1.1 Amenaza, exposición, vulnerabilidad y riesgo

El marco H × E × V¶

En gestión del riesgo de desastres, el riesgo se expresa como función de tres componentes Amadio, 2024:

• la amenaza (H, de hazard): la probabilidad de ocurrencia y la intensidad de un fenómeno en un lugar;

• la exposición (E): las personas y los bienes situados en ese lugar;

• la vulnerabilidad (V): las condiciones físicas, sociales y económicas que aumentan la susceptibilidad de lo expuesto a sufrir daño.

El manual CLIMAAX resume la misma idea con la fórmula AMENAZA × EXPOSICIÓN × VULNERABILIDAD = RIESGO, y subraya que las tres cambian en el tiempo: cambian las tendencias de las amenazas climáticas, cambia la exposición con el uso del suelo y la infraestructura, y cambia la vulnerabilidad con la dinámica de la población CLIMAAX consortium, 2026.

El IPCC añade un cuarto elemento: el riesgo surge de la interacción de amenaza, exposición y vulnerabilidad, pero también de las respuestas humanas, que pueden reducirlo o, mal diseñadas, aumentarlo Ara Begum et al., 2022. CLIMAAX recoge esta visión, adaptada de la figura del “propulsor del riesgo” del IPCC CLIMAAX consortium, 2026.

Definiciones¶

Amenaza: intensidad y frecuencia¶

CCDR-tools destaca que la intensidad de la amenaza es uno de los factores clave que determinan el tamaño del impacto sobre los elementos expuestos Amadio, 2024. La intensidad puede representarse de dos maneras:

• Determinista: un escenario o un resumen estadístico (media, mediana, máximo) de eventos pasados o de reanálisis.

• Probabilista: un conjunto de capas de intensidad, cada una asociada a una frecuencia de ocurrencia expresada como periodo de retorno (Tr, en años).

Un periodo de retorno de 475 años equivale a una probabilidad anual de excedencia de 1/475 ≈ 0,21 %. Es el que usa la norma sismorresistente colombiana para el sismo de diseño Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 2010Alcaldía Mayor de Bogotá, 2010.

CCDR-tools agrupa las amenazas en geofísicas (sismos, tsunamis, volcanes) e hidrometeorológicas (inundaciones, deslizamientos, ciclones, sequía, estrés por calor e incendios forestales). El cambio climático puede alterar la frecuencia y la intensidad de las segundas, pero no afecta de forma significativa a las primeras Amadio, 2024. Esa distinción define qué análisis de SIDRo llevan página de escenarios climáticos (ver 1.2).

Exposición¶

La exposición son los receptores del riesgo: activos físicos, humanos y productivos que podrían perderse por una amenaza Amadio, 2024. En CCDR-tools se representa como rásteres de presencia o cantidad por categoría; también puede representarse con huellas de edificaciones (polígonos) o con líneas para la infraestructura de redes.

En SIDRo, a escala de barrio, la exposición se representa con objetos individuales: cada edificación (huella, pisos, uso, área construida, valor de reposición), cada árbol del censo, cada equipamiento y cada manzana con su población.

Vulnerabilidad física: funciones de daño¶

La vulnerabilidad física se cuantifica con modelos de impacto que relacionan la intensidad de la amenaza con el daño. Cuando describen daño físico se llaman funciones de fragilidad o de daño, por ejemplo las curvas profundidad–daño para inundación Amadio, 2024. Pueden ser cuantitativas (razón de daño) o cualitativas (categorías de impacto). Cada categoría de exposición responde de manera distinta a la misma amenaza.

Para el sismo (3.1), SIDRo usa curvas de fragilidad lognormales por tipología constructiva, del tipo empleado en Hazus FEMA, 2022:

donde $\theta_i$ es la mediana de la aceleración que produce el estado de daño $ds_i$, $\beta$ la dispersión y $\Phi$ la función de distribución normal estándar. La razón de daño media es $MDR = \sum_i P(DS = ds_i)\, RD_i$, y la pérdida esperada de un elemento es $MDR \times$ valor.

La vulnerabilidad social, que no se mide con curvas de daño sino con índices, se trata en 1.6.

Del impacto al riesgo: impacto anual esperado¶

CCDR-tools define la evaluación espacial del impacto en tres pasos: (1) la intersección de la amenaza con la exposición define la zona expuesta; (2) la función de vulnerabilidad traduce la intensidad en fracción de valor perdido; (3) el impacto en cada lugar resulta de combinar intensidad, valor expuesto y coeficiente de vulnerabilidad Amadio, 2024.

Con varios escenarios de periodo de retorno se construye la curva de excedencia; el área bajo esa curva es el impacto anual esperado (EAI, Expected Annual Impact):

donde $I_k$ es el impacto del escenario $k$ y $\Delta p_k$ el intervalo de probabilidad anual de excedencia que representa. CCDR-tools calcula cotas inferior y superior (sumas de Riemann por debajo y por encima de la curva) y usa su promedio. Cuando no existe función de vulnerabilidad, se reporta la exposición anual esperada (EAE): la exposición anual a la amenaza por encima de un umbral Amadio, 2024.

Pérdidas directas e indirectas¶

CCDR-tools distingue entre pérdidas directas (muertes, daño a edificaciones, infraestructura y recursos naturales) y pérdidas indirectas (producción o ingresos perdidos y efectos sobre el bienestar por la interrupción de bienes y servicios), y estima solo las directas Amadio, 2024. SIDRo hace lo mismo y lo declara como limitación en cada flujo.