillado

91.90%

Recolección de basura

97.7%

Vivienda Propia

86%

Personas que

materiales

10%

Personas que viven

viven en viviendas con

Prestada o cedida

2%

en viviendas con servicios

2%

Personas que 8.90%

inadecuados

deficitarios

Alquilada

viven en hogares

10.5%

en hacinamiento

Fuente: Equipo Técnico GADMUR (Censo 2010).

Tabla 3-2 Diagnóstico socio – económico – ambiental del cantón Rumiñahui.

Principales problemas del cantón Rumiñahui Sistema ambiental Incremento de bares y discotecas en zona de riesgo (Cotopaxi).

Escasa protección de fuentes hídricas.

Deficiente infraestructura de riego y distribución de agua.

46

Sistema sociocultural Poco apoyo a organizaciones del cantón.

No se tiene un plan de seguridad.

Existencia de pandillas, alcoholismo, drogadicción, en jóvenes y adolescentes.

Insuficientes horas de atención y personal médico en general y especialista en centro de salud, hospital y para atención de personas con discapacidad y adultos/as mayores.

Sistema político institucional Desconocimiento y poco cumplimiento de las leyes y ordenanzas.

Poca coordinación interinstitucional entre GAD´s, ministerios y secretarías nacionales.

Poca y limitada participación de la ciudadanía, desunión, intereses políticos y poca gestión de representantes de barrios.

Sistema asentamientos humanos Poco control del municipio en áreas de riesgo (construcción de viviendas en área de riesgo y márgenes de ríos), zona industrial afecta a la población.

Insuficientes espacios de encuentro ciudadano y capacitación, en mal estado.

Aguas servidas son eliminadas directamente a los cuerpos de agua.

Insuficiente control en las construcciones del área urbana y rural.

Sistema Movilidad, Energía y Conectividad Vías en mal estado, faltan adoquinados, mejoramiento de vías, aceras y bordillos.

No respetan las señales de tránsito, irresponsabilidad de conductores, poca señalización y semaforización.

Congestión vehicular (sectores El Triángulo, parque Turismo, El Choclo).

Puentes pequeños y falta de conexión entre sectores (nuevos puentes).

No se tienen alternativas viales para ir a Quito.

Calles angostas, se parquean los vehículos de ambos lados.

Insuficiente cobertura de internet en la zona urbana y rural residencial.

Fuente: Equipo técnico PD y OT 2011.

Los riesgos a los que se encuentra expuesta la población de Selva Alegre se muestran en la Tabla 3-3.

47

Tabla 3-3 Riesgos Selva Alegre.

RIESGO

SUSCEPTIBILIDAD

Movimientos en masa

Baja

Actividad Sísmica

Baja

Erupciones volcánicas

Alta

Inundaciones

Alta

Sequía - Déficit Hídrico Media - Bajo Erosión

Media - Alta

Incendios

Media

Fuente: Plan de Desarrollo y O. T Rumiñahui, 2012-2025 (GADMUR)

En lo referente al riesgo volcánico del Cotopaxi que podría afectar al barrio, las zonas de mayor amenaza, de acuerdo con el PDYOT y los albergues propuestos por el municipio para Selva Alegre, se presentan en la Tabla 3-4 y las obras de infraestructura vial comprometidas se listan en la Tabla 3-5.

Tabla 3-4 Zonas de mayor amenaza, Selva Alegre.

ZONAS DE MAYOR AMENAZA Urbanización COPEDAC

barrio Selva Alegre

ALBERGUES Colegio Integral (barrio Salcoto Av. Gral. Rumiñahui y Atahualpa).

Fund. Gral. Ecuatoriana (barrio San Juan Av. Antonio Checa y Atahualpa).

Conjunto Alcantara Capilla Chillo Compañía Fábrica Enkador Fuente: Plan de Desarrollo y O. T Rumiñahui, 2012-2025 (GADMUR)

48

Tabla 3-5 Principales obras de infraestructura vial comprometidas.

INFRAESTRUCTURA AFECTADA ANTE UNA EVENTUAL ERUPCIÓN DEL COTOPAXI QUE GENERE LAHARES RÍO SANTA CLARA Puente del redondel de Selva Alegre Puente Selva Alegre Fuente: Plan de Desarrollo y O. T Rumiñahui, 2012-2025 (GADMUR)

Los establecimientos definidos como albergues en el PDYOT del cantón Rumiñahui constan en la Tabla 3-4, hay que tomar en cuenta que la Fundación General Ecuatoriana atiende en sus instalaciones alrededor de 70 personas con capacidades especiales y el Colegio Integral acoge niños y jóvenes desde educación inicial hasta último grado de secundaria, aspectos que convierten a estos lugares en críticos y susceptibles, en los que no se debe recibir gente externa en caso de una eventual evacuación, en vista de que se pueden producir abusos a sus usuarios y, adicionalmente, el uso de estos establecimientos como albergues retrasa el retorno a la normalidad post evento. Un centro de atención a personas con capacidades especiales requiere un manejo especial para lograr ser resilientes frente a eventos adversos (Contreras, M., y Kienberger, S., 2012).

3.3

CARTOGRAFÍA SELVA ALEGRE

Se elabora un ortofotomapa base con la ubicación de Selva Alegre que se muestra en la Figura 3-8; a continuación, en la Figura 3-9, se resume el proceso de elaboración de dicho mapa.

49

ARCGIS

Add data, symbology

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 2015 .TIFF

LAGOS/ LAGUNAS.SHP

VÍA RÍO MURO .SHP .SHP CANCHA .SHP .SHP EDIFICIO .SHP

LIMITE PROYECTO .SHP

ORTOFOTOMAPA BASE SELVA ALEGRE

Figura 3-9 Elaboración del ortofotomapa base y ubicación de Selva Alegre.

Para determinar la densidad poblacional del barrio Selva Alegre, se utilizó información del Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC), ente competente en información estadística de población y vivienda del país; de ser el caso, se calcularán datos secundarios a partir de la información del INEC.

3.4

ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD - SELVA ALEGRE

De las metodologías de evaluación de vulnerabilidad analizadas, las expuestas en el capítulo 2 y demás investigadas, se ha seleccionado la propuesta por D’Ercole y Metzger (2004), puesto que está constituida por elementos básicos y de gran valía para la estimación de la vulnerabilidad; comprende el análisis de la amenaza y la accesibilidad vial,

50

elementos esenciales de funcionamiento y de manejo de crisis, factores que se definen como críticos en la zona de estudio y que se evidenciará en los capítulos siguientes.

La metodología seleccionada posee elementos de análisis comunes con otras metodologías, en varios casos enunciados con nombres diferentes únicamente, por tanto, se seleccionó la que proporciona facilidad de definición, comprensión y análisis de la vulnerabilidad y sus componentes.

3.4.1 EVALUACIÓN DE MAPAS DE AMENAZA POR LAHARES

Existe la posibilidad de modelar fenómenos naturales mediante diversas técnicas y tecnologías, los modelos representan simulaciones de la ocurrencia de eventos naturales o antrópicos, cuya valía depende de los datos de entrada de cada uno de ellos; se los debe considerar básicamente como simulaciones y de ninguna manera como verdad absoluta, debido a que la naturaleza es cambiante. Sin embargo, constituyen herramientas válidas para efectos de planificación.

Para determinar la posible área de afectación por lahares provenientes de una eventual erupción del volcán Cotopaxi en Selva Alegre, los mapas existentes consideran que el lahar generado en una erupción del Cotopaxi deberá superar los 60,000,000 m3, aproximadamente, para que el flujo sobrepase una barrera natural denominada “La Caldera”, lugar donde se forma un remanso en el tránsito del lahar que circula por el río Pita y que, al alcanzar o superar el volumen antes mencionado, desborda hacia el río Santa Clara, que no nace de las cuencas hidrográficas del Cotopaxi sino en el Pasochoa, pero que debido al accidente geográfico de la Caldera a partir de ese punto llevaría flujos de lodo, como sucedió en la erupción de 1877.

Para el análisis de exposición propuesto en el presente trabajo, es requerido un mapa que muestre las zonas de amenaza, para el efecto, se cuenta con dos límites, el uno proveniente del “Mapa Regional de Peligros volcánicos Potenciales del volcán Cotopaxi – Zona Norte”, año 2004, escala 1:50,000, realizado por el IG-EPN; el otro, “Mapa de Peligrosidad por 51

Flujos de Lodo en el río Santa Clara, originados por una eventual erupción del volcán Cotopaxi, en el tramo Selva Alegre-Hacienda El Prado”, año 2004, escala 1:2,000, elaborado por la ESPE bajo un convenio con la Universidad de Pisa-Italia.

El mapa del IG-EPN, de acuerdo con lo que manifiestan sus técnicos, fue elaborado a partir de la reconstrucción en campo de depósitos laharíticos de diferentes sitios. Con los testigos de varias épocas, se definieron los puntos de referencia para delimitar el lahar. El mapa del IG-EPN se considera el oficial debido a que pertenece a la institución encargada del monitoreo vulcanológico del país. Desafortunadamente, según manifiesta el técnico, para el modelamiento del lahar y elaboración del mapa respectivo, no se utilizó un Modelo Digital del Terreno (MDT) para su elaboración y validación, omisión importante en vista de que este insumo proporciona lógica tridimensional al flujo.

Por otra parte, se cuenta con el mapa de la Escuela Politécnica del Ejército (ESPE), elaborado como tesis de ingeniería por Valdiviezo y Suárez (2004), y del cual surgió la motivación para la realización del presente trabajo, el mismo se basa en el modelo numérico SIM-LAHAR (Aguilera, 1996) elaborado en convenio por la ESPE y la Universidad de Pisa-Italia. Es un modelo dilatante, definido de esta manera debido a las fuertes pendientes de las quebradas por las que circula el lahar que provocan grandes velocidades, similar al realizado para el volcán Nevado del Ruiz en Colombia, que considera los siguientes parámetros: El volumen del flujo que se consigue a partir de hidrogramas; se sustenta en el principio de conservación de la masa y cantidad de movimiento; asume que el flujo es homogéneo con concentración invariable; que el volumen se mantiene constante, sin tomar en cuenta la sedimentación y erosión; un insumo importante en el modelo es la información topográfica del cauce (determinada a través de alrededor de 127 perfiles transversales separados aproximadamente 1 km), los perfiles se elaboraron en sitios donde existen testigos laharíticos para calibración.

Los datos de salida del modelo constituyen la altura del lahar en cada uno de los perfiles y el tiempo de llegada del flujo a cada sección, datos suficientes para elaborar mapas de amenaza y tiempos de llegada del lahar confiables. El modelo utiliza la erupción de 1877 como el “Evento Máximo Probable”.

52

Si bien, el mapa del IG es el oficial, la escala a la que se encuentra elaborado no resultaría ser la óptima para ser utilizado en la estimación de la vulnerabilidad en Selva Alegre, debido a que todo el análisis se está realizando con cartografía escala 1:5,000. Adicionalmente, se ha podido comprobar en pruebas de validación del mapa, realizadas previamente en otras zonas, que existen diferencias de alturas entre las dos orillas de un río, en el mismo perfil transversal de más de 100 m en Salcedo y alturas promedio del lahar de aproximadamente 130 m, asunto técnicamente discutible debido a que la distancia recorrida por el flujo y la configuración del cauce en esa zona son grandes; se presume que uno de los factores que pueden provocar estas discrepancias pueden darse debido a la escala y la no utilización de un MDT. Por el contrario, el mapa de la ESPE fue realizado a una escala de mayor detalle que la utilizada en el estudio.

Se realiza una evaluación de los dos límites para determinar si existen diferencias significativas en la zona de interés y, de esta manera, decidir por uno de ellos para el estudio. Se elaboran perfiles transversales cada 200 m a lo largo del río Santa Clara, en Selva Alegre, utilizando como información de altimetría un MDT de 3 m de resolución, elaborado por el IGM, que juntamente con cada uno de los límites de lahar será la base para el trazo de los perfiles, desde la orilla izquierda hacia la orilla derecha de cada polígono de amenaza, cubriendo así todo el ancho del flujo en cada una de las secciones creadas.

De los perfiles, se extraen los datos que se muestran en la Figura 3-10, para el cálculo de la diferencia de altura entre las dos orillas en cada sección, así como para determinar la altura promedio del flujo en las mismas: a) Altura del punto más bajo del eje del río; b) Altura de la orilla izquierda; c) Altura de la orilla derecha;

53

d) Distancia horizontal del perfil; e) Distancia horizontal desde la orilla izquierda al punto más bajo del lecho del río.

Figura 3-10 Datos del río, orillas y lahar

Con los datos antes mencionados, se realizan los cálculos mediante trigonometría para calcular los valores esperados, tal como se indica en la Figura 3-11.

Figura 3-11 Diferencia de altura entre orillas y altura promedio del lahar en cada perfil

54

A travĂŠs de las Ecuaciones 3-1, 3-2, 3-3 y 3-4 se calcula la diferencia de altura entre dos orillas en un perfil transversal, el ĂĄngulo para determinar la diferencia de altura del lahar, la diferencia de altura entre las dos orillas del flujo y la altura promedio del lahar en una secciĂłn respectivamente.

∆ đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Žđ?‘ = |đ?‘Žđ?‘™đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘Ž đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Ž đ?‘–đ?‘§đ?‘žđ?‘˘đ?‘–đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘‘đ?‘Ž − đ?‘Žđ?‘™đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘Ž đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Ž đ?‘‘đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘?â„Žđ?‘Ž| EcuaciĂłn 3-1 Diferencia de altura entre dos orillas en un perfil transversal.

∞ = tan−1

∆ đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Žđ?‘ đ??ˇ đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘“đ?‘–đ?‘™

EcuaciĂłn 3-2 Ă ngulo para determinar la diferencia de altura del lahar

∆ đ?‘“đ?‘™đ?‘˘đ?‘—đ?‘œ = đ??ˇÂ´đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Ž đ?‘?đ?‘Žđ?‘—đ?‘Ž_đ?‘’đ?‘—đ?‘’ đ?‘Ľ tan ∞ EcuaciĂłn 3-3 Diferencia de altura entre las dos orillas del flujo

Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě… đ??´đ?‘™đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘Ž đ?‘“đ?‘™đ?‘˘đ?‘—đ?‘œ = ∆ đ?‘“đ?‘™đ?‘˘đ?‘—đ?‘œ + đ?‘Žđ?‘™đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘Ž đ?‘’đ?‘—đ?‘’đ?‘œđ?‘&#x;đ?‘–đ?‘™đ?‘™đ?‘Ž đ?‘?đ?‘Žđ?‘—đ?‘Ž − Altura punto mĂĄs bajo eje rĂ­o EcuaciĂłn 3-4 Altura promedio del lahar en una secciĂłn

Con los valores de la diferencia de altura entre las orillas (∆ orillas) y la altura promedio del Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě… lahar (đ??´đ?‘™đ?‘Ąđ?‘˘đ?‘&#x;đ?‘Ž đ?‘“đ?‘™đ?‘˘đ?‘—đ?‘œ), se puede evaluar cada uno de los perfiles y los lĂ­mites del flujo en general para tomar una decisiĂłn tĂŠcnica adecuada.

La metodologĂ­a de elaboraciĂłn de los mapas de perfiles, tablas de resultados de diferencia de altura de las orillas y altura promedio del lahar en cada perfil se muestra en la Figura 312.

55

ARCGIS

Add Data

LÍMITE PROYECTO .SHP

RÍO .SHP

MODELO DIGITAL DEL TERRENO 3m (IGM)

LÍMITE LAHAR IGEPN, 2004

LÍMITE LAHAR ESPE, 2004

3D Analyst – interpolate line – profile graph TRAZO DE PERFILES TRANSVERSALES (9), CADA 200m

PERFILES IG-EPN .MXD Y .JPG

RESULTADO LAHAR IG-EPN .XLS

PERFILES ESPE .MXD Y .JPG

CÁLCULO DE DIFERENCIA DE ALTURA DE ORILLAS EN CADA SECCIÓN

|Orilla izquierda-orilla derecha|

CÁLCULO DE ALTURA PROMEDIO FLUJO DE LODO

Diferencia de altura de orillas, altura punto más bajo eje del río, distancia horizontal de perfil, distancia al lecho; cálculos pitágoras.

RESULTADO LAHAR ESPE .XLS

Figura 3-12 Elaboración de perfiles y tablas de resultados de orillas y altura de lahar

56

Una vez que se decida cuál de los dos mapas se va a utilizar para el análisis espacial posterior, se elabora un ortofotomapa, como se indica en la Figura 3-13.

ARCGIS

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 2015 .TIFF

LIMITE LAHAR IGEPN .SHP

Add data, symbology

LAGOS/ LAGUNAS.SHP

VÍAS RÍOS .SHP .SHP

LIMITE PROYECTO .SHP

ORTOFOTOMAPA DE PELIGROS POR LAHARES-COTOPAXI EN SELVA ALEGRE

Figura 3-13 Metodología de elaboración del mapa de amenaza por lahares.

57

3.4.2 ACCESIBILIDAD VIAL, ELEMENTOS DE FUNCIONAMIENTO, MANEJO DE CRISIS

Con la finalidad de posicionar geográficamente, cuantificar y cualificar las vías de acceso, los sitios de comercio, servicios públicos, privados e instituciones de atención de crisis en el barrio Selva Alegre, que brindan atención a la población del sector y a los foráneos que lo visitan, se realiza un recorrido minucioso de la zona de interés, levantando en la ortofoto cada sitio y vinculando la información en la tabla respectiva. Se verifica en campo y se espacializa, también, la información extraída del PDYOT que constan en la Tabla 3-6. Se documenta el levantamiento de campo en el Anexo fotográfico.

La información antes mencionada constituye parte los insumos indispensables para la estimación de la exposición de la población e infraestructura en la zona; dicha información se espacializa y clasifica en ArcGIS para los análisis respectivos.

En la Figura 3-14, se presenta la metodología de levantamiento de información y los productos obtenidos.

58

ARCGIS

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 2015 .TIFF

Recorrido completo zona

GEOREFERENCIA DE DATOS EN CAMPO

ArcMap PUNTOS DE UBICACIÓN NOMBRE TIPO .SHP ORTOFOTOMAPA DE SITIOS DE INTERÉS

ArcMap – Select by atributes

CLASIFICACIÓN SITIOS COMERCIALES

CLASIFICACIÓN SITIOS SERVICIO ArcMap – Export data

SITIOS COMERCIALES .SHP

SITIOS SERVICIO .SHP

LIMITE LAHAR IGEPN .SHP

ArcMap

ORTOFOTOMAPA SITIOS SERVICIO Y LAHAR .MXD Y .JPG

ORTOFOTOMAPA SITIOS COMERCIALES Y LAHAR .MXD Y .JPG

ArcMap – Clip CORTE SITIOS CON LÍMITE LAHAR ArcMap – Table - Export

TABLA SITIOS COMERCIALES EN ZONA LAHAR .XLS

TABLA SITIOS SERVICIO EN ZONA LAHAR .XLS

Figura 3-14 Levantamiento de información de vialidad, servicios y comercio

59

Tabla 3-6 Infraestructura y servicios en el cantón Rumiñahui.

INFRAESTRUCTURA Y SERVICIOS – CANTON RUMIÑAHUI Tipo

Cantidad Características

municipio (cantónal) Cuerpo de bomberos (cantónal)

1

Centro de Sangolquí 46 bomberos, 44 operativos y 2 administrativos; 2

1 cuerpo autobombas, 2 ambulancias, 3 camionetas, 1 auto de extricación vehicular, bombas de succión y 1 tanquero

Cruz Roja (cantónal) Instalaciones militares (cantónal)

1

3

1 Unidad de socorro, 1 centro de atención al público con un laboratorio de bajo costo 1 Academia de Guerra, 1 Escuela de Perfeccionamiento del Ejército, 1 Universidad de las Fuerzas Armadas

Unidades de Policía Comunitaria

UPC

1

4 policías, 1 móvil y 1 radio base

1

1 médico rural

(Selva Alegre) Centros

de

salud

(Selva Alegre) Servicio de desarrollo infantil público (Selva

1

Alegre)

Juan Salinas

temprana) 1, El Choclo - barrio Selva Alegre, Carlos Gavilánez, San

Red vial fundamental (Selva Alegre) - Av.

Creciendo con nuestros hijos (CNH) (estimulación

1

Fernando.

Ancho entre 4 y 4.5 m en regular estado de mantenimiento.

Fuente: Plan de Desarrollo y O. T Rumiñahui, 2012-2025 (GADMUR) e investigación de campo

3.4.3 ANÁLISIS MULTITEMPORAL DE CRECIMIENTO POBLACIONAL Para definir el área de expansión del barrio Selva Alegre, se cuenta con ortofotografías de 4 épocas diferentes: Años 1974, 1993 pancromáticas y años 2012, 2015 a color.

60

Se plantea utilizar dos métodos para evaluar el crecimiento poblacional, el primero a través de una clasificación supervisada de las ortofotografías (Figura 3-15) y el segundo mediante digitalización de las áreas edificadas (Figura 3-16).

3.4.3.1 Clasificación supervisada de ortofotografías Utilizando el software ERDAS Imagine, se analiza una a una las ortofotografías de las 4 épocas a través de las opciones: Raster y clasificación supervisada que proporciona el programa. La técnica consiste, básicamente, en recolectar una buena cantidad de muestras por cada una de las firmas espectrales que constituyen los objetos, confirmar en el terreno, para, posteriormente, solicitar al software la clasificación de cada categoría.

El resultado de la clasificación supervisada constituye un archivo raster, el mismo que posteriormente se vectoriza para cuantificar las unidades de acuerdo a su correspondiente categoría.

Obtenidos los archivos individuales de las fotografías de las 4 épocas, se realiza el análisis espacial correspondiente para conseguir los polígonos de las unidades.

3.4.3.2 Digitalización en pantalla sobre ortofotografías Mediante el software especializado ArcMap con su plataforma ArcGIS y módulos Arc Tool Box y Arc-Catalog, se crean los polígonos correspondientes a las zonas edificadas de cada una de las ortofotografías de las cuatro diferentes épocas. La digitalización en pantalla es el dibujo de los contornos de las zonas de interés, mismas que posteriormente se cuantifican con la finalidad de determinar el crecimiento poblacional.

61

ERDAS IMAGINE

ORTOFOTO 1974 PANCROMÁTICA

ORTOFOTO 1993 PANCROMÁTICA

ORTOFOTO 2012 COLOR

ORTOFOTO 2012 COLOR

OBTENCIÓN DE FIRMAS ESPECTRALES CADA IMÉGEN Merge selected signatures (por categorías)

FIRMAS 1974 .SIG

FIRMAS 1993 .SIG

FIRMAS 2012 .SIG

FIRMAS 2015 .SIG

CLASIFICACIÓN SUPERVISADA

NO PROCEDE PARA IMÁGENES 1974 Y 1993 POR SIMILITUD EN COLORES

ORTOFOTO 2012 CLASIFICADA .PNG

ORTOFOTO 2015 CLASIFICADA .PNG

casa1, casa2, casa3, vías, bosque, herbáceas, suelo desnudo, agua

ARCGIS Spatial Analyst Tools - Reclassify RECLASIFICACIÓN RASTER 2012 y 2015

Casas/vías, bosque/herbáceas, suelo desnudo, agua

Raster to polygon

VECTORIZACIÓN RASTER 2012 y 2015

VECTOR (POLÍGONO) 2012 .SHP

VECTOR (POLÍGONO) 2012 .SHP

MERGE (ID) 2012 Y 2015

DISSOLVE (GRID CODE) 2012 Y 2015 Add field – calculate geometry - area MAPA COBERTURA 2012 .MXD Y .JPG

MAPA COBERTURA 2015 .MXD Y .JPG

Figura 3-15 Clasificación supervisada de ortofotos pancromáticas y a color.

62

ARCGIS

Add Data LÍMTE PROYECTO.SHP

ORTOFOTO IGM 1974 .TIFF

ORTOFOTO IGM 1993 .TIFF

ORTOFOTO IGM 2012 .TIFF

ORTOFOTO IGM 2015 .TIFF

CORTE CADA IMÁGEN CON LÍMITE PROYECTO Spatial Analyst- extract by polygon

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 1974 .TIFF

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 1993 .TIFF

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 2012 .TIFF

ORTOFOTO SELVA ALEGRE 2015 .TIFF

DIGITALIZACIÓN ZONAS EDIFICADAS Editing tools

LÍMITE ZONA EDIFICADA 1974 .SHP

LÍMITE ZONA EDIFICADA 1993 .SHP

LÍMITE ZONA EDIFICADA 2012 .SHP

LÍMITE ZONA EDIFICADA 2015 .SHP

ORTOFOTOMAPA Y DELIMITACIÓN 1974 .MXD Y JPG

ORTOFOTOMAPA Y DELIMITACIÓN 1993 .MXD Y JPG

ORTOFOTOMAPA Y DELIMITACIÓN 2012 .MXD Y JPG

ORTOFOTOMAPA Y DELIMITACIÓN 2015 .MXD Y JPG

ORTOFOTOMAPA Y DELIMITACIÓN MULTITEMPORAL .MXD Y .JPG

Figura 3-16 Digitalización de ortofotos y elaboración de mapas multitemporales.

63

3.4.4 CRECIMIENTO POBLACIONAL MULTITEMPORAL Y AMENAZA DE LAHARES

Con la finalidad de determinar las áreas edificadas de cada época en zona de amenaza, se elaboran los respectivos mapas de acuerdo con la metodología expuesta en la Figura 3-17.

La información resultante servirá de base también para el cálculo de la densidad poblacional en cada época.

ARCGIS

LÍMTE PROYECTO.SHP Add Data

LÍMITE LAHAR IGEPN, 2004 .SHP Analysis tools – extract - clip

LÍMITE ZONA EDIFICADA 1974 .SHP

LÍMITE ZONA EDIFICADA 1993 .SHP

LÍMITE ZONA EDIFICADA 2012 = 2015 .SHP

ORTOFOTOMAPA LÍMITE EDIFICADO 1974 EN ZONA LAHAR .MXD Y JPG

ORTOFOTOMAPA LÍMITE EDIFICADO 1993 EN ZONA LAHAR .MXD Y JPG

ORTOFOTOMAPA LÍMITE EDIFICADO 2012/2015 EN ZONA LAHAR .MXD Y JPG

Figura 3-17 Mapas multitemporales en zona de amenaza por lahares.

Para realizar el análisis de vulnerabilidad, se acogerá, como referencia, la metodología del Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial del cantón Rumiñahui 2012 – 2025, que, a criterio propio, se estima es la que mejor se ajusta a la zona debido a que ha sido desarrollada después de un análisis pormenorizado y específico del cantón.

Adicionalmente, se toma parte de esta metodología bajo el supuesto de que el presente

64

estudio podría ser tomado por las autoridades seccionales como instrumento de ayuda para la planificación y por esta razón es conveniente mantener un formato similar.

Para el análisis de la vulnerabilidad, la metodología toma en consideración la vulnerabilidad espacial que hace referencia a los espacios capaces de generar y transmitir vulnerabilidades; así como, la ubicación de los elementos esenciales de funcionamiento y de manejo de crisis que pueden activar la vulnerabilidad.

65

4 4.1

RESULTADOS Y DISCUSIÓN RESULTADOS

4.1.1 Selva Alegre

La información proveniente del Plan de Desarrollo y Ordenamiento Territorial del cantón Rumiñahui, que consta en la Tabla 3-6, se toma de referencia para validar y complementar la información de Selva Alegre obtenida en campo, así como también para la estimación de la vulnerabilidad.

A partir de información recabada del Censo 2010 realizado por el INEC y con el apoyo de los mapas de crecimiento poblacional multitemporal elaborados en el estudio, se obtienen los datos enunciados a continuación y que se muestran en las Tablas 4-1, 4-2 y 4-3.

▪

Área edificada total por años.

▪

Área edificada en zona de amenaza por lahares.

▪

Porcentaje de área edificada.

▪

Estimación del número de habitantes en cada época asumiendo un crecimiento poblacional del 3% por cada año.

▪

Densidad poblacional parroquial en los 4 años.

▪

Densidad poblacional de Selva Alegre en el área edificada en cada año.

▪

Finalmente, la densidad poblacional de Selva Alegre en zona de amenaza por lahares, en cada año.

66

Tabla 4-1 Áreas edificadas totales y en zona de amenaza por lahares. ÁREA EDIFICADA EN

AÑO DE LA

ÁREA EDIFICADA TOTAL

IMÁGEN

(km2)

1974

0.17

0.17

100.00

1993

0.28

0.26

92.93

2012

0.65

0.48

74.74

2015

0.65

0.48

74.74

ZONA DE AMENAZA (km2)

% EN ZONA DE AMENAZA

Tabla 4-2 Densidad poblacional multitemporal de Sangolquí.

AÑO

No. HABITANTES ESTIMADO (ha)

SUPERFICIE

DENSIDAD

PARROQUIA

POBLACIONAL 2

SANGOLQUÍ (km )

PARROQUIAL (ha/km2)

1974

27,103

57.30

473.00

1993

48,345

57.30

843.72

2012

86,081

57.30

1502.29

2015

94,063

57.30

1641.60

Tabla 4-3 Densidad poblacional multitemporal de Selva Alegre.

DENSIDAD POBLACIONAL AÑO

SELVA ALEGRE ÁREA EDIFICADA (ha/km2)

DENSIDAD POBLACIONAL SELVA ALEGRE ÁREA EDIFICADA EN ZONA DE AMENAZA (ha/km2)

1974

80.47

80.47

1993

235.05

218.43

2012

973.23

727.44

2015

1063.48

794.90

67

4.1.2 Evaluación de mapas de amenaza por lahares 4.1.2.1 Mapas e información de perfiles

Se sobrepone la información del límite del lahar de la ESPE de 2004, un DTM de 3m de resolución, la hidrografía de Selva Alegre y se elabora un mapa de perfiles transversales en el río Santa Clara, los perfiles se trazan desde la orilla izquierda hacia la orilla derecha del lahar y se los define cada 200 m aproximadamente, dentro del área de interés; los resultados se exponen en la Figura 4-1.

De igual manera, se procede con el límite del lahar del IG-EPN, 2004 y los resultados se exponen en la Figura 4-2.

A continuación, se muestran los gráficos con la forma resultante de cada uno de los perfiles transversales trazados en función de los dos límites de flujo de lodo; se pueden observar los resultados en la Figura 4-3. Luego, en Tabla 4-4 y 4-5, se encuentran los datos extraídos de los perfiles y los cálculos de las diferencias de altura entre orillas en un mismo perfil, así como también los cálculos de la atura promedio del lahar en cada sección.

68

Figura 4-1 Perfiles transversales en el río Santa Clara – lahar ESPE, 2004

69

Figura 4-2 Perfiles transversales en el río Santa Clara – lahar IG-EPN, 2004

70

Figura 4-3 Perfiles transversales, izq. ESPE, der. IG-EPN

71

Tabla 4-4 Cálculo perfiles ESPE

Tabla 4-5 Cálculo perfiles IG-EPN

4.1.2.2 Mapa de amenaza por flujos de lodo del Cotopaxi – IG-EPN

Se presenta el Mapa de Amenaza por flujos de lodo escogido posterior al análisis en la Figura 4-4.

72

Figura 4-4 Ortofotomapa de amenaza por lahares del Cotopaxi, limite IG-EPN.

73

4.1.3 Accesibilidad vial, elementos de funcionamiento y de manejo de crisis

Se presentan en la Figura 4-5 los sitios de funcionamiento y manejo de crisis de la zona de interĂŠs en Selva Alegre.

Figura 4-5 Ortofotomapa de sitios de servicio y comercio en Selva Alegre.

74

En el ortofotomapa de la Figura 4-6 se presenta la vialidad de Selva Alegre, así como los sitios comerciales en el área de interés levantados en campo y el límite de amenaza por lahares del Cotopaxi IG-EPN. A continuación, un listado de los sitios comerciales que se encuentran en zona de amenaza, en la Tabla 4-6.

Figura 4-6 Ortofotomapa de sitios de comercio y zona de amenaza por lahares.

75

Tabla 4-6 Sitios de comercio en zona de amenaza por lahares.

No. 3 2 1

NOMBRE

No.

NOMBRE

Mecánicas

1

Creaciones Ramiro

Lavadora Baby Joaquin

2

Ferreterías

Lavadora de autos Amelie

1

Frutería

Mecánica Hierro Arte

2

Heladerías

1

Laboratorio Tv Color

Centro Comercial, Centro Comercial 4

D'Martín, Centro comercial Selva Alegre, Centro Comercial Bakerey.

2

Karaokes

1

Licorería

2

AGIP gas

1

Mini Market Antonella

1

Películas

2

Panaderías

La sazón del Chatos, El auténtico hornado pastuso, Rincón del Cuy, Platos Típicos Doña Conchita, La Casita del

Banquetes y recepciones, Hda. Chillo

Cuy, Platos típicos Mama Miche, El

Compañía, Club de Golf Los Cerros,

16 Cariucho comida típica, La Misión

7

Hotel, Recepciones Quinta El Carmen,

Mexicana, Las Tres Marías, Picantería

Hotel Complejo La Cascada, Centro de

Sandrita, El Hueco, El Hueco II, El Rincón

eventos y convenciones M. Plaza.

del Sabor, Te parto en 8, Restaurant S/N, Restaurante Sierra y Mar. 2

Almacenes

1

Plásticos del Valle

1

Alquiler de vajilla

1

Tercena

1

Aluminio y vidrio

28 Tiendas

1

Bazar

1

2

Carpintería s/n, Carpintería María José.

Urbanización Alcántara

En la Figura 4-7 se muestra la vialidad de Selva Alegre, así como los sitios de servicio en el área de interés levantados en campo y el límite de amenaza por lahares del Cotopaxi IGEPN.

76

Figura 4-7 Ortofotomapa de sitios de servicio y zona de amenaza por lahares

77

En la Tabla 4-7 un listado de los sitios de servicio que se encuentran en zona de amenaza.

Tabla 4-7. Sitios de servicio en zona de amenaza.

No.

NOMBRE

No.

NOMBRE

1

Casa Comunal

1

Iglesia

1

Policía Selva Alegre

1

Estadio Selva Alegre

1

Parada de Bus

1

Parque Selva Alegre

4

Papelería

1

Le Petit SPA

1

Centro de Apoyo Pedagógico

3

Peluquerías

1

CDA El Tronco

1

1

Taller de Arte Viteri

1

Centro de Fisioterapia

4

Papelería

1

Centro Odontológico Rotary

2

Centro de Computo

1

Peluquería Canina

1

Centro Integral Adulto Mayor

1

1

Centro de Educ. Básica y Colegio Gonzáles A.

Centro Internacional Alcohólicos Anónimos

Clínica veterinaria 2

Veterinaria MZ

Asociación Empresarios Rumiñahui

4.1.4 Mapas Multitemporales de Crecimiento Poblacional 4.1.4.1 Digitalización

En las Figuras 4-8, 4-9, 4-10 y 4-11, se presenta la delimitación de las zonas edificadas de 1974, 1993, 2012 y 2015, respectivamente.

La combinación de los 4 límites se puede observar en la Figura 4-12, esta visualización permite tener una idea general del crecimiento entre épocas.

78

Figura 4-8 Ortofotomapa y delimitaciรณn de zona edificada 1974.

79

Figura 4-9 Ortofotomapa y delimitaciรณn de zona edificada 1993.

80

Figura 4-10 Ortofotomapa y delimitaciรณn de zona edificada 2012.

81

Figura 4-11 Ortofotomapa y delimitaciรณn de zona edificada 2015.

82

Figura 4-12 Ortofotomapa y delimitaciรณn de zona edificada multitemporal.

83

4.1.4.2 Clasificación supervisada

En la Figura 4-13, se muestra el raster resultante de la clasificación supervisada, confrontada con la fotografía y en la Figura 4-14 la respectiva vectorización.

Figura 4-13 Clasificación supervisada Selva Alegre.

84

Figura 4-14 Vectorización del raster de la clasificación supervisada de Selva Alegre.

4.1.5 Crecimiento poblacional multitemporal en zona de amenaza por lahares

Posterior al análisis espacial de los límites de zona edificada de cada época con la zona de amenaza por flujos de lodo seleccionada, se determinan espacial y cuantitativamente las áreas de crecimiento poblacional en zona de amenaza, los resultados se exponen en las Figuras 4-15, 4-16 y 4-17.

85

Figura 4-15 Ortofotomapa del lĂ­mite edificado 1974 en zona de amenaza por lahares.

86

Figura 4-16 Ortofotomapa del lĂ­mite edificado 1993 en zona de amenaza por lahares

87

Figura 4-17 Ortofotomapa del lĂ­mite edificado 2012 y 2015 en zona de amenaza

88

4.2

DISCUSIÓN

A efectos de estimar la población expuesta ante una erupción del volcán Cotopaxi, se han obtenido resultados satisfactorios a través de los métodos propuestos en el presente estudio, tanto para definir la exposición a la amenaza, accesibilidad vial, población vulnerable, los elementos esenciales de funcionamiento y de manejo de crisis, a través de métodos de análisis espacial, análisis estadísticos e información obtenida de instituciones competentes en planificación de Selva Alegre.

Se ha conseguido cumplir a satisfacción los objetivos planteados a través de cada uno de los productos elaborados.

4.2.1 El volcán Cotopaxi, riesgo volcánico y gestión del riesgo

Definitivamente, la reactivación del volcán Cotopaxi es una realidad palpable, el monitoreo volcánico así lo demuestra, mediante el reporte de incremento de sismos, tremores y explosiones freáticas, entre otras manifestaciones. Si bien el monitoreo volcánico es una herramienta importante en la previsión, no permite manejar certezas por lo que es importante complementar con información científica referente a: Períodos de retorno entre una erupción y otra; conocer los escenarios que se verían comprometidos en una eventual erupción, mediante modelos 2D y 3D que inclusive consideren en su modelamiento las construcciones y la vegetación con la finalidad de que puedan proporcionar escenarios de probable afectación muy apegados a la realidad; la construcción de obras de ingeniería para protección y mitigación como los países desarrollados las tienen; contar con sistemas de alerta temprana automáticos y redundantes, que permitan alertar con un alto grado de certeza, acerca de la ocurrencia de un evento adverso y la necesidad o no de evacuar en función del volumen de los productos volcánicos emanados.

Las amenazas asociadas a una eventual erupción son principalmente: La producción de lahares debido a la fundición del casquete glaciar por efectos de los flujos piroclásticos; la 89

caída de ceniza que de acuerdo con las crónicas históricas de Wolf (1878 -1904) y Sodiro (1877) han afectado la salud de la población y causado ingentes daños materiales y tormentas eléctricas que pueden producir pánico en una población no advertida y preparada.

Las consecuencias en el desenvolvimiento normal de las actividades de los habitantes de las poblaciones cercanas se prevé serán graves, el bloqueo y destrucción de las vías e infraestructura vial, la suspensión por tiempos prolongados de servicios básicos, la falta de provisión de raciones alimenticias y vituallas, problemas sanitarios, conflictos en los albergues por la diversidad de personas alojadas y las condiciones de estrés en las que se encuentran de lo que se ha podido advertir en los desastres suscitados en el país, entre otros tantos inconvenientes graves.

Desafortunadamente, al tema de la amenaza volcánica no se le ha dado la importancia que amerita, es así como por desconocimiento o conveniencia no se hacen constar o no se cumplen por parte de las autoridades o de la población, las normas y regulaciones de los planes de ordenamiento territorial y desarrollo de los sectores vulnerables. Las personas comúnmente tienden a la negación del peligro y actúan de acuerdo con sus creencias o costumbres dejando de lado las recomendaciones técnicas que llevarían a evitar desastres.

Con la crisis vivida a finales del 2015 con la reactivación del volcán, se tuvo la oportunidad de hacer una evaluación verdadera de la preparación tanto de las autoridades como de la población ante una eventual erupción y, desafortunadamente, los resultados negativos primaron en todos los ámbitos.

No se puede saber cuándo sucederán la o las erupciones paroxismales, pero lo conveniente sería que cada individuo, familia, barrio y autoridades se encuentren preparados. Es necesario realizar una verdadera y efectiva gestión del riesgo que incluya a todos los actores y que contemple herramientas efectivas para la gestión.

90

4.2.2 Selva Alegre

El barrio Selva Alegre posee una ubicación geográfica crítica, situación que pone en vulnerabilidad alta a la población del sector, puesto que sus habitantes se verían directamente afectados frente al embate de los flujos de lodo provenientes de una erupción del volcán Cotopaxi que produzca volúmenes de agua que sobrepasen los 60,000,000 m3 y que alcancen el cauce del río Santa Clara en cuyas orillas se asienta el poblado.

Selva Alegre tenía una densidad poblacional, de aproximadamente 1,060 hab/km2 para el 2015. La economía de los pobladores del sector se basa en el comercio y particularmente en el expendio de comidas típicas, que atraen gran cantidad de comensales todos los días y principalmente los fines de semana, particular que incrementa considerablemente la vulnerabilidad de la población de la zona debido a la gran concentración de personas en un área relativamente pequeña y expuesta a una amenaza importante.

En el caso de una eventual erupción del volcán, las autoridades han definido rutas de evacuación inapropiadas que recorren un buen tramo de la zona de amenaza, y en algunos casos, como se detectó en el recorrido de campo, llevan a quebradas que las personas no estarían en capacidad de atravesar. Los posibles albergues, determinados también por los organismos competentes, constituyen entre otros la Fundación General Ecuatoriana y el Colegio Integral que a criterio personal no se encontrarían en capacidad de recibir gente externa debido que en sus instalaciones se encuentran personas con capacidades especiales o niños y adolescentes. Queda mucho por hacer en materia de gestión de riesgos en Selva Alegre.

4.2.3 Análisis multitemporal

Para efectuar el análisis multitemporal se emplearon dos metodologías. La primera, clasificación supervisada en ERDAS y posterior vectorización en ArcGIS; y la segunda, la 91

digitalización de las áreas edificadas en ArcGIS. Finalmente, para la delimitación de polígonos y cálculo de áreas se escogió la digitalización, debido a que no fue posible realizar la clasificación en las dos imágenes de 1974 y 1993 por su baja resolución y, adicionalmente, se produjeron complicaciones en las imágenes de color de 2012 y 2015, debido a que varios objetos de categorías diferentes presentaron las mismas tonalidades y el programa realizó una clasificación inadecuada en el caso de vegetación - lagunas artificiales, cuerpos de agua - sombras, casas - suelo desnudo, lo que complicó la cuantificación de las zonas edificadas, provocando la alteración de las áreas reales.

La digitalización funcionó adecuadamente, tanto en las imágenes pancromáticas como en las imágenes de color, permitiendo definir valores de las áreas edificadas muy cercanos a los reales.

Con las áreas resultado de la digitalización de las ortofotografías fue posible el cálculo de la densidad poblacional en cada uno de los cuatro períodos de análisis; esta constituyó la principal utilidad de esta información.

4.2.4 Evaluación de mapas de amenaza – decisión

De la evaluación de los dos mapas de amenaza con que se contaba al iniciar el estudio, no se encontró diferencias significativas entre ellos, si bien, en dos casos particulares presentaron valores elevados de altura entre las orillas, los demás valores se mantuvieron similares. En lo referente a la altura promedio del flujo de lodo, fueron un poco más altas las del límite de amenaza del IG-EPN, sin embargo, se mantienen dentro de los rangos numéricos aceptables con referencia a los puntos de calibración de alturas del lahar en cada una de las secciones.

Se escogió, el límite de amenaza del IG-EPN debido a que en la zona no presenta valores erróneos y, adicionalmente, pesó en la decisión el hecho de que se le ha declarado como oficial y los pocos planes realizados para la zona se encuentran basados en éste y si se pretende que el presente estudio se constituya en una herramienta para las autoridades y 92

la población, es necesario compatibilizar los insumos con los cuales se genere la información temática referente al volcán Cotopaxi.

Definitivamente, la metodología de evaluación resultó valedera para la obtención de la información esperada. Con lo expuesto anteriormente, se acepta la hipótesis planteada, el análisis multitemporal si permite determinar la exposición de la población y evaluar la vulnerabilidad de Selva Alegre frente a los lahares del volcán Cotopaxi.

Con la información generada, es factible contestar las preguntas de investigación formuladas en el Capítulo de Introducción.

4.2.5 Análisis de exposición

Realizado el reconocimiento de campo en Selva Alegre, se detectaron serios problemas entre otros: -

87 establecimientos comerciales en zona de amenaza, ubicados principalmente a lo largo de las 2 vías longitudinales que atraviesan el poblado; los establecimientos se encuentran expuestos en la zona de amenaza máxima por flujos de lodo. La mayor cantidad de establecimientos son tiendas (28) y restaurantes (16).

-

Problemas similares se evidenciaros en los establecimientos que bridan servicios a la comunidad, 42 establecimientos expuestos en la zona de amenaza, entre los más críticos se encuentran: La unidad de policía comunitaria, centros educativos, centros que acogen a adultos mayores, centro de alcohólicos y la iglesia que principalmente los domingos acoge gran cantidad de personas.

-

El tema vial es realmente crítico, Selva Alegre posee dos calles angostas que atraviesan el poblado y varias transversales que las conectan, todas estas en zonas expuestas a la amenaza por lahares, de darse un evento adverso bastaría con que se produzca una colisión o atasco y nadie podría transitarlas probablemente ni a pie.

-

En cuanto al relieve el barrio, se encuentra asentado en una planicie rodeada por colinas, por un lado, el río Santa Clara y por el otro el río Sambache, los mismos que 93

constituyen obstáculos naturales, en el caso de la necesidad de una evacuación lateral, más aún, tratándose de una erupción donde el río Santa Clara conduzca lahares.

-

Los equipamientos urbanos, para la atención de emergencias, son insuficientes, apenas se cuenta con una unidad de policía y un centro de salud que posee escasamente un médico rural y que se encuentran en la zona de amenaza. No existe cuerpo de bomberos, hospitales u otros centros que puedan atender a la población.

Es inútil esperar atención inmediata de los centros de atención de Sangolquí, debido a que son escasos incluso para atender a la población de su competencia.

Lo descrito anteriormente, juntamente con la información recabada y generada referente a la gran concentración poblacional en un área pequeña y con infraestructura vial deficiente, permite colegir que la exposición y vulnerabilidad a las que se encuentra expuesta la población de Selva Alegre es muy alta, lo que podría desencadenar un desastre de gran magnitud, en caso de una eventual erupción si las condiciones se mantienen iguales al producirse el evento máximo esperado.

94

5

CONCLUSIONES

La probabilidad de una eventual erupción del Cotopaxi de características similares al evento de 1877, considerado como el máximo probable, es tan alta como el 68% y a la fecha no existe la capacidad técnica, ni científica de pronosticar con certeza la ocurrencia de una erupción volcánica.

Para el caso particular del volcán Cotopaxi, los lahares y la emisión de ceniza volcánica constituyen la mayor amenaza para las poblaciones que se sitúan en las orillas de los ríos por las que circulan los lahares en el primer escenario y para los habitantes que se sitúan en las cercanías del volcán por la ceniza.

No existen diferencias significativas entre los dos mapas evaluados en Selva Alegre, de modo que se decidió utilizar el límite de amenaza por lahares del IG-EPN porque guardan coherencia las alturas promedio del lahar en las secciones estudiadas y, adicionalmente, debido a que al mapa que contiene este límite se le ha dado el carácter de oficial.

Selva Alegre se encuentra altamente expuesto al embate de los lahares provenientes del Cotopaxi en corto tiempo. Alrededor del 74% de la población de Selva Alegre se encuentra en zona de amenaza máxima por el tránsito de lahares, a la fecha.

El barrio posee aproximadamente 87 establecimientos comerciales en zona de amenaza.

En lo que respecta a equipamiento urbano, las edificaciones suman 42 dentro de los cuales se encuentran edificaciones estratégicas, como el centro de salud, de atención a la comunidad y la unidad de policía.

95

En las edificaciones que se desarrollan actividades especializadas, se concentran grandes cantidades de individuos, siendo las más vulnerables los centros infantiles, en los que en proporción se cuenta con un adulto por cada 30 niños; en caso de acontecer un evento adverso sería prácticamente imposible que un solo adulto pueda prestar auxilio a tantos niños.

La gestión del riesgo debe promover el trabajo permanente de prevención, mitigación y considerar a todos los actores para un trabajo efectivo. El país carece o no se ejecutan adecuadamente los planes de desarrollo y ordenamiento territorial regional y nacional, en lo que a gestión del riesgo se refiere.

Es necesario, también, realizar estudios acerca del desborde de los flujos de lodo que transitan por el río Santa Clara hacia el río Sambache, debido a que no se han determinado las posibles afectaciones por este drenaje.

Las instancias municipales han designado dos albergues en la zona, que no presentan las condiciones para la atención de la población en caso de una erupción, debido a que acogen niños en el primer caso y en el segundo caso niños y adolescentes.

Es necesaria la redefinición de albergues y rutas de evacuación en Selva Alegre debido a problemas detectados al momento de realizar el presente estudio, como en el que se evidenció que una de las rutas de evacuación desemboca en una quebrada.

La problemática vial de Selva Alegre debe ser revisada y solucionada debido a que constituye un factor que maximiza el riesgo de la población.

Se debe realizar una verdadera planificación territorial en Selva Alegre con normas claras y de estricto cumplimiento, con la finalidad de salvaguardar las vidas humanas, proteger la propiedad privada y pública.

96

Los SIG constituyen poderosas herramientas para el procesamiento y obtención de productos cartográficos, como apoyo a la planificación y toma de decisiones en la temática de riesgos naturales, a través de programas especializados, procesos y procedimientos técnicos como el análisis multitemporal y análisis espacial.

La metodología utilizada para estimar la población expuesta ante una erupción del volcán Cotopaxi en Selva Alegre resultó válida en cada una de sus fases. La información recopilada y generada para el análisis de vulnerabilidad fue posible, gracias al trabajo de campo que permitió obtener datos de geolocalización de la red vial, de los elementos de funcionamiento y manejo de crisis en Selva Alegre. Con respecto a la evaluación de la amenaza, el análisis espacial hizo posible la validación de los límites, tanto de la ESPE como de IG-EPN y permitió escoger el límite más adecuado para posteriormente, combinarlo con la información de población e infraestructura y, también con la información resultante de la digitalización de las zonas de crecimiento poblacional multitemporal.

Es necesario realizar estudios de los efectos post-evento que deberán enfrentar tanto la población como las autoridades, con el fin de que se consideren en la gestión del riesgo del sector.

97

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103

7

ANEXO FOTOGRÁFICO

Arriba: Iglesia del barrio un domingo en la misa de medio día y en frente el estadio con un campeonato en curso.

Abajo: Cercanía de la iglesia al río Santa Clara.

104

Arriba: Calle principal, restaurantes y comercios en domingo.

Centro: Restaurante a medio día.

Abajo: Gastronomía típica de Selva Alegre.

105

Arriba: Unidad de Policía comunitaria en zona de riesgo.

Centro: Centro de desarrollo infantil en zona crítica.

Abajo: Casa comunal y escuela en la orilla del río.

106

Arriba: Ruta de evacuación establecida por el GAD Rumiñahui Centro: Señalética de evacuación.

Abajo: Ruta de evacuación que desemboca en una quebrada intransitable.

107

Arriba: Curso del río Santa Clara.

Centro: Ubicación del barrio con respecto al río.

Abajo: Hacienda Chillo Jijón cuya estructura es un vestigio de la afectación del lahar de 1877 y que ha servido de calibración para el modelo del lahar de la ESPE-U de Pisa.

108

Arriba: Distribuidora de gas de uso domĂŠstico y comercio en zona de riesgo.

Centro: Centro de convenciones en la orilla del rĂ­o.

Abajo: Hotel en el centro del barrio y en zona de riesgo.

109

Arriba: FundaciĂłn General Ecuatoriana (definida como albergue en el PDYOT de RumiĂąahui)

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