El factor exposición en el análisis del RIESGO GEOLÓGICORiesgos naturales

La montaña de Montserrat está situada a 50 kilómetros al noroeste de Barcelona entre las comarcas de Anoia, Baix Llobregat y Bages. En esta montaña se sitúa el santuario y monasterio benedictino dedicado a la Virgen de Montserrat (figura 1). El acceso al monasterio y a las distintas instalaciones del recinto se puede realizar por carretera, tren-cremallera, teleférico o caminando.

La montaña de Montserrat es una unidad geográfica única en el medio natural de Cataluña. Constituye una estructura perfectamente individualizada por la singularidad de sus rasgos geológicos y geomorfológicos. Estos rasgos la convierten en un macizo único en el mundo especialmente por sus formas tan singulares y espectaculares. La montaña fue declarada oficialmente parque natural en 1987 para garantizar su conservación, y es el Patronato de la Montaña de Montserrat (PMM) quien lo gestiona. Peregrinos, excursionistas, escaladores y gran cantidad de turistas concentran un gran número de visitantes tanto en el monasterio como en el conjunto del Parque Natural de la Montaña de Montserrat (PNMM).

Geológicamente, el macizo de Montserrat forma parte de la cuenca del Ebro, y está situado en su extremo SE, adosado a la cordillera prelitoral de las Cadenas Costeras Catalanas (figura 2). Las rocas que constituyen la montaña son conglomerados, intercalados con lutitas y areniscas, con una estratificación subhorizontal. Estos materiales se encuentran afectados por una red subvertical de tres familias principales de fracturas que mayoritariamente son diaclasas.

Las laderas del Parque Natural de la Montaña de Montserrat se encuentran afectadas por caídas de rocas, cuyo volumen suele superar los 1.000 m3 por desprendimiento. Este fenómeno constituye un riesgo geológico importante para las infraestructuras existentes y para todos los visitantes de la montaña barcelonesa. En el año 2011 más de dos millones de personas visitaron el recinto del monasterio de Montserrat, y en días de máxima afluencia solo en el tren-cremallera se pueden registrar hasta 4.000 usuarios, descendiendo a unos 400 en las jornadas de menor concurrencia.

Las laderas de la montaña de Montserrat se encuentran afectadas por caídas de rocas. Este fenómeno constituye un riesgo geológico importante para las infraestructuras existentes y para todos los visitantes de la montaña

En los últimos cinco años se han producido desprendimientos de rocas en zonas muy frecuentadas por los visitantes. El propio monasterio (ver figura 3), la principal carretera de acceso (ver figura 4), el aparcamiento de vehículos y el tren-cremallera se han visto seriamente afectados por este fenómeno geológico. En consecuencia, y de cara a la caracterización del problema y a la búsqueda de soluciones, el Institut Geològic de Catalunya (IGC) y el grupo de investigación RISKNAT de la Universitat de Barcelona (UB) empezaron a realizar diversos estudios sobre los desprendimientos de rocas que afectan a la montaña.

La gran mayoría de los trabajos técnicos realizados han ido encaminados a conocer el funcionamiento de estos fenómenos en las zonas donde se han producido accidentes para la posterior propuesta y ejecución de obras de defensa. Hasta el presente no se había abordado ningún análisis en profundidad del riesgo geológico que representan las caídas de rocas en todo el ámbito del parque natural.

Los desprendimientos: un riesgo geológico a considerar

Los desprendimientos rocosos son uno de los fenómenos geomorfológicos más comunes en escarpes montañosos (Copons y Vilaplana, 2008)^[6]. Es un fenómeno muy frecuente y se considera el movimiento de ladera que alcanza mayores velocidades (Varnes, 1978)^[7], llegando a registrar energías de impacto muy elevadas (Agliardi y Crosta, 2003 y 2009)^{[8 y 9]}.

La peligrosidad natural se considera como la probabilidad o la posibilidad de que pueda ocurrir un fenómeno natural, potencialmente peligroso, de determinada magnitud en un lugar concreto y en un periodo de tiempo determinado. El riesgo natural (en este caso el riesgo geológico) se evalúa de acuerdo a la probabilidad de daños debidos a un fenómeno natural en un lugar concreto y en un periodo de tiempo determinado (Vilaplana y Payàs 2008) ^[10].

Hay un gran número de estudios sobre caídas de bloques (Frattini et al. 2008 ^[11] y Stoffel et al. 2005 ^[12]), pero pocos son los autores que abordan el estudio de la exposición y la vulnerabilidad a este fenómeno (Ferlisi et al. 2012 ^[13]).

En la bibliografía existente la mayoría de trabajos se centran en la evaluación del factor peligrosidad y solo en algunos casos se evalúa el riesgo asignando valores de exposición y vulnerabilidad (Corominas et al. (2005) ^[14]), siendo escasos los estudios que desarrollan la evaluación de la exposición. Sin embargo, algunos autores abordan su definición y cuantificación, como es el caso de Peduzzi et al. (2002)^[15], que definen el término exposición física como la combinación de la frecuencia de un peligro y la población expuesta. Otros autores como Bell y Glade (2004)^[16] agrupan vulnerabilidad y exposición, definiéndolos como elementos en riesgo.

La vulnerabilidad es el grado de pérdida de un elemento en la zona afectada por el fenómeno (Fell et al. (2008) ^[17]). Los principales daños pueden ser estructurales, funcionales y sociales. Los procedimientos para evaluar la vulnerabilidad en el caso de caída de rocas aún se encuentran en desarrollo (Mavrouli y Corominas (2010) ^[18]). Aun así, dos factores principales controlan la cantidad de daños producidos por un desprendimiento de rocas: la intensidad de impacto y la naturaleza del elemento afectado (Corominas et al. (2005)) ^[14].

La frecuencia de ocurrencia de un fenómeno peligroso puede expresarse cartográficamente mediante mapas de zonificación de frecuencia, de manera que se delimitan zonas geográficas y se clasifican en clases según la frecuencia de ocurrencia del fenómeno. Diferentes grupos de trabajo suizos han redactado normas para el análisis y la clasificación de la frecuencia de ocurrencia de los movimientos de ladera (Heinimann et al., 1998 ^[19]; Lateltin, 1997 ^[20]; Raetzo et al., 2002 ^[21]). Los últimos prefieren utilizar el término de probabilidad de ocurrencia en lugar de frecuencia o periodo de retorno. En Corominas et al. (2003) ^[22] se utiliza el concepto de periodo de retorno en años y se define como el tiempo medio esperado entre dos acontecimientos consecutivos de magnitud similar.

Objetivos del estudio

El objetivo principal del trabajo es evaluar y cartografiar la exposición a los desprendimientos de roca de los elementos vulnerables en el Parque Natural de la Montaña de Montserrat. Este objetivo principal conlleva los siguientes objetivos específicos. En primer lugar, consideramos fundamental, por la aportación innovadora que representa, la realización de una propuesta metodológica para evaluar el factor exposición a los desprendimientos dentro del análisis del riesgo geológico. En segundo lugar, se pretende aplicar la metodología creada a la realidad de la montaña de Montserrat, abarcando gran parte del parque natural y centrando el ámbito territorial del estudio en las zonas con los principales elementos vulnerables expuestos. Este segundo objetivo específico requiere un tratamiento del estudio a tres niveles. Primero es necesario identificar, inventariar y clasificar por tipologías los diferentes elementos vulnerables (permanentes / temporales, estructurales / socioculturales /humanos/ etc.). Luego se debe realizar el análisis del factor exposición. Y, finalmente, para visualizar territorialmente los resultados, es necesario realizar una cartografía del grado de exposición de los elementos vulnerables.

Metodología desarrollada

El riesgo se puede estimar como el producto de la peligrosidad por la exposición y por la vulnerabilidad en un determinado periodo de tiempo. Para los desprendimientos de roca, Varnes (1978) ^[7] ya propuso la siguiente ecuación:

Donde:
H: peligrosidad o probabilidad potencial de una caída de roca de magnitud determinada.
E: exposición de un elemento o un conjunto de elementos en riesgo por caída de rocas.
V: vulnerabilidad de los elementos expuestos.
C: valor de los elementos expuestos.

La peligrosidad del fenómeno se define a partir de la frecuencia de ocurrencia y de su intensidad o magnitud (energía). Para el diseño de la metodología se ha asumido que la vulnerabilidad (capacidad de ser dañado) va directamente ligada a la energía del fenómeno y que la exposición de los elementos vulnerables tiene relación directa con la frecuencia de ocurrencia (posibilidad de encuentro entre el fenómeno y el elemento).

Este proyecto tiene como objetivo principal evaluar el grado de exposición a los desprendimientos y se propone una metodología para evaluar la exposición según el producto de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno por una función de exposición del elemento vulnerable.

Donde:
E: exposición para una tipología de elemento vulnerable.
F: frecuencia de ocurrencia de un fenómeno potencialmente peligroso.
f(e_v): función de exposición, específica para cada tipología de elemento vulnerable.

La frecuencia de ocurrencia de un fenómeno peligroso en este trabajo se expresa cartográficamente mediante mapas de zonificación de frecuencia, de manera que se delimitan zonas geográficas y se clasifican en clases (alta, media, baja, muy baja).

La función de exposición, f(e_v), tiene en cuenta las características propias del elemento que se quiere estudiar, como puede ser la velocidad a la que el elemento puede cruzar la zona afectada por un fenómeno peligroso o el número de vehículos que circulan por una vía.

La metodología que se propone para la cuantificación de la exposición a escala 1:25000 tiene en cuenta la distribución espacial de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno y las características propias del elemento vulnerable, dando el mismo peso a los dos términos. Así, la propuesta realizada se asemeja conceptualmente a la de Peduzzi et al. (2002) ^[15], que define el término exposición física como la combinación de la frecuencia de un peligro y la población expuesta.

El cálculo del grado de exposición se basa en el flujo metodológico esquematizado en la figura 5, que consta de seis fases:

1. Identificación del elemento potencialmente afectado que se quiere estudiar.

2. Zonificación de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno en la zona de estudio.

3. Diseño de la función de exposición específica para el elemento en estudio.

4. Obtención del índice de exposición, que es el producto de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno por la función de exposición del elemento vulnerable mediante análisis SIG con el programa ArcGis de ESRI.

5. Obtención del grado de exposición agrupando en categorías los valores numéricos del índice de exposición obtenidos para el conjunto de elementos analizados.

6. Realización del mapa de zonificación de la exposición. En los siguientes subapartados de este capítulo se explica sintéticamente cómo se desarrolla cada uno de estos pasos.

a. Tipología de elementos vulnerables

Una vez identificados los elementos vulnerables existentes en la zona de estudio, se clasifican teniendo en cuenta su morfología espacial y su presencia temporal. A partir de esta primera clasificación se identifican las particularidades de los elementos vulnerables y se reagrupan aquellos que comparten características similares (tabla 1). Para el cálculo de la exposición se ha considerado separadamente el conjunto de elementos sin personas y en una fase posterior estos elementos con personas.

b. Zonificación de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno

En la fase de desarrollo de la metodología, y teniendo en cuenta la escala 1:25.000 del trabajo, se ha decidido utilizar e incorporar al proceso de análisis la información existente del Mapa para la Prevención de Riesgos Geológicos a escala 1:25:000 (MPRG25M), realizado por el IGC, donde la peligrosidad se define como una relación según la magnitud y frecuencia/actividad del fenómeno.

En la elaboración del MPRG25M del IGC, además de la frecuencia de salida (de rotura y caída del bloque), también se ha considerado la de alcance. La probabilidad de llegada de un bloque desprendido a determinado punto de la zona de trayecto disminuye a medida que nos alejamos del área fuente. En la zona de salida y próxima al escarpe, el porcentaje de trayectorias será más elevado para todos los volúmenes de bloques y la frecuencia de alcance será alta y se asemejará a la de salida. En cambio, cuando más nos alejamos del pie del escarpe solo es posible la llegada de los bloques más grandes y la frecuencia de alcance será menor.

Se han asignado los grados de frecuencia de ocurrencia a los polígonos creados en el MPRG25M por el IGC según la metodología aplicada para su confección, la información de campo recopilada por Geocat, los conocimientos de la zona y las observaciones in situ. Así, se definen cuatro grados de frecuencia de ocurrencia relativa del fenómeno: alta, media, baja y muy baja (ver figura 6).

Este proyecto propone una metodología para evaluar la exposición a los desprendimientos de acuerdo al producto de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno por una función de exposición del elemento vulnerable

Adoptar la zonificación de frecuencias a partir de un trabajo previo ha condicionado la aplicación de la metodología desarrollada. También ha definido los límites de grado de exposición de los elementos evaluados ya que asumen unas condiciones de partida preestablecidas: la zonificación de peligrosidad definida en el MPRG25M.

c. Función de exposición del elemento vulnerable f(e_v)

La función de exposición del elemento vulnerable, f(e_v), tiene en cuenta las características del elemento en estudio que afectan a la exposición y es única para cada tipología de elemento. En la figura 7 se exponen las f(e_v) que se han elaborado para el cálculo del índice de exposición a escala 1:25.000.

d. Índice de exposición: cálculo con SIG

El índice de exposición es un valor numérico resultado de multiplicar la frecuencia de ocurrencia de un fenómeno por la función de exposición del elemento vulnerable que se está considerando. Este valor se obtiene mediante el análisis con sistemas de información geográfica (SIG), asignando a cada categoría de frecuencia un valor numérico y el valor de la función de exposición del elemento.

 

Donde:
IE: índice de exposición para una tipología de elemento vulnerable.
F: frecuencia de ocurrencia de un fenómeno.f(e_v): función de exposición para una tipología dada de elemento vulnerable.

La asignación numérica de la frecuencia de ocurrencia de desprendimientos se basa en una progresión geométrica con razón igual a 2 con la siguiente relación (muy baja, baja, media y alta): 1, 2, 4 y 8.

e. Grado de exposición y representación de los resultados

Se define el grado de exposición para poder representar cartográficamente (zonificar) el factor exposición. El grado de exposición se obtiene clasificando en categorías los índices de exposición, de manera que una vez se ha calculado el índice de exposición (IE), los valores se agrupan en cuatro categorías que corresponderán al grado de exposición bajo, medio, alto y muy alto. Cada categoría corresponde a un grado de magnitud del índice de exposición. Así, el orden de magnitud menor del IE equivale al grado de exposición bajo, y aumenta de grado por cada orden de magnitud. A partir de la consistencia de los resultados obtenidos de aplicar la metodología a la zona de estudio, se ha aceptado como adecuada esta asignación entre los valores de índice de exposición y los grados de exposición.

Una vez definidos los límites de los grados de exposición, se clasifican los polígonos obtenidos del análisis SIG en estas clases. Este paso permite obtener la cartografía de zonificación del grado de exposición.

A pesar que el índice de exposición es numérico, el grado de exposición obtenido de aplicar la metodología desarrollada se tiene que considerar cualitativo y relativo.

Elementos vulnerables considerados y materiales utilizados

En el informe de evaluación global sobre la reducción del riesgo de desastres de la UNISDR – ONU (2009) ^[23] se estima que el gran aumento del riesgo de desastres se debe, sobre todo, al rápido incremento de la exposición. Teniendo en cuenta el interés de la realidad territorial, resulta imprescindible avanzar en el conocimiento y la cuantificación de la exposición a los fenómenos naturales con el fin de minimizar los daños en las personas y los bienes.

El número de elementos vulnerables presentes en el territorio es muy diverso. La metodología se ha desarrollado teniendo en cuenta la sensibilidad y la vulnerabilidad de los elementos presentes en la zona de estudio y de los cuales hemos podido obtener la información mínima necesaria para poder evaluar su grado de exposición (ver figura 8). Los elementos territoriales que se han considerado en el estudio son: el trencremallera, los funiculares, los vehículos que circulan por carreteras, los usuarios de caminos y los elementos permanentes no móviles (monasterios, edificios residenciales, ermitas, estaciones de tren y de funicular, edificios industriales, equipamientos, depósitos de agua, etc.).

En el proyecto desarrollado se propone una metodología para evaluar el grado de exposición de los elementos territoriales del PNMM (tabla 1) y de las personas que los utilizan. Así pues, los distintos procedimientos de análisis diseñados se han aplicado en la evaluación del grado de exposición a los desprendimientos de rocas teniendo en cuenta, por un lado, los principales caminos, el tren-cremallera, los funiculares, los vehículos circulando por carreteras, los recintos y edificios asociados o aislados y, por otro, las personas que ocupan o utilizan estos elementos. Sin embargo, en el presente artículo únicamente se muestran los resultados de aplicar la metodología propuesta en las carreteras que dan acceso al monasterio de Montserrat (BP-1121 y BP-1103) y en las dos vías principales del eje del Llobregat (C-55 y C-58).

Las carreteras BP-1121 y BP-1103 son vías de montaña con un carril por sentido, con elevada sinuosidad y dan acceso al monasterio desde ejes principales de comunicación (ver figura 9): la BP-1121 desde la carretera C-55 en la vertiente oriental de la montaña, y la BP-1103 desde el Bruc (A-2) en la vertiente occidental o desde Sant Salvador de Guardiola (C-37) en la vertiente septentrional y NE.

La carretera BP-1121 tiene más circulación de vehículos que la BP-1103. La intensidad media diaria (IMD) es de 700 vehículos en la BP-1121 y de 300 en la BP-1103. Por el contrario, las carreteras C-55 y C-58, en su mayor parte de un solo carril por sentido, son vías de muy alta circulación que habitualmente superan los 15.000 vehículos diarios, la gran mayoría de los cuales no acceden finalmente al monasterio.

Los datos de IMD se han obtenido en cinco puntos de la red de carreteras de la zona de estudio de las cuatro vías consideradas. Las estaciones de aforo de las carreteras que dan acceso al monasterio de Montserrat son temporales y solo se recoge una medida al año, lo que no permite realizar escenarios y hace difícil valorar su representatividad. Debido a la limitación de datos existentes, se decidió asumir como datos de circulación de vehículos las entradas al aparcamiento del monasterio de Montserrat. Con esta decisición se obtiene un valor aproximado de la circulación de vehículos en diferentes escenarios pero se asume que el número real sería mayor, porque no todos los vehículos que circulan por el macizo barcelonés acceden finalmente al recinto del monasterio. A partir de una estimación realizada por FGC (en FGC (2003) ^[24]), se ha atribuido el 70% de la entrada de vehículos a la carretera BP-1121 y el 30% restante a la BP-1103.

Cuando se calcula el número de personas que viajan en los vehículos que circulan por carreteras es conveniente estimar con precisión la cifra de ocupantes por vehículo. En este sentido, según el PMM, la cifra media de ocupantes habituales de los vehículos que acceden al aparcamiento del monasterio es la siguiente: 1,8 personas las motos, 3,4 personas los coches y 43,9 los autocares. Los datos de ocupación reales o estimados de las carreteras C-55 y C-58 no están disponibles, de manera que se ha decidido centrar el estudio de las personas que circulan dentro de vehículos por carretera a la BP-1121 y la BP-1103.

Los principales materiales utilizados para este proyecto se detallan en la tabla 2.

Aplicación de la metodología a la zona de estudio: resultados

Considerando los valores obtenidos con laf(e_v) y la frecuencia se ha obtenido el índice de exposición IE, el cual se utiliza para definir cuatro categorías de grado de exposición: bajo, medio, alto y muy alto.

Para la aplicación de la metodología a la zona de estudio se han considerado tres escenarios comunes para las categorías de vehículos en carreteras y personas en vehículos que circulan por carreteras. Los escenarios seleccionados pretenden mostrar distintas casuísticas de afluencia de usuarios del PNMM y se basan en los datos recopilados para días concretos, entendiendo que reflejan características de un día-tipo.

La ventaja de definir un escenario reside en que los mapas que nos muestran el grado de exposición nos aportan fotografías instantáneas de la realidad del uso del territorio. Al comparar escenarios diferentes vemos cómo estos elementos vulnerables pueden presentar diferente grado de exposición en cada uno de ellos.

Los tres escenarios considerados –A, B y C– representan, en relación a la afluencia de visitantes, un día-tipo de mínimos, uno habitual y otro de máximos, respectivamente. El escenario A (31 de enero de 2011) suele darse entre semana durante la temporada baja turística; el B (27 de julio de 2011) es habitual en fines de semana de temporada baja o media y entre semana de temporada alta; y el C (12 de octubre de 2011) refleja un escenario de máximos donde se da una gran afluencia de personas y los operadores que dan acceso al recinto del monasterio de Montserrat baten récords de usuarios.

La elección de los días asignados a este día-tipo ha sido realizada a partir del análisis de los datos recopilados para los últimos cinco años (2008-2011). Los datos de los días-tipo se pueden utilizar para el cálculo de escenarios predecibles.

La información del número de usuarios de los diferentes elementos evaluados tiene confianzas diferentes. Los datos de entradas al aparcamiento del recinto del monasterio son de alta confianza porque sus gestores realizan un seguimiento exhaustivo y riguroso. En cambio, como se adelantó, para el cálculo de los vehículos que circulan por las carreteras BP-1121 y BP-1103 se ha realizado una estimación a partir de las entradas al aparcamiento del monasterio. De esta forma, se ha infravalorado el número de vehículos, ya que no se computan los coches que aparcan fuera del recinto, o todos aquellos vehículos que acceden al parque natural pero que no visitan el recinto del monasterio. Por otro lado, manejar los datos del aparcamiento ha permitido poder distinguir entre clases de vehículos (motos, coches y autocares) y así realizar una aproximación más realista para el cálculo de personas en vehículos en carreteras.

En los escenarios evaluados no se ha tenido en cuenta que en los días de gran afluencia de personas a la montaña, las carreteras de acceso al monasterio de Montserrat quedan colapsadas y los vehículos pueden estar parados tiempos importantes. En este caso, los índices de exposición de vehículos y personas en vehículos serían máximos, porque la velocidad de circulación se aproximaría a 0 km/h.

Grado de exposición al riesgo de desprendimientos de vehículos en carreteras

El análisis del grado de exposición de vehículos en carreteras se presenta cartográficamente por tramos de carreteras. Se distinguen 26 tramos potencialmente afectados por desprendimientos, con una longitud total de 13,91 kilómetros en su proyección horizontal. En la figura 10 se puede observar la zonificación de grado de exposición de este elemento vulnerable para el escenario C.

Una de las aplicaciones de la metodología desarrollada consiste en evaluar la exposición de vehículos y de sus ocupantes en las carreteras de acceso al Parque Natural de la Montaña de Montserrat

De la lectura de los mapas del grado de exposición se desprenden dos tipos de informaciones fundamentales (una areal y una linial) para visualizar el problema de los desprendimentos rocosos. Por un lado, la coloración general de base del mapa nos informa sobre las zonas clasificadas con distintos grado de frecuencia de ocurrencia de los desprendimientos; esto se puede considerar como una aproximación a la peligrosidad. Y por otro lado, la coloración de los distintos segmento o tramos de carretera analizados nos informa sobre el grado de exposición a los desprendimientos. En este caso estamos aproximándonos a la estimación del riesgo geológico. El grado de exposición se expresa en la cartografía clasificando cromáticamente el tramo evaluado mediante una escala semafórica. De manera que los vehículos que circulan por un segmento de carretera, al que se le atribuye el color naranja, están potencialmente expuestos por el peligro de desprendimientos con un grado alto. La misma consideración se aplica en el análisis del grado de exposición de los ocupantes de los vehículos.

En la figura 11 se presentan los resultados obtenidos en porcentaje del grado de exposición de los vehículos en carretera en función de la longitud de tramos presentes de cada categoría. En el escenario C se observa que el grado bajo se reduce a un 0,1%, el grado medio prácticamente se mantiene igual al escenario B con un 4,3%, y los grados alto y muy alto pasan a un 50,5% y 45,1% respectivamente. En la gráfica se constata que los grados alto y muy alto representan más del 85% de la longitud en los tres escenarios, porcentajes elevados que indican que la mayor parte de trazado de las carreteras de acceso a la montaña tiene un alto nivel de exposición.

En los resultados obtenidos para este elemento vulnerable es importante destacar que el grado de exposición muy alto en los escenarios A y B se observa exclusivamente en la carretera C-55, ubicada en el fondo de valle del Llobregat, debido a la elevada circulación de la vía, mientras que en la carretera BP-1121 de acceso al monasterio de Montserrat desde Monistrol y para el escenario C se obtienen tramos de grado de exposición muy alto. Estos se ubican donde los desprendimientos tienen frecuencia de ocurrencia del fenómeno media o alta y en condiciones de tráfico abundante. Mientras que en la carretera que da acceso al monasterio desde el Bruc (BP-1103) el máximo grado de exposición que presenta es alto. La carretera BP-1103 no cruza la zona de frecuencia alta de desprendimientos y la circulación de vehículos es menor que en la BP-1121 y muchísimo menor que en la C-55.

Grado de exposición al riesgo de desprendimientos de personas en vehículos en carreteras

Esta parte del análisis de la exposición es esencial para tener una buena instantánea del riesgo geológico debido a la elevada vulnerabilidad humana que integran los elementos analizados. Los resultados del análisis del grado de exposición de personas en vehículos en carreteras se pueden observar en las figuras 12 y 13. En este caso se han obtenido 11 tramos de carretera con una longitud total de 9,03 kilómetros en proyección horizontal de las carreteras BP-1103 y BP-1121, las cuales dan acceso al monasterio de Montserrat desde Monistrol y El Bruc respectivamente.

De los tres escenarios evaluados, solo en el escenario A se identifican tramos que presentan todos los grados de exposición. En el escenario B, donde no se observa grado bajo, el peso principal en longitud expuesta lo tiene el grado muy alto en un 81,2%, y el grado medio y alto tienen un 18,2% y un 36,4% respectivamente. El grado de exposición de personas en vehículos que circulan por carreteras ofrece unos resultados a tener muy en cuenta, ya que la suma del grado alto y muy alto en todos los escenarios representa como mínimo el 97,3% de la longitud total de carretera expuesta. Estos resultados dan una aproximación de la estimación al riesgo de desprendimientos en las carreteras estudiadas.

Conclusiones

En este artículo se presenta la metodología desarrollada para el análisis del grado de exposición a escala 1:25.000 y los resultados obtenidos de aplicar esta propuesta a una parte importante del Parque Natural de la Montaña de Montserrat para los vehículos que circulan por carretera considerando o no los ocupantes. El desarrollo de esta propuesta forma parte de un estudio en curso de mayor calado que se centra en el análisis de la exposición al riesgo por desprendimientos de roca a diferentes escalas y en diferentes contextos naturales y sociales.

El análisis de la exposición es esencial para tener una aproximación al riesgo geológico debido a la elevada vulnerabilidad humana que integran los elementos analizados

En esta investigación se hace una propuesta metodológica para cuantificar la exposición según el producto de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno por una función de exposición del elemento vulnerable a escala 1:25.000 a pesar que la escala de trabajo ha sido 1:10.000.

La metodología que se propone para el cálculo del grado de exposición se basa en seis fases:

1. Identificación, clasificación e inventario de los elementos potencialmente amenazados.

2. Zonificación de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno en la zona de estudio.

3. Diseño de la función de exposición,f(ev), específica para el elemento en estudio.

4. Obtención del índice de exposición (IE), que es el producto de la frecuencia de ocurrencia del fenómeno por la función de exposición del elemento vulnerable mediante análisis SIG con el programa ArcGis 10.0 de ESRI.

5. Obtención del grado de exposición agrupando en categorías los valores numéricos del índice de exposición.

6. Realización del mapa de zonificación de la exposición.

Las tipologías de elementos vulnerables considerados en la globalidad del estudio son: vehículos en movimiento, personas en vehículos en movimiento, personas en caminos, elementos permanentes y personas en edificios. Cada tipología definida agrupa todos aquellos elementos que reúnen las mismas características y se ha diseñado una función de exposición para cada una de ellas. Para el cálculo de la exposición se ha considerado separadamente el conjunto de elementos, inicialmente sin tener en cuenta las personas que los ocupan o utilizan y en una fase posterior estos mismos elementos con personas.

La frecuencia de ocurrencia de un fenómeno peligroso puede expresarse cartográficamente mediante mapas de zonificación de frecuencia, de manera que se delimitan zonas geográficas y se clasifican en grados según la frecuencia de ocurrencia del fenómeno. La asignación de las frecuencias de ocurrencia se ha realizado de acuerdo a la metodología aplicada en la confección del MPRG25M, la información de campo recopilada por Geocat, los conocimientos de la zona y las observaciones in situ. De acuerdo a esta asignación se obtiene un mapa de zonificación de frecuencia de ocurrencia donde se definen cuatro grados: bajo, medio, alto y muy alto. Estos grados son relativos entre sí y no están cuantificados. Para el cálculo del índice de exposición se ha asignado a cada categoría de frecuencia un valor numérico (frecuencia muy baja: 1, baja: 2, media: 4 y alta: 8). Adoptar la zonificación de frecuencias a partir de un trabajo previo ha condicionado la aplicación de la metodología desarrollada. También ha definido los límites del grado de exposición de los elementos evaluados ya que asumen unas condiciones de partida preestablecidas: la zonificación de peligrosidad definida en el MPRG25M.

Junto a las obras estructurales, la implementación de estrategias de defensa no estructural es la mejor política para mitigar el riesgo de desprendimiento en esta zona

La función de exposición es única para cada tipología de elemento. Esta función tiene en cuenta las características propias del elemento que se quiere estudiar, como pueden ser la velocidad a la que el elemento puede cruzar la zona afectada por un fenómeno peligroso o el número de vehículos que circulan por una vía. En este proyecto se ha propuesto una función de exposición para cada elemeneto vulnerable evaluado.

Considerando los valores obtenidos con laf(e_v) y la frecuencia se ha obtenido el IE, el cual permite definir cuatro categorías de grado de exposición: bajo, medio, alto y muy alto. Cada una de ellas equivale a un orden de magnitud del índice de exposición. Estos resultados se presentan en forma de cartografías a escala 1:25.000.

La lectura de los mapas de zonificación del grado de exposición a los desprendimientos permite visualizar el problema según dos tipos de información fundamentales (areal y lineal). Por un lado, la coloración general de base del mapa nos informa sobre las zonas clasificadas con distintos grado de frecuencia de ocurrencia de los desprendimientos, lo que se puede considerar como una aproximación a la peligrosidad. Por otro lado, la coloración de los distintos segmentos o tramos de las carreteras analizadas nos indica el grado de exposición a los desprendimientos. En este caso estamos aproximándonos a la estimación del riesgo geológico.

En este artículo se ha presentado el resultado de aplicar la metodología desarrollada para los vehículos en movimiento con o sin personas en tres escenarios del PNMM (A-mínimos, B-habitual y C-máximos).

De los resultados obtenidos de la aplicación de la metodología a la zona de estudio destaca el elevado porcentaje de longitud de carretera expuesta a los grados alto y muy alto para la exposición de los vehículos en carretera con o sin ocupantes. Este análisis de la exposición es esencial para tener una aproximación al riesgo geológico debido a la elevada vulnerabilidad humana que integran los elementos analizados.

La propuesta metodológica desarrollada es capaz de reflejar la realidad del territorio frente a la exposición a los desprendimientos en escenarios definidos, pero es necesario ser crítico con los resultados obtenidos para mejorar su aplicación y aumentar el grado de confianza. En el transcurso de la aplicación de la metodología se han confirmado las diferentes hipótesis de partida realizadas, constatando que el grado de exposición varía en un territorio según los elementos expuestos y los escenarios que se plantean, y se ha ratificado que los datos de partida y la escala de trabajo condicionan y limitan los resultados.

Este es un primer trabajo general y sintético de la exposición a los desprendimentos en la montaña de Montserrat. Es importante recordar que los cálculos del grado de exposición se han realizado a partir de los datos de peligrosidad natural no protegida por obras de defensa. Así pues, en las zonas donde se han realizado actuaciones para la mitigación de los desprendimientos se debería esperar que la exposición actual fuera menor que la calculada. La cuantificación de lo que podríamos llamar «exposición protegida» necesitaría de un estudio específico a la escala adecuada, donde se partiera de la peligrosidad residual existente en las zonas con obras de defensa.

Los resultados de este trabajo nos llevan a reflexionar sobre cuáles serían las mejores estrategias para mitigar el riesgo de desprendimientos de roca en el PNMM. Está claro que, aparte de las necesarias obras estructurales de defensa que en algunos casos ya se han ejecutado, la implementación de estrategias de defensa no estructural es, a medio y largo plazo, la mejor política de mitigación del riesgo. En el caso del PNMM, replantearse la gestión de la movilidad en el acceso a la montaña y, en especial, al monasterio ayudaría a alcanzar, sin lugar a dudas, una minimización del riesgo geológico.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido financiado gracias a una ayuda a la investigación concedida por FUNDACIÓN MAPFRE.

RISKNAT y los autores de este proyecto quieren agradecer la ayuda obtenida de las siguientes instituciones y personas: Geocat: Marc Janeras y Judit Pons; FGC: Ferran Gallego, Iván Pascual y Francesc Ludeña; Parc Natural de la Muntanya de Montserrat: Jordi Calaf y un recuerdo especial a la memoria de Lluís Baciero; Abadía de Montserrat: Ramon Oranies; DGC: Eugenia Álvarez; PMM: Jesús Alcantarilla; IGC: Pere Martínez; e ICC: Armand Güell; MAPFRE RE: María Teresa Piserra.

A MODO DE GLOSARIO

Extraído de Vilaplana y Payàs (2008) ^[10]:

Desastre natural / catástrofe natural. Suceso generado por algún peligro natural que causa alteraciones intensas a las personas, a los bienes, a los servicios y al medio ambiente, excediendo la capacidad de respuesta de la comunidad afectada.

Exposición. Indica la ubicación del conjunto de elementos que ocupan y/o utilizan el territorio potencialmente afectado o amenazado por un determinado peligro natural (cuando hablamos de elementos territoriales nos referimos a personas, edificaciones, redes de comunicaciones, infraestructuras diversas y, en general, a diferentes usos del suelo).

Peligro o amenaza natural. Fenómeno natural potencialmente destructivo: sismos, erupciones volcánicas, deslizamientos, avenidas, temporales, etc.

Peligrosidad natural. Probabilidad de que pueda ocurrir un peligro natural de determinada magnitud en un lugar concreto y en un periodo de tiempo determinado.

Riesgo natural. Probabilidad de daños debidos a un fenómeno natural en un lugar concreto y en un periodo de tiempo determinado. El riesgo natural se entiende como el producto de la peligrosidad por la vulnerabilidad de los elementos expuestos.

Vulnerabilidad. La vulnerabilidad expresa el porcentaje del valor económico y/o social de los elementos expuestos que se pueden perder en un determinado fenómeno natural (también se conoce como grado de pérdidas potenciales, expresado entre 0 y 1).

ABREVIATURAS

DGC: Direcció General de Carreteres del Departament de Territori i Sostenibilitat de la Generalitat de Catalunya.
Diba: Diputació de Barcelona.
FGC: Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya.
Geocat: Geocat Gestió de Projectes S.A.
ICC: Institut Cartogràfic de Catalunya.
IGC: Institut Geològic de Catalunya.
MPRG25M: Mapa per a la Prevenció dels Riscos Geològics (Mapa para la Prevención de los Riesgos Geológicos) a escala 1:25000.
PMM: Patronat Muntanya de Montserrat.
PNMM: Parc Natural de la Muntanya de Montserrat.
RISKNAT: Grupo de investigación consolidado de Riesgos Naturales.
SIG: Sistemas de Información Geográfica.
UB: Universitat de Barcelona.
UNDRO: Oficina de United Nations Disaster Relief Co-ordinator.
UNISDR: Oficina de United Nations International Strategy for Disaster Reduction.

PARA SABER MÁS

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2. Vilaplana d’Abadal, M; Busquets, P. Itineraris d’interés geològic de Catalunya. Fitxa 224, Montserrat.Generalitat de Catalunya. Departament de Medi Ambient i Habitatge, 2007.
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