UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD Y DEL SER HUMANO CARRERA DE INGENIERÍA EN RIESGOS DE DESASTRES TRABAJO DE INTEGRACIÓN CURRICULAR PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN RIESGOS DE DESASTRES PROYECTO DE INVESTIGACIÓN TEMA AMENAZA DE DESBORDAMIENTO Y LOS ELEMENTOS EXPUESTOS EN LA ZONA DE INCIDENCIA DE LA REPRESA MULACORRAL DEL CANTÓN AMBATO, PERIODO ENERO- MAYO 2025 AUTORES CAYAMBE PUNINA LIZBETH TATIANA VISCARRA MEZA BRYAN DAVID DIRECTOR PARES ACADÉMICOS ING. GAIBOR VELASCO NUMA INAIN. ING. VILLACÍS TACO LUIS HERNAN ING. ARREGUIN MOISÉS GUARANDA-ECUADOR 2025 TEMA AMENAZA DE DESBORDAMIENTO Y LOS ELEMENTOS EXPUESTOS EN LA ZONA DE INCIDENCIA DE LA REPRESA MULACORRAL DEL CANTÓN AMBATO, PERIODO ENERO-MAYO 2025 1 AGRADECIMIENTO Agradezco a mi Padre celestial quien en su infinita voluntad me permitió llegar hasta este momento y hacer realidad tan anhelado sueño. Toda mi honra sea para Él. Agradezco a mis padres, hermanos y familia quienes estuvieron presentes en este proceso, gracias por creer en mí. Mis sinceros agradecimientos a todos los decentes en especial a mi tutor de tesis Ing. Numa Gaibor, por su guía, tiempo y valiosos aportes que guiaron el desarr1ollo de esta investigación. De manera especial a todo el equipo de del H. Gobierno Provincial de Tungurahua por abrir las puertas, así también por su contribución y orientación constante para la construcción de este estudio, en conjunto se logró un trabajo de mucha validez que debe ser impartido a la población. CAYAMBE PUNINA LIZBETH TATIANA Agradezco primeramente a Dios, por brindarme salud, sabiduría y fortaleza para culminar este proceso académico. A mi madre Dina Meza y familiares, por su constante apoyo emocional, comprensión y confianza en mis capacidades. Mi más sincero agradecimiento a mi tutor de tesis Ing. Numa Gaibor, por su orientación, tiempo y valiosos aportes que guiaron el desarrollo de esta investigación. Extiendo mi sincero agradecimiento a mis docentes, cuyo acompañamiento, orientación y dedicación fueron fundamentales para el desarrollo de este trabajo. Finalmente, agradezco a todos quienes, de una u otra manera, contribuyeron con sus conocimientos, consejos o motivación, haciendo posible la culminación de esta investigación que busca aportar a la prevención de riesgos y a la protección de las comunidades expuestas. VISCARRA MEZA BRYAN DAVID 2 DEDICATORIA Con mucha felicidad y al mismo tiempo con nostalgia finalizo una etapa de mi vida y comienzo a escribir otra agradeciendo a mi guía de vida, Dios, gracias infinitas, un día te hable de mis sueños, propósitos y metas y me brindaste mucha salud, sabiduría y entendimiento por lo cual he logrado culminar mi carrera universitaria, con mucho amor te dedico esta parte de mi vida. Para mi amado padre Aurelio Cayambe, me enseñaste valores lo cual me han llevado por buen camino con la humildad que siempre me caracteriza y me enseñaste que en la vida se puede lograr todo con mucho trabajo y dedicación. Para mi madre María del Carmen Punina gracias por ser mi amiga y mi compañera, mis dos seres más queridos que se convirtieron en un solo pilar fundamental para sostenerme en todo el trayecto a ustedes padres queridos este trabajo. Para mi familia en especial Stalin, Daysi, Washington y Aron gracias por ser mi motivación, por no dejarme caer en los momentos más difíciles, para Mercy gracias por ser como una madre por cuidarme desde el inicio hasta el fin de mi carrera siendo un apoyo fundamental, los llevo en mi corazón, este triunfo es de todos. A mis compañeros y amigos de carrera en especial: Milena, Andrea, Gina y Bryan con quienes compartí este camino, el apoyo mutuo, las fuerzas compartidas y la amistad nacida en este proceso son recuerdos que siempre llevaré en mi corazón. Y este esfuerzo me la dedico a mí misma por cada obstáculo y retos superados que reflejan mi fortaleza y determinación, cada paso me ha enseñado de lo lejos que puedo llegar cuando creo en mí. CAYAMBE PUNINA LIZBETH TATIANA Dedico este trabajo a mi madre Dina Meza, por su apoyo incondicional, su amor y su ejemplo de esfuerzo que me ha impulsado a seguir adelante en cada etapa de mi vida. 3 A mi familia, por su comprensión durante las largas jornadas de estudio y dedicación que requirió esta tesis. A mis amigos, por acompañarme con su apoyo y alegría durante este camino. A mis docentes el Ing. Luis Villacis, mi tutor el Ing. Numa Gaibor, quienes con su guía y conocimientos sembraron en mí el deseo de aprender y superarme cada día. Finalmente, dedico este trabajo a mí mismo, por la perseverancia, disciplina y compromiso que me permitieron alcanzar una de las metas más importantes de mi formación profesional. VISCARRA MEZA BRYAN DAVID 4 CERTIFICADO 5 DERECHOS DE AUTORIA 6 INDICE DE CONTENIDOS AGRADECIMIENTO .................................................................................................................. 1 DEDICATORIA ........................................................................................................................... 2 CERTIFICADO ............................................................................................................................ 4 DERECHOS DE AUTORIA ........................................................................................................ 5 INDICE DE CONTENIDOS ........................................................................................................ 6 ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................................ 10 ÍNDICE DE ANEXOS ............................................................................................................... 11 ÍNDICE DE GRÁFICOS ............................................................................................................ 12 RESUMEN ................................................................................................................................. 14 ABSTRACT ................................................................................................................................ 15 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 16 1. CAPÍTULO 1. EL PROBLEMA ..................................................................................... 18 1.1 Planteamiento del problema .................................................................................................. 18 1.2 Formulación del Problema .................................................................................................... 20 1.3 Objetivos ............................................................................................................................... 20 1.3.1 Objetivo General ..................................................................................................... 20 1.3.2 Objetivos Específicos .............................................................................................. 20 1.4 Justificación .......................................................................................................................... 21 1.5 Operacionalización de variables ........................................................................................... 23 1.6 Idea a defender ...................................................................................................................... 25 2. CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ................................................................................ 26 2.1 Descripción del área de estudio ............................................................................................ 26 2.2 Antecedentes de la investigación .......................................................................................... 27 2.3 Bases Teóricas ...................................................................................................................... 31 2.3.1 Desbordamiento ...................................................................................................... 31 2.3.2 Inundación ............................................................................................................... 31 2.3.3 Lluvia torrencial ...................................................................................................... 34 2.3.4 Modelos Hidráulico................................................................................................. 37 2.3.5 Software IBER ........................................................................................................ 39 7 2.3.6 Elementos expuestos ............................................................................................... 40 2.4 Marco Legal .......................................................................................................................... 44 2.4.1 Constitución del Ecuador ........................................................................................ 44 2.4.2 Políticas y Ordenamiento ........................................................................................ 45 2.5 Glosario de Términos ............................................................................................................ 46 3. CAPÍTULO 3. MARCO METODOLÓGICO ................................................................. 49 3.1 Tipo de la investigación ........................................................................................................ 49 3.2 Enfoque de la investigación .................................................................................................. 49 3.3 Métodos de la investigación .................................................................................................. 50 3.4 Técnicas e instrumentos de recopilación de datos ................................................................ 50 3.5 Universo / población ............................................................................................................. 51 3.6 Procesamiento de la información .......................................................................................... 52 3.6.1 Para el objetivo 1..................................................................................................... 52 3.6.2 Para el objetivo 2..................................................................................................... 58 3.6.3 Para el objetivo 3..................................................................................................... 59 4. CAPíTULO 4. RESULTADOS ....................................................................................... 61 4.1 Resultado del objetivo 1. _ Elaborar un modelamiento del desbordamiento de la represa Mulacorral, utilizando datos relevantes y herramientas de simulación. ............................................ 61 4.1.1 Tipo de rotura .......................................................................................................... 61 4.1.2 Topografía aguas abajo ........................................................................................... 61 4.1.3 Geometría del cauce agua abajo .............................................................................. 62 4.1.4 Estructura de la represa ........................................................................................... 62 4.1.5 Características principales de la represa ................................................................. 62 4.1.6 Caudal Pico ............................................................................................................. 63 4.1.7 Volumen removido ................................................................................................. 64 4.1.8 Ancho de la brecha (𝑩) ........................................................................................... 65 4.1.9 Ancho inferior de la brecha 𝑾𝒃 ............................................................................. 65 4.1.10 Tiempo de formación de la brecha 𝒕𝒇 ..................................................................... 67 4.1.11 Hidrograma de rotura de la represa Mulacorral ...................................................... 68 4.1.12 Simulación .............................................................................................................. 70 8 4.1.13 Calado máximo producto del desbordamiento ........................................................ 76 4.1.14 Velocidad Máxima del flujo en m/s ........................................................................ 77 4.1.15 Análisis de resultados hidráulicos por sectores ....................................................... 77 4.1.16 Conclusión general del análisis hidráulico por sectores.......................................... 89 4.2 Resultado del objetivo 2. Determinar los elementos expuestos ante la zona de afectación del posible desbordamiento de la represa Mulacorral en el cantón Ambato. .......................................... 92 4.2.1 Elementos expuestos ............................................................................................... 92 4.2.2 Resumen del análisis de los elementos expuestos ................................................. 137 4.2.3 Análisis General .................................................................................................... 139 4.3 Resultado del objetivo 3: Definir un Plan de Emergencias con lineamientos generales que contemple acciones preventivas y protocolos de respuesta ante un posible desbordamiento. ........ 140 4.3.1 Identificación de la Represa Mulacorral ............................................................... 141 4.3.2 Descripción de la Represa y su Entorno ............................................................... 141 4.3.3 Tipología de la Represa ......................................................................................... 144 4.3.4 Componentes del Proyecto .................................................................................... 144 4.3.5 Estructura del Aliviadero de Excesos ................................................................... 145 4.3.6 Sistema de llenado ................................................................................................ 145 4.3.7 Sistemas de auscultación de las obras ................................................................... 146 4.3.8 Sistemas de alimentación eléctrica........................................................................ 146 4.3.9 Datos de la represa ................................................................................................ 147 4.3.10 Uso y usuarios de la represa Mulacorral ............................................................... 148 4.3.11 Organización General en Emergencias Medios y Recursos .................................. 150 4.3.12 Protocolo-Centro de Gestión de Emergencias. ..................................................... 154 4.3.13 Normas de Actuación en Emergencias ................................................................. 155 4.3.14 Modos de Fallo para las Distintas Situaciones de Emergencia ............................. 158 4.3.15 Actuaciones Asociadas a los Distintos Escenarios ............................................... 161 4.3.16 Escenarios de Rotura contemplados en la Brecha ................................................. 163 4.3.17 Flujograma del sistema de comunicación ............................................................. 165 4.3.18 Puntos Seguros para la Población Expuesta .......................................................... 166 4.3.19 Atención post Desastre .......................................................................................... 169 9 5. CAPÍTULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................... 172 5.1 Conclusiones ....................................................................................................................... 172 5.2 Recomendaciones ............................................................................................................... 173 6. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 175 7. ANEXOS ....................................................................................................................... 177 10 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Variable Independiente: Desbordamientos............................................................................. 23 Tabla 2 Variable Dependiente: Elementos Expuestos ......................................................................... 24 Tabla 3 Valores de Cb respecto al volumen del embalse ..................................................................... 54 Tabla 4 Taludes estructurales de la represa Mulacorral ..................................................................... 66 Tabla 5 Hidrograma de onda de rotura ............................................................................................... 69 Tabla 6 Puntos focales establecidos para la toma y análisis de los datos. .......................................... 75 Tabla 7 Resultados de calado y velocidad máximo en Manzana Huayco. ........................................... 78 Tabla 8 Resultados de calado y velocidad máximo en la subida a Pasa. ............................................ 80 Tabla 9 Resultados de calado y velocidad máximo en Aguaján. ......................................................... 82 Tabla 10 Resultados de calado y velocidad máximo en La Victoria.................................................... 84 Tabla 11 Resultados de calado y velocidad máximo en El Progreso. ................................................. 86 Tabla 12 Resultados de calado y velocidad máximo en la entrada a Ambato. .................................... 88 Tabla 13 Resumen de los calados registrados .................................................................................... 90 Tabla 14 Resumen de las velocidades de flujo registradas ................................................................. 91 Tabla 15 Elementos expuestos y afectación de estos. .......................................................................... 94 Tabla 16 Escalas afectación a los elementos expuestos. ................................................................... 136 Tabla 17 Resumen afectaciones a los elementos expuestos. .............................................................. 137 Tabla 18 Afectación a las vías aguas abajo de la represa Mulacorral en (m). ................................. 138 Tabla 19 Clima en las inmediaciones de la Represa Mulacorral. ..................................................... 142 Tabla 20 Proceso de llenado de la represa Mulacorral. ................................................................... 145 Tabla 21 Consideraciones de fallas geológicas que atraviesan la zona de estudio. ......................... 148 Tabla 22 Equipo responsable del Plan de Emergencias. ................................................................... 150 Tabla 23 Recursos del sistema tecnológico para alertar a la población expuesta. ........................... 153 Tabla 24 Factores que implican en la falla de la Represa. ................................................................ 159 Tabla 25 Medidas para las condiciones normales del Escenario 0. .................................................. 161 Tabla 26 Medidas a tomar si la amenaza se activa. .......................................................................... 162 Tabla 27 Medidas a tomar si la amenaza es inminente. .................................................................... 162 Tabla 28 Medidas a tomar si el evento está en curso. ....................................................................... 163 Tabla 29 Medidas a tomar después de la emergencia. ...................................................................... 163 Tabla 30 Niveles para la rotura de las represas. ............................................................................... 164 Tabla 31 Características del modelamiento. ..................................................................................... 164 Tabla 32 Puntos seguros de las poblaciones expuestas. .................................................................... 166 Tabla 33 Demanda de agua en Litros/día para la zona afectada ...................................................... 170 11 ÍNDICE DE ANEXOS Anexo 1 Cronograma (Gantt). ........................................................................................................... 177 Anexo 2 Presupuesto Ejecutado. ........................................................................................................ 178 Anexo 3 ............................................................................................................................................... 179 Anexo 4 ............................................................................................................................................... 179 Anexo 5 ............................................................................................................................................... 180 Anexo 6 ............................................................................................................................................... 180 Anexo 7 ............................................................................................................................................... 181 Anexo 8 ............................................................................................................................................... 181 Anexo 9 ............................................................................................................................................... 182 12 ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico 1 Mapa del área de estudio y ubicación de la represa Mulacorral ........................................ 26 Gráfico 2 Mapa del Modelo Digital de Elevación de la zona de estudio. ........................................... 61 Gráfico 3 Mapa de la Geometría aguas debajo de la represa Mulacorral ......................................... 62 Gráfico 4 Estructura física de la represa Mulacorral ......................................................................... 62 Gráfico 5 Forma relativa de la brecha. ............................................................................................... 67 Gráfico 6 Hidrograma tipo campana comparativo entre ambos escenarios. ...................................... 70 Gráfico 7 Ingreso de la geometría en el software IBER. ..................................................................... 71 Gráfico 8 Ingreso del hidrograma de onda de rotura en el software IBER ......................................... 71 Gráfico 9 Establecimiento de las condiciones de contorno (entra y salida). ....................................... 72 Gráfico 10 Ingreso del mallado en el software IBER. ......................................................................... 72 Gráfico 11 Ingreso del uso de suelo y rugosidad en el mallado del proyecto ..................................... 73 Gráfico 12 Ingreso en la topografía en el mallado del proyecto. ........................................................ 74 Gráfico 13 Postproceso de los resultados obtenidos en la simulación. ............................................... 74 Gráfico 14 Mapa de ubicación de los puntos para la toma y análisis de los resultados. .................... 75 Gráfico 15 Mapa del calado máximo producto del desbordamiento de la represa Mulacorral. ........ 76 Gráfico 16 Mapa de la velocidad máxima del flujo producto del desbordamiento de la represa Mulacorral. ........................................................................................................................................... 77 Gráfico 17 Puntos de la toma de las medidas del calado en Manzana Huayco. ................................. 78 Gráfico 18 Puntos de la toma de las medidas de la velocidad máximo del flujo en Manzana Huayco. .............................................................................................................................................................. 78 Gráfico 19 Puntos de la toma de las medidas del calado en la subida a Pasa. ................................... 80 Gráfico 20 Puntos de la toma de las medidas de la velocidad máximo del flujo en la subida a Pasa. 80 Gráfico 21 Puntos de la toma de las medidas del calado en Aguaján. ................................................ 82 Gráfico 22 Puntos de la toma de las medidas de la velocidad máximo del flujo en Aguaján. ............ 82 Gráfico 23 Puntos de la toma de las medidas del calado en La Victoria. ........................................... 84 Gráfico 24 Puntos de la toma de las medidas de la velocidad máximo del flujo en La Victoria. ........ 84 Gráfico 25 Puntos de la toma de las medidas del calado en El Progreso. .......................................... 86 Gráfico 26 Puntos de la toma de las medidas de la velocidad máximo del flujo en El Progreso. ....... 86 Gráfico 27 Puntos de la toma de las medidas del calado en la entrada a Ambato. ............................ 88 Gráfico 28 Puntos de la toma de las medidas de la velocidad máximo del flujo en la entrada a Ambato. .............................................................................................................................................................. 88 Gráfico 29 Grafica de barras de los calados registrados en los 6 sectores ....................................... 90 Gráfico 30 Grafica de barras de las velocidades del flujo registradas en los 6 sectores ................... 91 Gráfico 31 Mapa de los elementos expuestos producto al desbordamiento (tramo 1) ........................ 92 Gráfico 32 Mapa de los elementos expuestos producto al desbordamiento (tramo 2) ........................ 93 Gráfico 33 Mapa de vías afectadas producto del desbordamiento de la represa Mulacorral. ......... 138 13 Gráfico 34 Mapa referencial de las vías de accesibilidad a la represa Mulacorral. ........................ 143 Gráfico 35 Estructura y partes de la represa Mulacorral. ................................................................ 147 Gráfico 36 Encargados de la seguridad de la represa. ..................................................................... 152 Gráfico 37 Niveles de alerta de la represa Mulacorral. .................................................................... 157 Gráfico 38 Flujograma para el sistema de comunicación. ................................................................ 165 Gráfico 39 Mapa de ubicación del punto seguro 1. ........................................................................... 167 Gráfico 40 Mapa de ubicación del punto seguro 2. ........................................................................... 167 Gráfico 41 Mapa de ubicación del punto seguro 3. ........................................................................... 168 Gráfico 42 Mapa de ubicación del punto seguro 4. ........................................................................... 168 14 RESUMEN El presente proyecto de investigación denominado “AMENAZA DE DESBORDAMIENTO Y LOS ELEMENTOS EXPUESTOS EN LA ZONA DE INCIDENCIA DE LA REPRESA MULACORRAL DEL CANTÓN AMBATO” tiene como objetivo “evaluar la amenaza de desbordamiento y los elementos expuestos en la zona de incidencia de la Represa Mulacorral del Cantón Ambato”; para ello, se aplicó una metodología con un enfoque cuantitativo, de alcance descriptivo y con un razonamiento deductivo, lo que permitió establecer el nivel de amenaza y, a su vez, identificar los elementos que podrían verse afectados en caso de presentarse dicho evento. Como parte del estudio, se desarrolló un modelamiento hidráulico de la avenida producto del desbordamiento y posible rotura de la represa. Los resultados reflejaron una amenaza muy alta, debido al alto nivel destructivo evidenciado en los valores de calado y la velocidad del flujo de agua. Así mismo, se determinó que aproximadamente 210 familias se verían afectadas de manera directa y cerca de 22.000 familias de manera indirecta, estas últimas debido a la afectación de dos infraestructuras clave tanto para el desarrollo agrícola como para el abastecimiento de agua potable. Frente a esta problemática, se elaboró un plan de emergencia para la represa, con protocolos que brindan estrategias de respuesta dirigidas a los operadores, autoridades y habitantes de la zona, con el fin de reducir las consecuencias ante un eventual desbordamiento y futura rotura de la estructura. Palabras clave: Amenaza de desbordamiento; Represa Mulacorral; Modelamiento hidráulico; Elementos expuestos; Plan de emergencia 15 ABSTRACT The present research project entitled “OVERFLOW HAZARD AND EXPOSED ELEMENTS IN THE IMPACT ZONE OF THE MULACORRAL DAM IN THE AMBATO CANTON” aims to evaluate the overflow hazard and the exposed elements in the impact zone of the Mulacorral Dam. A quantitative methodology with a descriptive scope and deductive reasoning was applied, which made it possible to establish the level of hazard and identify the elements that could be affected in the event of such an occurrence. As part of the study, a hydraulic modeling of the flood caused by the overflow and potential failure of the dam was developed. The results revealed a very high hazard due to the destructive levels evidenced in water depth and flow velocity values. It was also determined that approximately 210 families would be directly affected, and about 22,000 families indirectly, the latter due to the impact on two key infrastructures for both agricultural development and drinking water supply. In response to this issue, an emergency plan for the dam was prepared, including protocols that provide response strategies aimed at operators, authorities, and residents of the area, in order to reduce the consequences in the event of a possible overflow and future failure of the structure. Keywords: Overflow hazard; Mulacorral Dam; Hydraulic modeling; Exposed elements; Emergency plan 16 INTRODUCCIÓN En las últimas décadas, el mundo ha mostrado una creciente preocupación por los desastres, en especial los de origen natural, lo que evidencia que estos deben ser abordados como un problema estructural que afecta directamente al desarrollo económico y social. Por ello, su gestión requiere un enfoque sistemático e integral, con acciones coordinadas desde los niveles globales hasta los locales. En este contexto, el cantón Ambato, ubicado en la provincia de Tungurahua, enfrenta diversas amenazas naturales, entre las que destaca el riesgo de desbordamiento de la represa Mulacorral. Esta infraestructura, cuya función principal es la regulación hídrica, representa una amenaza latente para las poblaciones asentadas aguas abajo, especialmente ante eventos extremos como lluvias intensas o sismos. La posible rotura o desbordamiento de esta represa pondría en riesgo a múltiples elementos expuestos, incluyendo la vida humana, viviendas, infraestructura vial, servicios básicos y medios de subsistencia. El área de incidencia de la represa Mulacorral requiere una atención especial, ya que los posibles impactos derivados de un evento de este tipo podrían tener consecuencias graves tanto para la integridad física y psicológica de la población como para el funcionamiento territorial. Por ello, resulta fundamental identificar, caracterizar y evaluar los elementos expuestos ante esta amenaza, con el fin de establecer medidas preventivas que contribuyan a la reducción del riesgo y a la planificación adecuada del territorio. El presente proyecto de investigación está conformado por cinco capítulos que se detallan a continuación: CAPÍTULO 1: “El Problema”, se detalla el problema de investigación, los objetivos, la justificación y las limitaciones en desarrollo del trabajo. CAPÍTULO 2: “Marco Teórico”, contiene los antecedentes investigativos, las bases teóricas y conceptuales, se profundizan en las variables planteadas. 17 CAPÍTULO 3: “Marco Metodológico”, se describe la metodología que incluyen el tipo y enfoque la investigación, el método de la investigación, además, se establece la población, de igual forma, contiene las técnicas de recolección de información, procesamiento y presentación de resultados. CAPÍTULO 4: “Resultados según los objetivos planteados”, en este capítulo, se presentan los resultados obtenidos de acuerdo a cada objetivo específico de la investigación. CAPÍTULO 5: “Conclusiones y Recomendaciones”, se establece las principales conclusiones del estudio y las recomendaciones que deberían ser aplicadas para la efectiva respuesta ante la posible rotura y posterior desbordamiento de la represa Mulacorral. Finalmente, se incluye la bibliografía y los anexos. 18 1. CAPÍTULO 1. EL PROBLEMA 1.1 Planteamiento del problema A lo largo de la historia, el Ecuador ha sufrido una serie de eventos catastróficos como inundaciones y desbordamientos causados por el fenómeno de El Niño, los desbordamientos se dan por la suma de algunos factores como la cantidad y la distribución de la lluvia ya sea constante, intensa o en periodos de tiempo. Los desbordamientos también se relacionan con la topografía, la vegetación y el tipo de suelo de la cuenca, las condiciones de humedad del terreno y del rio incluidas las obras hidráulicas como canalizaciones o represas. Dentro del territorio nacional se encuentran numerosas obras hidráulicas como represas que son vitales para el suministro de agua potable, control de inundaciones y riego agrícola, en algunas ocasiones se han visto afectados por causas meteorológicas (León Baque et al., 2021). En Ecuador, las épocas lluviosas están presentes entre noviembre y junio. La lluvia en los Andes de Ecuador está influenciada principalmente por la Zona de Convergencia Intertropical y por el fenómeno de El Niño y La Niña, las anomalías de temperatura en la superficie del océano Atlántico y en menor grado en la superficie del océano Pacífico. En los páramos del Ecuador, la lluvia está formada principalmente por humedad atmosférica que proviene de la selva amazónica o de la costa (Mosquera et al., n.d.). Por consiguiente, los riesgos hidrológicos en Ecuador son significativos debido a factores como la variabilidad climática, la topografía y la gestión del agua, los mismos que han causado inundaciones, sequías, deslizamientos de tierra y otros desastres relacionados con la hidrología. Estos riesgos no solo afectan al medio ambiente, sino que también pueden causar un impacto directo en la economía, la infraestructura y la calidad de vida de las personas, particularmente las poblaciones asentadas en los cauces de los ríos (Roy-Gilchrist Noboa Azín Sariha Moya Angulo Arturo Félix Wong Zaida Rovira Jurado Mónica, n.d.). 19 La provincia de Tungurahua se ubica en el centro del país; su capital es Ambato, en la región andina. La provincia cuenta con ríos como el Huapante, Talatag, Quillopaccha, el Golpe, Puca-chuayco y el Cutuchi, que son parte de las vertientes que posee la provincia, engrosando su caudal con varios afluentes, formando el río Patate, que se une con el río Ambato y el Pachanlica. Así mismo se encuentran represas importantes como el Mulacorral y Chiquiurco y la represa Chiquicahua en construcción, las cuales son un componente vital para la gestión del recurso hídrico en la región central del Ecuador y el abastecimiento de agua para riego y consumo. La represa Mulacorral, ubicada en la cuenca alta del río Ambato, se encuentra en una zona con constante actividad sísmica debido a la presencia de diversas fallas geológicas que atraviesan la provincia. Esta condición incrementa el riesgo de una posible falla estructural en la infraestructura. En el año 2016, a causa de un movimiento sísmico, se registró el desplazamiento y posterior rotura de un tramo de tubería de PVC a presión, utilizada para trasladar aproximadamente 450 litros por segundo desde la toma El Sombrero hasta la represa. Del mismo modo la influencia del cambio climático ha alterado los patrones de precipitación en la región. En el mes de abril hasta mediados del mes de julio del 2021 se presentaron fuertes lluvias en las zonas altas, por lo que superaron la capacidad de almacenamiento y control de la represa. En la quebrada de Pucata, ubicada a 5.2 km de la represa Mulacorral, las lluvias torrenciales ocasionaron el represamiento en la estructura del aliviadero de Pucata, por donde estuvo ingresando un caudal de 1 m³/s al embalse. Estas precipitaciones provocaron niveles de agua elevados que ocasionaron el socavamiento sobre la plataforma de la vía Flores, inundación de viviendas y cultivos de las poblaciones que se encuentran en las riberas de los ríos Calamaca y Ambato. Estos sucesos se han venido presentando hasta la actualidad durante los meses lluviosos. 20 Estos fenómenos no solo agravan el riesgo de desbordes, sino que también pueden acelerar el deterioro de los materiales y estructuras de la represa, incrementando la probabilidad de filtraciones y fallas en sus componentes críticos. La combinación de factores naturales y el desgaste propio de una infraestructura de esta magnitud plantea un escenario de vulnerabilidad creciente, en el que la seguridad hídrica y la protección de las poblaciones locales se ven amenazadas. 1.2 Formulación del Problema ¿Cuál es el nivel de amenaza ante desbordamiento y los elementos expuestos en la zona de incidencia de la Represa Mulacorral del Cantón Ambato? 1.3 Objetivos 1.3.1 Objetivo General Evaluar la amenaza de desbordamiento y los elementos expuestos en la zona de incidencia de la Represa Mulacorral del Cantón Ambato. 1.3.2 Objetivos Específicos ➢ Elaborar un modelamiento del desbordamiento de la represa Mulacorral, utilizando datos relevantes y herramientas de simulación IBER. ➢ Determinar los elementos expuestos ante la zona de afectación del posible desbordamiento de la represa Mulacorral del cantón Ambato. ➢ Definir un Plan de Emergencias con lineamientos generales que contemple acciones preventivas y protocolos de respuesta ante un posible desbordamiento de la represa Mulacorral. 21 1.4 Justificación El presente proyecto tiene como objetivo realizar un análisis exhaustivo de la situación actual de la represa Mulacorral, una infraestructura de gran importancia para la cuenca del río Ambato y las poblaciones que dependen de sus recursos. Debido a su antigüedad y a las condiciones climáticas y geológicas de la región, la represa presenta un alto grado de vulnerabilidad ante fenómenos naturales como sismos y cambios extremos en el clima. Esta situación plantea un riesgo significativo, no solo para la estructura misma, sino también para las comunidades que habitan en las zonas aguas abajo. Una falla en la represa podría desencadenar inundaciones catastróficas, con graves consecuencias para las personas, sus hogares y medios de vida, así como para el medio ambiente. Por tanto, es fundamental evaluar las posibles consecuencias de la rotura de la represa y determinar el nivel de exposición de las poblaciones aledañas, que serían las más afectadas en caso de un evento adverso. Este análisis no solo se limita a comprender los riesgos, sino que también busca diseñar un plan de emergencia que permita mitigar los efectos de una posible rotura. Este plan incluirá estrategias de evacuación, sistemas de alerta temprana y medidas preventivas para reducir el impacto en la vida y la infraestructura. La implementación de este será un componente vital, ya que puede marcar la diferencia entre una respuesta efectiva y una catástrofe. En el contexto de la represa Mulacorral, la planificación adecuada de un plan de emergencias involucra la identificación de rutas de evacuación, la capacitación de las comunidades en su uso, la instalación de señalización clara y la realización de simulacros periódicos para asegurar que la población esté preparada ante una eventualidad. Así mismo, la creación de un sistema de alerta temprana será esencial para advertir a las comunidades sobre posibles fallas estructurales o condiciones meteorológicas extremas que puedan comprometer la estabilidad de la represa. 22 La realización de este estudio es urgente, dado que la represa se encuentra en una zona de alta sismicidad y los efectos del cambio climático están intensificando las lluvias y alterando los patrones hidrológicos. Este proyecto responde, además, a la necesidad de cumplir con las normativas de seguridad vigentes y de salvaguardar el bienestar de las comunidades locales, alineándose con la legislación ecuatoriana que prioriza la protección de las infraestructuras estratégicas y la reducción del riesgo de desastres. Los beneficiarios de este proyecto incluyen las comunidades que viven aguas abajo de la represa, quienes van a disponer de un plan de emergencia y un sistema de alerta temprana, además las autoridades locales y regionales que gestionan la infraestructura y la seguridad pública, al contar con un marco de acción que fortalezca la resiliencia de la región ante desastres, por ende las organizaciones de socorro y emergencia podrán optimizar sus respuestas en caso de un evento crítico gracias a la capacitación y los simulacros realizados en la comunidad, así mismo, la protección de la represa contribuirá a la conservación de los ecosistemas locales y a la prevención de desastres ecológicos causados por inundaciones. Este enfoque integral no solo busca abordar los riesgos inmediatos asociados a la represa Mulacorral, sino también promover una cultura de prevención y preparación en las comunidades locales, fortaleciendo su capacidad de respuesta ante emergencias. 23 1.5 Operacionalización de variables Tabla 1 Variable Independiente: Desbordamientos Variables Definición Conceptual Dimensiones Indicadores Escala Instrumento Desbordamiento Desbordamiento de cuerpos de agua, como un río, lago o embalse, es en el que el agua rebasa o rompe diques, lo que provoca el escape de agua de sus límites. Caudal Caudal mínimo, medio, y máximo. • Caudal mínimo: 0 • Caudal Máximo: 𝑄𝑝=Caudal Pico Hidrograma de onda de rotura Fluctuación del caudal Calado Calados máximos • Bajo: (≤ 0,30 – 0,50 m) • Medio: (0,50 – 1,50 m) • Alto: ≥ (1,50 m en adelante) Modelo de simulación hidráulica tridimensional (IBER) Velocidad Velocidad máxima del flujo. • Lenta: (≤ 0,5 – 1,0 m/s) • Moderada: (1,0 – 2,5 m/s), • Rápida: (≥ 2,5 – 3,0 m/s en adelante) Nota. Se realiza la operacionalización de la variable Independiente (Desbordamiento) Fuente: (Elaboración propia, 2025). 24 Tabla 2 Variable Dependiente: Elementos Expuestos Variables Definición Conceptual Dimensiones Indicadores Escala Instrumento Elementos Expuestos Se refiere a todos aquellos bienes, personas, infraestructura, ecosistemas y actividades económicas que se encuentran en las zonas potencialmente afectadas por un evento peligroso. Estos elementos están expuestos al riesgo de sufrir daños físicos, económicos o ambientales debido a la ocurrencia de este evento. Población Número de personas afectadas • Ninguna • Baja: (<100) • Moderada: (100-500) • Alta: (>500) Datos impartidos por la prefectura de Tungurahua, obtenidos en estudios anteriores. Grado de vulnerabilidad de la población • Leve • Moderado • Grave Infraestructura crítica Número de infraestructuras críticas afectadas • Ninguna • Pocas: (<5), • Moderadas: (5-10) • Alta: (>10) Sistema de Información Geográfica (ArcGIS) Grado de afectación en infraestructuras • Leve • Moderado • Grave Con la información obtenida del modelamiento hidráulico Viviendas Número de viviendas afectadas • Ninguna • Pocas (<10) • Moderadas (10-50) • Alta (>50) Sistema de Información Geográfica (ArcGIS) Tipo de daño a viviendas • Daños materiales • Daños materiales con riesgo potencial de vidas humanas Vías Kilómetros o metros de vía afectados • Bajo: (<1km) • Moderado: (1km-5km) • Alto: (5km para delante) Nota. Se realiza la operacionalización de la variable Dependiente (Elementos Expuestos). Fuente: (Elaboración propia, 2025) 25 1.6 Idea a defender El modelamiento de inundaciones ante un posible fallo en la represa Mulacorral permitirá identificar con precisión los elementos expuestos en las zonas potencialmente afectadas, como viviendas, infraestructuras críticas, tierras agrícolas y recursos naturales, esta información será clave para proponer medidas de reducción de riesgo específicas y adecuadas, minimizando los impactos negativos de una eventual rotura. 26 2. CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1 Descripción del área de estudio La represa Mulacorral pertenece a la parroquia San Fernando, está ubicada a 42 kilómetros en dirección noroeste de la ciudad de Ambato en la provincia de Tungurahua a 3860 m,s,n,m, forma parte de los vasos de regulación de la cuenca alta del río Ambato, entro en funcionamiento desde el año 2008 con el objetivo de disminuir el creciente déficit de agua que soporta la provincia y su capital, mediante la regulación de caudales naturales en el embalse, en donde se almacena los excedentes de los meses lluviosos, para constituir una reserva que sirva cuando los caudales sean insuficientes de esta manera abastecer el canal de riego Ambato-Huachi-Pelileo, así también dotar de agua potable a una parte de la ciudad de Ambato, la represa Mulacorral tiene una capacidad de 3,14 millones de metros cúbicos, 332 metros de longitud y 32,20 metros de altura para el almacenamiento (El agua se asegura en Tungurahua, s, f,) . Gráfico 1 Mapa del área de estudio y ubicación de la represa Mulacorral Nota. El Gráfico muestra el área de estudio además y ubicación de la represa Mulacorral. Fuente: (Elaboración propia, 2025) 27 El área de estudio se localiza aguas abajo de la represa de Mulacorral, siguiendo el curso del río Ambato hasta la entrada de la ciudad. En el primer tramo, el río desciende desde aproximadamente 3800 m.s.n.m. en la zona alta hacia altitudes medias, formando angostos valles con pendientes pronunciadas, terrazas fluviales y sectores con quebradas afluentes que drenan las laderas montañosas. De esta manera extendiéndose por áreas rurales esparcidas dedicadas a la agricultura y la ganadería, así como pequeños asentamientos pecuarios situados cerca de la ruta de acceso a las poblaciones de San Fernando y Augusto Martínez. Conforme el río avanza hacia la cuenca media, el cauce se ensancha progresivamente y empieza a interactuar con infraestructura hidráulica, vial y productiva que utiliza o cruza el sistema hídrico. Antes de llegar a la ciudad de Ambato, el río recibe aportes de varias quebradas estacionales y atraviesa sectores intervenidos por encauzamientos, muros de protección y obras de control. Al final del trayecto en el límite con la zona urbana, el río discurre por un entorno más modificado, con presencia de viviendas, áreas agrícolas remanentes, industrias y estructuras de saneamiento, convirtiéndolo en una zona con elevada concentración de elementos expuestos. 2.2 Antecedentes de la investigación “Análisis de Inundación por Rotura de Represa Utilizando el Modelo HEC-RAS 2D: Caso de Estudio de la Represa Mulacorral, provincia de Tungurahua, Ecuador” para este estudio se consideró el planteamiento de escenarios hipotéticos, en los que se asume que el fallo de la represa no está asociado con algún evento sísmico o hidrológico, para realizar los escenarios se consideró 8 caudales pico de 2999,7 m3/s y de acuerdo al criterio de Bureau of Reclamation (1998) de adoptar el escenario más desfavorable, se presenta el modelo de Froehlich por desborde, de acuerdo al modelamiento se estima que las riberas del río y la infraestructura presentan afectaciones, además los sectores al ingreso de la ciudad de Ambato como el puente Jaramillo, el Socavón y el puente Curvo (Vista de Análisis de Inundación Por 28 Rotura de Presa Utilizando El Modelo HEC-RAS 2D: Caso de Estudio de La Presa Mulacorral, Provincia de Tungurahua, Ecuador, n.d.). Este estudio brinda un modelamiento de inundación utilizando el modelo HEC-RAS 2D del embalse Mulacorral, se enfoca principalmente en la rotura de la represa y determina cual es la extensión de la inundación, la velocidad y el tiempo de llegada en los diferentes puntos aguas abajo de la represa, al ser el mismo que se expondrá en este proyecto pero con diferentes objetivos, lo cual nos ayudará hacer una relación comparativa de resultados entre los dos modelos adoptando otro tipo de medidas y cálculos. De esa manera nos proporciona información crucial para la planificación de gestión de emergencias, como el diseño del Plan de Emergencias para la seguridad de la represa y la protección de la población expuesta. La investigación sobre el “MODELAMIENTO HIDRÁULICO A MÁXIMA AVENIDA DEL ALIVIADERO DE DEMASÍAS DE LA REPRESA DE CONDOROMA AREQUIPA” realizado por Stretz Ramos y Cristian Joseph de la Universidad Católica de Santa María se enfoca en el análisis del “Aliviadero de Demasías” se encuentra ubicado en el Embalse de Condoroma el cual está localizado al Sur del Perú, el Aliviadero está conformado por un canal, 2 pozas y enrocado, se encarga de la seguridad del sistema hidráulico. Así también disipa energía para no provocar caudales destructivos de tal manera la energía que libera por esta estructura no es suficiente, con el pasar del tiempo viene sufriendo un proceso erosivo muy severo, estas descargas han hecho que el enrocado sea removido y arrastrado dejando un socavamiento en la quebrada (A. De et al., 2021). El estudio se enfoca en analizar el comportamiento y evaluar el funcionamiento a máxima avenida del Aliviadero de demasías de la represa de Condoroma para conocer las limitaciones y carencias del diseño actual para comprobar su capacidad máxima de evacuación que es de 1300 m3/s, en base al modelamiento la disipación de energía a la salida del aliviadero es inversamente proporcional al caudal de flujo. Esto quiere decir, que a mayor caudal menor disipación, pese a esta afirmación, la disipación de energía que se tiene entre el 29 caudal más alto de 1300 m3 y el más bajo 433 m3, no excede los 2% de diferencia caudales altos, el aliviadero presenta inestabilidad de flujo lo que hace que rebose en distintas estructuras hidráulicas, Este estudio nos permite conocer cómo operan los Aliviaderos en los embalses que permite la seguridad del sistema hidráulico que puede ayudar en épocas lluviosas cuando la cota del caudal suba. Una investigación realizada por Ricardo Vinicio Abril Saltos, Fabricio Antonio Ríos Rodríguez y Miriam Raquel Morocho Noboa sobre los “Efectos socioambientales de avenida torrencial en Río Pindo, Pastaza, Ecuador” el estudio se enfocó en identificar los principales efectos ambientales ocurridos por el desbordamiento del río Pindo Grande en la parroquia Shell y conocer el estado de preparación ante emergencias de la población que está ubicada en los barrios aledaños al río las mismas que se encuentran expuestas a riesgo por crecidas, lluvias torrenciales que han dejado afectaciones en el servicio eléctrico, daños en viviendas y destrucción de carreteras y vías de acceso (Saltos et al., 2023). En el estudio fue considerado 135 personas como muestra y de acuerdo a las encuestas realizadas al menos la mitad de los encuestados han presenciado eventos de crecida de lluvias y destrucción de puentes y caminos, un 69% de la población no ha recibido capacitación, con más de un 10% de reporte de los encuestados encontramos en técnicas de primeros auxilios y simulacros, un 45% de los encuestados reporta poseer linterna y un 16% equipo de primeros auxilios, en la distancia al punto seguro, más del 50 % de encuestados se encuentra entre 101 a 500 m del punto seguro y un 25% está entre 11 a 100 m. Este estudio nos permite ver la problemática de las poblaciones asentadas de manera irregular ya sea en quebradas u orillas de los ríos en distintas zonas del Ecuador, considerando esto es importante conocer el estado de preparación ante emergencias de las comunidades posterior a eso plantear un plan de emergencia identificando las rutas de evacuación y zonas seguras de esa manera preparar a la comunidad ante el posible desbordamiento de la represa. 30 Un proyecto enfocado en la “Vulnerabilidad física de las poblaciones expuestas ante el posible colapso del embalse Chiquiurco del cantón Ambato, provincia de Tungurahua” se enfoca en determinar las áreas más inundables y el nivel de vulnerabilidad física de la población en caso de darse el colapso de la represa por los procesos erosivos que afectan la tierra y al estar construido con materiales sueltos con rocas en escalón de grava y material impermeable compactado en el núcleo aguas arriba presentando así un riesgo mayor a deteriorarse y debilitar la estructura del embalse(Carrera Beltrán et al., 2024) Según el modelamiento las afectaciones por el evento del colapso del embalse de las parroquias San Fernando, Pasa y Pilahuín, se observa que las zonas inferiores de las parroquias San Fernando, Pasa y la zona superior de la parroquia Pilahuín sufrirán afectaciones por que se encuentran cercanas al cauce del río, además se observa que se debe por la topografía del lugar donde se puede observar que el cauce del río se encuentra a una altura de 2900 m.s.n.m., mientras que los centros poblados de las parroquias se encuentran a una altura promedio de 3000 m.s.n.m., teniendo una diferencia de 100 metros lo que no hace factible la inundación de las áreas más pobladas, sin embargo también existen sectores poblados en el cauce del río. El estudio nos proporciona información de la represa Chiquiurco que está ubicada en la misma zona geográfica de la represa Mulacorral y desembocan a la misma cuenca del río Ambato lo cual agrava la situación de la población en caso de producirse la rotura de los dos embalses. Además, esta investigación nos brinda información de las infraestructuras y las principales actividades a los cuales se dedican los habitantes de la zona, el cual nos ayudará para nuestra investigación que tiene como objetivo contabilizar cuantas familias y bienes materiales serán afectados. 31 2.3 Bases Teóricas 2.3.1 Desbordamiento Un desbordamiento de agua, también conocido como inundación, ocurre cuando un cuerpo de agua, como un río, lago o incluso un canal, supera su capacidad y se extiende sobre áreas que normalmente están secas. (Federal Emergency Management Agency (FEMA), 2025) Este fenómeno puede ser causado por fuertes lluvias, deshielo rápido, marejadas ciclónicas o la rotura de represas. Tras suscitarse un desbordamiento ya sea por una rotura de un embalse, represa o hidroeléctrica por sucesos climáticos, puede llegar a producir inundaciones de menor o mayor escala dependiendo la gravedad del evento. 2.3.2 Inundación Las inundaciones se producen cuando el agua excede los límites normales de un arroyo, río u otro cuerpo hídrico, o cuando se acumula en áreas que normalmente están secas. Existen dos tipos principales de inundaciones (Federación Internacional de Sociedades de la Cruz Roja y de la Media Luna Roja, 2024): ➢ Inundaciones lentas: Se desarrollan a lo largo de horas o días. ➢ Inundaciones repentinas: Ocurren de manera abrupta, a menudo sin aviso previo, generalmente como resultado de intensas lluvias. Aunque las inundaciones anuales son un fenómeno natural en diversas regiones del mundo, las prácticas relacionadas con el uso del suelo y la construcción han incrementado tanto la frecuencia como la magnitud de estos eventos. Además, se anticipa que el cambio climático provocará un aumento en la gravedad y la regularidad de las inundaciones en el futuro. Estos eventos pueden ser extremadamente peligrosos y causar daños significativos a personas, al medio ambiente y a bienes materiales dentro de las comunidades afectadas (Federación Internacional de Sociedades de la Cruz Roja y de la Media Luna Roja, 2024). 32 2.3.2.1 ¿Cuáles son las causas de las inundaciones? Las inundaciones se pueden causar por varios factores de estas las más comunes son: ➢ Lluvias intensas: Las precipitaciones fuertes constituyen una de las principales razones detrás de las inundaciones a nivel mundial. Cuando se producen grandes volúmenes de lluvia en un breve lapso de tiempo, los ríos, lagos y embalses pueden desbordarse, generando inundaciones. En ciertas ocasiones, la cantidad de lluvia puede sobrepasar la capacidad del suelo para absorberla, lo que provoca escorrentía superficial que inunda áreas adyacentes. Los períodos prolongados de lluvias en una región pueden incrementar la saturación del suelo, elevando aún más el riesgo de inundaciones. Comprender las causas y efectos asociados a las inundaciones por lluvias es fundamental para que las comunidades se preparen ante posibles desastres (EcoFlow, 2024). ➢ Deshielo: El deshielo representa otra causa natural de inundaciones. En regiones con climas fríos, la significativa acumulación de nieve durante el invierno se derrite en primavera, liberando grandes cantidades de agua hacia ríos y arroyos. Esta repentina afluencia puede abrumar los sistemas de drenaje, especialmente si coincide con períodos de lluvia. Las zonas cercanas a áreas montañosas son particularmente susceptibles a inundaciones por deshielo; por ejemplo, en la Ciudad de México, este fenómeno está frecuentemente relacionado con las causas subyacentes de sus inundaciones debido a su proximidad a terrenos elevados (EcoFlow, 2024). ➢ Urbanización: Con el crecimiento urbano, cada vez más espacios naturales son transformados en superficies impermeables como el concreto y el asfalto. Estas superficies dificultan la absorción del agua por parte del suelo, incrementando así la escorrentía superficial. Además, los inadecuados 33 sistemas de drenaje en áreas urbanas pueden agravar los efectos de lluvias intensas, resultando en inundaciones en calles y alcantarillas desbordadas. La problemática relacionada con las inundaciones es especialmente preocupante para niños en entornos urbanos debido a los riesgos inmediatos que estas situaciones generan y la escasez de lugares seguros durante tales eventos (EcoFlow, 2024). ➢ Deforestación: La deforestación desempeña un papel crucial en el aumento del riesgo de inundaciones. Los árboles y la vegetación funcionan como esponjas naturales al absorber agua y minimizar la escorrentía. Cuando se talan bosques para fines agrícolas o desarrollos urbanos, el terreno queda más expuesto a la erosión e inundaciones. Sin árboles que moderan el flujo del agua, esta puede acumularse rápidamente en áreas circundantes. Este fenómeno está estrechamente relacionado con las causas y consecuencias asociadas a las inundaciones: un incremento en la escorrentía contribuye a que las comunidades cercanas enfrenten inundaciones más severas (EcoFlow, 2024). 2.3.2.2 Efectos de las inundaciones El producto de las inundaciones puede tener consecuencias terribles en estos ámbitos: ➢ Económicas: Las inundaciones causan la pérdida significativa de bienes materiales, lo que se suma al costo de reconstrucción de las infraestructuras dañadas. Asimismo, pueden tener repercusiones a nivel global; por ejemplo, si un país sufre una gran reducción en la producción de un producto específico, esto puede llevar a una disminución en la oferta, incrementando los precios y obligando a otros países a cubrir esa demanda mediante exportaciones. Además, estas catástrofes pueden dejar a muchas personas sin hogar debido a la destrucción de sus viviendas (Javier Sánchez, 2024). 34 ➢ Medio ambientales: Las inundaciones ocasionan daños en tierras agrícolas y afectan tanto los cultivos como la producción alimentaria. También contribuyen a la propagación de contaminantes, perjudicando tanto a animales como a seres humanos (Javier Sánchez, 2024). ➢ Salud: Este fenómeno aumenta el riesgo de enfermedades transmitidas por vía fecal-oral y facilita la transmisión de patógenos como los que causan malaria, dengue, leptospirosis, fiebre amarilla selvática y cólera. Además, las personas pueden sufrir lesiones debido a caídas de árboles, líneas eléctricas caídas u otros desechos generados por las inundaciones (Javier Sánchez, 2024). Tanto los desbordamientos como las inundaciones suelen tener un evento desencadenante que en su mayoría son las lluvias fuertes o lluvias torrenciales, que junto con diferentes variables como el tipo de suelo, la vegetación, la topografía y la elevación del terreno, permite que se produzcan desbordamientos de agua e inundaciones. 2.3.3 Lluvia torrencial Una lluvia torrencial se define como un fenómeno meteorológico que implica una precipitación intensa y abundante en un período breve. Durante este evento, la cantidad de agua que desciende es considerablemente superior a la de una lluvia habitual, resultando en precipitaciones muy fuertes y continuas. Este fenómeno se presenta comúnmente con gotas grandes y pesadas que caen rápidamente de las nubes, generando un mayor impacto al alcanzar el suelo. (Germán Portillo, 2024). Este tipo de precipitación puede provocar efectos negativos significativos en el medio ambiente y las actividades humanas. La abundante cantidad de agua tiene el potencial de inundar calles, ríos y zonas bajas. Además, la visibilidad se reduce drásticamente debido a la intensidad del aguacero, complicando así la conducción y otras actividades al aire libre. Las lluvias torrenciales son un componente crucial dentro del estudio meteorológico; su 35 predicción puede variar en cuanto a intensidad y duración, pero generalmente se caracterizan por un flujo rápido y poderoso de agua desde el cielo hacia la Tierra (Germán Portillo, 2024). 2.3.3.1 Causas de una lluvia torrencial Este proceso se produce cuando el aire húmedo asciende, se enfría y alcanza su punto de saturación. La lluvia torrencial puede ser provocada por diversos factores. Las causas más relevantes son las siguientes ➢ Inestabilidad atmosférica: La inestabilidad se intensifica cuando una masa de aire cálido y húmedo se eleva y se encuentra con aire más frío en alturas superiores (Germán Portillo, 2024). ➢ Condensación y liberación de calor: Este proceso se produce cuando el aire húmedo asciende, se enfría y alcanza su punto de saturación. Durante la condensación, el calor latente se libera, calentando el aire circundante y provocando un ascenso acelerado. Esto fortalece la convección y contribuye a la creación de nubes tormentosas (Germán Portillo, 2024). ➢ Interacción de sistemas meteorológicos: La colisión de diferentes masas de aire, como una corriente cálida y húmeda con una masa fría, puede inducir un ascenso vertical que crea condiciones propicias para lluvias torrenciales (Germán Portillo, 2024). ➢ Topografía: Las precipitaciones intensas son más frecuentes en áreas montañosas debido a los efectos orográficos. El aire húmedo que asciende por las laderas tiende a enfriarse y condensarse, lo que resulta en fuertes lluvias en el lado elevado (Germán Portillo, 2024). ➢ Corrientes meteorológicos: La interacción entre corrientes frías y cálidas puede dar lugar a condiciones ideales para lluvias torrenciales. Esto es especialmente cierto cuando el aire cálido y húmedo es forzado a elevarse 36 sobre el aire frío; durante estos encuentros frontales suelen producirse lluvias intensas (Germán Portillo, 2024). ➢ Convergencia de vientos en niveles bajos: Cuando los vientos convergen cerca del suelo, el aire tiende a elevarse y enfriarse, lo que puede desencadenar lluvias intensas. Sin embargo, este fenómeno ocurre con menor frecuencia (Germán Portillo, 2024). 2.3.3.2 Consecuencias de una lluvia torrencial Dependiendo de la magnitud y duración de las lluvias intensas, se pueden presentar diversas repercusiones: ➢ Inundaciones: Una de las consecuencias más frecuentes asociadas a las lluvias torrenciales es la inundación. El gran afluente de agua que se precipita en un breve lapso puede llevar al desbordamiento de ríos y arroyos, así como inundar zonas bajas y calles en entornos urbanos. Esto puede resultar en daños considerables a propiedades, infraestructuras y vehículos. Aquí puedes informarte sobre las causas y efectos de las inundaciones (Germán Portillo, 2024). ➢ Deslizamientos de tierra: Las intensas lluvias pueden provocar la saturación del suelo, lo que incrementa el riesgo de deslizamientos y avalanchas de lodo en zonas montañosas o en terrenos inclinados. Estos fenómenos representan un peligro para las personas y ocasionan daños a la propiedad. En otro artículo, se profundiza sobre los deslizamientos de tierra: sus causas, consecuencias y medidas preventivas (Germán Portillo, 2024). ➢ Interrupción de servicios públicos: Las inundaciones generadas por lluvias torrenciales pueden interrumpir servicios públicos vitales, como la electricidad y el acceso a agua potable. Asimismo, afectan el funcionamiento de sistemas 37 de transporte incluyendo carreteras y puentes, lo que resulta en problemas de movilidad y limita el acceso a las áreas impactadas (Germán Portillo, 2024). ➢ Daños a la agricultura: Las lluvias intensas pueden perjudicar los cultivos al inundar terrenos y causar erosión del suelo. Esto afecta notablemente la producción agrícola y la seguridad alimentaria (Germán Portillo, 2024). ➢ Riesgo para la vida humana: Las inundaciones repentinas y los deslizamientos de tierra constituyen un serio riesgo para las personas (Germán Portillo, 2024). ➢ Impacto ambiental: Las lluvias torrenciales pueden ocasionar efectos adversos en el medio ambiente, siendo la erosión del suelo, contaminación de cuerpos de agua por arrastre de contaminantes y la destrucción de hábitats naturales. Infórmate sobre los distintos tipos de impactos ambientales aquí (Germán Portillo, 2024). ➢ Daños económicos: Los daños materiales y la interrupción de actividades económicas causados por las lluvias torrenciales pueden generar altos costos tanto para las comunidades como para los gobiernos locales (Germán Portillo, 2024). Entre los diferentes medios para identificar y evaluar los caudales o las posibles consecuencias del desbordamiento de un sistema hídrico son los modelamientos o modelos hidráulicos, ya que ofrecen un nivel de información más extenso y verídico, estos modelos permiten analizar y predecir el comportamiento del agua bajo distintas condiciones, incorporando datos como precipitaciones, características del terreno, cobertura vegetal, etc. 2.3.4 Modelos Hidráulico Un modelo hidráulico se define como una representación matemática de un río o de otra vía fluvial, diseñado para analizar el comportamiento hídrico del sistema. A través de estos modelos, es posible simular, investigar y anticipar la dinámica de la red de distribución 38 de agua, lo que facilita la realización de pruebas, la toma de decisiones y la implementación de soluciones (Cruz, 2022). Aunque un modelo hidráulico no representa completamente la realidad, proporciona una aproximación bastante precisa al funcionamiento del sistema. Esto resulta crucial para la toma de decisiones significativas en el ámbito de la construcción de infraestructuras hidráulicas. Además, estos modelos son aplicables para describir el flujo del agua en áreas propensas a inundaciones, así como en diversas estructuras hidráulicas como compuertas, alcantarillas, diques, puentes, embalses y vertederos, entre otros (Cruz, 2022). 2.3.4.1 Tipos de modelos hidráulicos Existen distintos tipos de modelos hidráulicos, entre estos los modelos unidimensionales, bidimensionales y los tridimensionales de los cuales destacan los dos primero que se presentan a continuación: ➢ Modelo hidráulico unidimensional: Este modelo se emplea para analizar el comportamiento de las redes de distribución de agua, especialmente en caudales que fluyen a través de canales regulares. Es particularmente adecuado para situaciones donde los caudales en llanuras de inundación son relativamente bajos. Para anticipar el rendimiento de un sistema hídrico en condiciones de inundaciones extremas, el modelo unidimensional proporciona resultados precisos para anchos de llanura que van desde estrechos hasta moderados (Cruz, 2022). ➢ Modelo hidráulico bidimensional: Por otro lado, el modelo hidráulico bidimensional resulta bastante práctico ya que asume una velocidad media constante en la dimensión vertical, lo que simplifica considerablemente la complejidad numérica del problema. Entre las ventajas del uso de este modelo se encuentra su capacidad para proporcionar datos más concretos al desarrollar el modelo hidráulico, minimizando así las suposiciones y reduciendo la 39 influencia de opiniones o juicios subjetivos por parte del usuario. Esto conduce a resultados que representan mejor la realidad y sus condiciones (Cruz, 2022). Para realizar los modelos hidráulicos existen diversos softwares que facilitan su modelación entre el IBER, HEC-RAS, Fluidit Storm, InfoWater Pro y etc. El más utilizado y amigable para su uso y de código abierto es el software IBER este presentado a continuación. 2.3.5 Software IBER IBER es un software de modelación numeraria utilizado para modelar en dos dimensiones el flujo superficial libre en aguas poco profundas, lo que facilita la realización de simulaciones en un régimen no permanente. Entre sus habilidades se incluyen la simulación de rotura de una represa, la hidrodinámica de los ríos, el traslado de sedimentos y las mareas en estuarios. Es una herramienta libre y gratuita desarrollada inicialmente mediante una colaboración entre el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX (España) y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), entre otros. Este software permite la obtención de la cota y velocidad del agua en ambas direcciones en el plano bidimensional tanto en el eje x y el eje y. Además, posibilita el trabajo con mallas tanto no estructuradas como estructuradas de volúmenes limitados. 2.3.5.1 Características Principales de IBER ➢ Modelo Bidimensional (2D): Resuelve las ecuaciones de aguas poco profundas (Saint Venant) promediadas en profundidad, lo que permite un análisis detallado del flujo en el cauce y la llanura de inundación. ➢ Regímenes de Flujo: Capaz de simular flujos subcríticos y supercríticos, incluyendo saltos hidráulicos no estacionarios. 40 ➢ Método Numérico: Utiliza un solucionador de volumen finito no estructurado (con mallas de elementos triangulares o cuadriláteros), que se adapta muy bien a geometrías irregulares de los cauces. 2.3.5.2 Módulos Incluidos ➢ Hidrodinámico: Simulación del flujo. ➢ Turbulencia: Modelos para el cálculo de turbulencias. ➢ Transporte de Sedimentos: Permite modelar procesos de erosión y sedimentación. ➢ Hábitat Fluvial: Módulo en desarrollo para la evaluación del hábitat y definición de caudales ecológicos. 2.3.5.3 Interfaz ➢ Cuenta con una interfaz potente y amigable que facilita las tres etapas del modelado: ➢ Preproceso: Entrada gráfica de datos y generación de la malla. ➢ Cálculo: La simulación en sí. ➢ Postproceso: Visualización y análisis de resultados (gráficos, animaciones, tablas, exportación a GIS). 2.3.6 Elementos expuestos Los elementos expuestos incluyen todo aquello que podría verse afectado por un evento específico, ya sea de índole natural, social, económica o de otro tipo. Estos abarcan desde recursos tangibles como edificios, ecosistemas, el entorno físico y bienes materiales, hasta elementos más intangibles como la dinámica social, las relaciones humanas, las estructuras económicas y la calidad de vida de las personas. Además, incluye la estabilidad emocional y psicológica de la comunidad, el acceso a servicios esenciales y el equilibrio ambiental necesario para garantizar la sostenibilidad a largo plazo. En conjunto, estos componentes forman un ecosistema interconectado que, al 41 verse alterado por un evento, requiere una respuesta que incluya tanto la mitigación de daños como la planificación de acciones que promuevan la recuperación y la rehabilitación estos se pueden clasificar en: 2.3.6.1 Elementos humanos ➢ Población: Todas las personas que viven, trabajan o transitan por zonas vulnerables se consideran parte de la población. Esto incluye comunidades urbanas y rurales con diversas características socioeconómicas. La densidad de población es un factor determinante, ya que las zonas densamente pobladas enfrentan mayores desafíos durante un evento peligroso debido a la limitada capacidad de evacuación y respuesta eficaz. Además, ciertos grupos demográficos, como niños, adultos mayores, personas con discapacidad y mujeres embarazadas, tienden a ser más vulnerables debido a limitaciones físicas y falta de acceso a recursos y necesidades especiales, lo que agrava los riesgos asociados. ➢ Salud pública: Debido a que facilitan la propagación de enfermedades infecciosas, los eventos peligrosos suelen tener un impacto significativo en la salud pública. También pueden causar lesiones y, en muchos casos, la muerte. Además, el colapso de los sistemas de saneamiento aumenta la exposición a residuos peligrosos, lo que agrava los riesgos para la salud. También, los servicios de salud pueden verse sobrecargados o dañados, lo que limitaría su capacidad de respuesta ante una emergencia. 2.3.6.2 Elementos físicos y estructurales ➢ Viviendas y edificios: Entre los elementos más expuestos a eventos peligrosos se encuentran las estructuras residenciales, comerciales e industriales. Su nivel de vulnerabilidad está determinado por factores como la ubicación (cercanía a las zonas de incidencia), el diseño arquitectónico y los materiales de 42 construcción utilizados. Las viviendas precarias, construidas sin los estándares adecuados, son especialmente propensas a sufrir daños graves o incluso derrumbarse, dejando a familias desplazadas. ➢ Infraestructura crítica: La infraestructura esencial, como carreteras, tuberías, torres de agua, hospitales y sistemas eléctricos, desempeñan un papel vital en el funcionamiento de una comunidad. Estos sistemas pueden fallar o volverse inaccesibles durante eventos peligrosos, lo que dificulta las labores de rescate y recuperación. Los cortes eléctricos prolongados, el bloqueo de las rutas de acceso y la escasez de agua potable aumentan el impacto del desastre y ponen en riesgo tanto las vidas humanas como las actividades económicas. 2.3.6.3 Elementos económicos ➢ Cultivos y ganado: Las zonas rurales que dependen de la agricultura y la ganadería sufren pérdidas económicas significativas durante cualquier período peligroso. En caso de inundación, el exceso de agua puede destruir cultivos, erosionar la superficie de las plantas y destruir los pastizales, poniendo en peligro la seguridad alimentaria de las comunidades. También corren el riesgo de morir o desarrollar enfermedades relacionadas con el agua, lo que agrava el impacto económico a largo plazo, especialmente para los pequeños agricultores y ganaderos. ➢ Comercio e industria: Debido a los daños a edificios, equipos e inventario, empresas de todos los tamaños pueden experimentar interrupciones operativas. Los eventos peligrosos pueden destruir negocios, interrumpir el suministro de energía y agua, o aislar físicamente instalaciones comerciales, lo que afectaría las cadenas de suministro y demanda. Estas interrupciones pueden tener un efecto dominó en las economías locales, regionales y nacionales, 43 especialmente en sectores donde la industria y el comercio son pilares esenciales. 2.3.6.4 Elementos ambientales ➢ Ecosistemas naturales: Los ecosistemas como humedales, ríos y bosques ribereños suelen sufrir alteraciones significativas durante y después de las inundaciones. Aunque en algunos casos las inundaciones pueden ser parte del ciclo natural de ciertos ecosistemas, eventos extremos pueden desequilibrar la flora y fauna, desplazando especies o destruyendo hábitats clave, la acumulación de sedimentos y escombros puede afectar el flujo natural de los ríos, causando cambios permanentes en su morfología. ➢ Suelos y calidad del agua: El impacto de las inundaciones en los suelos incluye procesos de erosión que reducen su fertilidad y estabilidad, además, los residuos químicos, pesticidas y desechos urbanos que se mezclan con las aguas de la inundación contaminan los suelos y las fuentes hídricas. Esta contaminación afecta tanto a los ecosistemas acuáticos como a las comunidades humanas que dependen de esas aguas para consumo, riego y otras actividades diarias. 2.3.6.5 Elementos culturales ➢ Patrimonio cultural y arqueológico: Los sitios históricos, religiosos y culturales ubicados en zonas propensas corren el riesgo de sufrir daños irreversibles. Dado que estos lugares suelen ser símbolos de identidad y memoria colectiva, la pérdida de estos elementos no solo representa un daño material, sino también un impacto emocional y cultural en las comunidades. Además, dependiendo de la magnitud de los daños, la recuperación y restauración de estos sitios puede ser costosa y, en ciertas situaciones, técnicamente imposible. 44 2.4 Marco Legal 2.4.1 Constitución del Ecuador Art, 389,- “El Estado protegerá a las personas, las colectividades y la naturaleza frente a los efectos negativos de los desastres de origen natural o antrópico mediante la prevención ante el riesgo, la mitigación de desastres, la recuperación y mejoramiento de las condiciones sociales, económicas y ambientales, con el objetivo de minimizar la condición de vulnerabilidad. El sistema nacional descentralizado de gestión de riesgo está compuesto por las unidades de gestión de riesgo de todas las instituciones públicas y privadas en los ámbitos local, regional y nacional, El Estado ejercerá la rectoría a través del organismo técnico establecido en la ley, Tendrá como funciones principales, entre otras: 1. Identificar los riesgos existentes y potenciales, internos y externos que afecten al territorio ecuatoriano. 2. Generar, democratizar el acceso y difundir información suficiente y oportuna para gestionar adecuadamente el riesgo. 3. Asegurar que todas las instituciones públicas y privadas incorporen obligatoriamente, y en forma transversal, la gestión de riesgo en su planificación y gestión. 4. Fortalecer en la ciudadanía y en las entidades públicas y privadas capacidades para identificar los riesgos inherentes a sus respectivos ámbitos de acción, informar sobre ellos, e incorporar acciones tendientes a reducirlos. 5. Articular las instituciones para que coordinen acciones a fin de prevenir y mitigar los riesgos, así como para enfrentar, recuperar y mejorar las condiciones anteriores a la ocurrencia de una emergencia o desastre. 6. Realizar y coordinar las acciones necesarias para reducir vulnerabilidades y prevenir, mitigar, atender y recuperar eventuales efectos negativos derivados de desastres o emergencias en el territorio nacional. 45 7. Garantizar financiamiento suficiente y oportuno para el funcionamiento del Sistema, y coordinar la cooperación internacional dirigida a la gestión del riesgo”. (G. De et al., 2018) Art, 390,- “Los riesgos se gestionarán bajo el principio de descentralización subsidiaria, que implicará la responsabilidad directa de las instituciones dentro de su ámbito geográfico, Cuando sus capacidades para la gestión del riesgo sean insuficientes, las instancias de mayor ámbito territorial y mayor capacidad técnica y financiera brindarán el apoyo necesario con respeto a su autoridad en el territorio y sin relevarlos de su responsabilidad”. (G. De et al., 2018) 2.4.2 Políticas y Ordenamiento Según la definición, infraestructura y clasificación de los recursos hídricos en el Art, 10,- Dominio hídrico público. a) Los ríos, lagos, lagunas, humedales, nevados, glaciares y caídas naturales, b) El agua subterránea. c) Los acuíferos a los efectos de protección y disposición de los recursos hídricos. d) Las fuentes de agua, entendiéndose por tales las nacientes de los ríos y de sus afluentes, manantial o naciente natural en el que brota a la superficie el agua subterránea o aquella que se recoge en su inicio de la escorrentía. e) Los álveos o cauces naturales de una corriente continua o discontinua que son los terrenos cubiertos por las aguas en las máximas crecidas ordinarias. f) Los lechos y subsuelos de los ríos, lagos, lagunas y embalses superficiales en cauces naturales. g) Las riberas que son las fajas naturales de los cauces situadas por encima del nivel de aguas bajas. h) La conformación geomorfológica de las cuencas hidrográficas, y de sus desembocaduras. 46 i) Los humedales marinos costeros y aguas costeras, j) Las aguas procedentes de la desalinización de agua de mar. (Hugo Del Pozo Barrezueta, 2014) 2.5 Glosario de Términos 1. Alerta: Se refiere a un estado de atención declarado con el objetivo de implementar precauciones específicas ante la probable ocurrencia inminente de un evento o situación peligrosa. La declaración de alerta debe ser clara, comprensible y accesible, lo que implica su difusión a través del mayor número posible de medios; además, debe ser emitida de manera inmediata y provenir de fuentes oficiales (Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia, 2020). 2. Amenaza: Es un proceso, fenómeno o actividad humana que tiene el potencial de causar muertes, lesiones u otros efectos adversos en la salud, así como daños a la propiedad, interrupciones sociales y económicas o perjuicios al medio ambiente (Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia, 2020). 3. Cambio climático: Cambio en el estado del clima medible (media o variabilidad) que persiste durante varias décadas o más, y puede ser natural o causado por acciones humanas, como emisiones atmosféricas o uso del suelo. 4. Calado: Profundidad de la columna de agua en un canal o conducto abierto, o a la distancia vertical desde la parte más baja del casco de una embarcación hasta la superficie del agua 5. Caudal: Se define como el volumen de agua que atraviesa una superficie en un período específico. El caudal se calcula utilizando la fórmula Q=V/t, donde Q representa el caudal, V es el volumen y t denota el tiempo. Generalmente, el volumen se mide en litros y el tiempo en segundos (Valdivielso, 2020). 47 6. Cuenca hidrográfica: Una cuenca hidrográfica se define como un territorio que está limitado por las crestas de montañas, colinas o elevaciones, que son denominadas divisorias de aguas (CIIFEN, 2023). 7. Evacuación: Es el proceso de trasladar temporalmente personas y bienes a lugares más seguros antes, durante o después de un evento peligroso para garantizar su protección (Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia, 2020). 8. Gestión del riesgo de desastres: Implica la implementación de políticas y estrategias destinadas a prevenir nuevos riesgos, mitigar los ya existentes y gestionar el riesgo residual. Esto contribuye al fortalecimiento de la resiliencia y a la disminución de pérdidas ocasionadas por desastres (Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia, 2020). 9. Infraestructuras vitales: Son un conjunto de estructuras físicas, instalaciones, redes y otros activos que ofrecen servicios esenciales para el funcionamiento social y económico de una comunidad o sociedad (Secretaría General de la Comunidad Andina, 2018). 10. Plan de emergencia: Consiste en la definición de funciones, responsabilidades y procedimientos generales para la reacción institucional y la alerta, junto con un inventario de recursos. También incluye la coordinación de actividades operativas y simulaciones para capacitación, con el objetivo de salvaguardar vidas, proteger bienes y restaurar rápidamente la normalidad en la sociedad tras la ocurrencia de un fenómeno peligroso. Este plan propone una organización normativa para las acciones, personas, servicios y recursos disponibles en respuesta al desastre, fundamentándose en una evaluación del riesgo, disponibilidad de recursos materiales y humanos, preparación comunitaria y capacidades locales e internacionales. Establece además una estructura jerárquica funcional para las autoridades involucradas en la atención del desastre, así como un sistema coordinado entre instituciones y recursos tanto 48 públicos como privados necesarios para alcanzar el objetivo establecido (Secretaría General de la Comunidad Andina, 2018). 11. Resiliencia: Es la combinación de fortalezas, atributos y recursos presentes en una comunidad, organización o sistema que pueden ser utilizados para gestionar riesgos de desastres y fortalecer su resistencia. 12. Riesgo de desastres: Se refiere a la probabilidad de pérdida de vidas o daños que puedan ocurrir en una comunidad durante un periodo determinado. Este riesgo está influenciado por factores como amenazas, vulnerabilidades y capacidades de respuesta (Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia, 2020). 13. Sistema de alerta temprana: Es un sistema integrado que combina vigilancia, previsión y predicción sobre amenazas; evaluación del riesgo asociado a desastres; así como actividades, sistemas y procesos comunicativos que permiten a individuos, comunidades, gobiernos, empresas y otros interesados tomar medidas preventivas para disminuir los riesgos antes del surgimiento de eventos peligrosos (Secretaría General de la Comunidad Andina, 2018). 14. Velocidad del flujo: Es una magnitud vectorial que indica cuán rápido se mueve un fluido (en metros por segundo) y en qué dirección lo hace (Ansys, 2024) 15. Vulnerabilidad: Son condiciones determinadas por factores físicos, sociales, económicos o ambientales que incrementan la susceptibilidad al impacto negativo derivado de amenazas sobre personas, comunidades o sistemas (Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencia, 2020). 49 3. CAPÍTULO 3. MARCO METODOLÓGICO 3.1 Tipo de la investigación El presente estudio es de tipo cuantitativo, que combina la recopilación y el análisis de datos. Este enfoque resulta fundamental para abordar de manera integral el modelamiento que se llevará a cabo mediante el uso del software IBER, así como para analizar la exposición de la población frente a los riesgos identificados. Los datos cuantitativos proporcionaron información precisa y medible acerca de las variables hidrodinámicas, como el caudal, la velocidad de flujo y las áreas susceptibles a inundaciones, generadas a partir de las simulaciones realizadas en el software IBER. Estas métricas serán claves para caracterizar el fenómeno y la evolución de su impacto potencial. De esta manera, se logró una comprensión más completa y detallada de la problemática, lo que permitió proponer estrategias más efectivas y adaptadas a la realidad de la zona de estudio. 3.2 Enfoque de la investigación La presente investigación tiene un enfoque descriptivo, el cual resulta ideal para abordar el análisis de la amenaza de desbordamiento y los elementos expuestos en la zona de incidencia de la represa Mulacorral, ya que nos permitió centrar el estudio en la identificación y descripción detallada de las características propias de la represa y las áreas potencialmente afectadas. Este enfoque busca detallar, más que explicar, las particularidades del fenómeno, proporcionando una base sólida para comprender el panorama actual. Con este enfoque, se pudo recopilar información relevante sobre la estructura de la represa, su estado de conservación, su antigüedad y otros factores técnicos que contribuyen a su vulnerabilidad. De igual manera, permite identificar los elementos expuestos en su zona de influencia, como viviendas, infraestructura vial, tuberías y plantas de tratamiento de agua, junto con las comunidades que podrían estar en riesgo. 50 3.3 Métodos de la investigación El presente estudio adoptó un razonamiento deductivo, ya que se partió de principios generales como lo son la hidráulica, la hidrología y la gestión de riesgos, estos aplicados en algo más específico como es el desbordamiento y futura rotura de la represa Mulacorral y la determinación de los elementos expuestos en su zona de incidencia. Esto a partir de una modelación en el campo de la ingeniería hidráulica, para obtener datos como lo son el nivel de amenaza y los daños que se ocasionarían a los elementos expuestos en la zona. De este modo, el proyecto no busca consolidar nuevas teorías, sino adaptar la ya existente al caso de estudio. De este modo, el razonamiento deductivo nos permitió estructurar la investigación desde un punto de vista más general hacia lo particular, pasando de principios teóricos a un análisis más cuantitativo en el territorio ya delimitado. Así, mediante datos como el volumen del embalse, el caudal pico, los calados, la velocidad del flujo, el tiempo de rotura y los elementos expuestos al evento, se establecieron escenarios para determinar la severidad de la amenaza. Este enfoque garantizo objetividad y precisión, ya que estos resultados parten de procedimientos técnicos-matemáticos que pueden ser replicados y de la misma forma alineados a estándares científicos y normativas de evaluación de riesgos. 3.4 Técnicas e instrumentos de recopilación de datos Para realizar el modelamiento hidrológico de la represa, se utilizó un Modelo Digital de Terreno (MDT) obtenido mediante tecnología de drones. Esta elección se debió al alto nivel de detalle y precisión que este método ofrece, lo cual es fundamental para representar con exactitud las características topográficas del área de estudio, este proceso se realizó junto con los técnicos del área de Ambiente del GDA de Ambato, lo cuales realizaron el vuelo y procesamiento de las fotografías aéreas y como resultado se nos proporcionó las ortofotos y el MDT del año 2025 con una resolución de 3m por pixel. 51 Este nos proporcionó datos esenciales sobre la altitud, inclinación y configuración geomorfológica del terreno que rodea la represa y sus alrededores. Lo que permitió identificar con precisión las áreas de captación, los posibles puntos de acumulación de agua, las rutas de escorrentía. Además, se complementó esta información con los datos oficiales sobre la cota de la represa, proporcionados por la Prefectura de Tungurahua; estos datos incluirán detalles técnicos como el nivel máximo de operación y la capacidad de almacenamiento. Para la determinación de los elementos expuestos, se empleó los datos obtenidos a partir del modelamiento hidrológico, los cuales incluyen el área de afectación y otros parámetros relevantes. Además, se utilizó información poblacional y urbanística tomada de manera manual por nosotros usando el software ArcGIS y las ortofotos proporcionadas. Esta información permitió identificar con mayor precisión las zonas vulnerables, la población expuesta, así como las características urbanísticas que podrían influir en la magnitud del impacto. Como punto de partida para la realización del plan de emergencia se utilizó una guía técnica española centrada en la elaboración de planes de emergencia para represas. Esta se estructura, en datos generales de la represa, organización de medios y recursos, normas de actuación en emergencias, equipo responsable y escenarios, esto lo adaptamos a la realidad del área de estudio, lo que nos permitió establecer protocolos de emergencia, sistemas de alerta temprana, rutas de evacuación, puntos seguros y atención post desastre. 3.5 Universo / población El proyecto fue dirigido a la totalidad de la población que se centra en la zona de incidencia del rio Ambato en la parte rural que aproximadamente son 1000 personas sin contar las personas flotantes. 52 3.6 Procesamiento de la información 3.6.1 Para el objetivo 1 “Elaborar un modelamiento del desbordamiento de la represa Mulacorral, utilizando datos relevantes y herramientas de simulación”, se utilizó el software IBER como herramienta principal para el modelado hidráulico del embalse Mulacorral. Este software permitió realizar simulaciones de flujo en ríos y embalses, lo que resulta crucial para evaluar las posibles zonas de afectación en caso de un desbordamiento. Además, se recopilaron datos topográficos e hidrológicos, los cuales fueron procesados y analizados para garantizar la precisión en la representación del comportamiento hidráulico del embalse. Uno de los factores claves y que sirve como punto de partida para la simulación fue el MDT de la cuenca aguas abajo de la represa, el cual se ingresó junto a diversos parámetros en el software IBER. Para la obtención de los parámetros necesarios para esta simulación, se utilizó diferentes ecuaciones que nos proporcionaron datos como el caudal pico, el tiempo de falla, el ancho y forma de la brecha, el volumen erosionado y el hidrograma de descarga con respecto al tiempo de la simulación, estos se detallan continuación: 3.6.1.1 Caudal pico Para este proceso se tomaron ecuaciones de diversos autores y se determinó la más coherente para la simulación teniendo en cuenta el volumen de la represa, estas se presentan a continuación, pero antes se deberá conocer el significado de cada variable. Donde: 𝑸: 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑽𝑾: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝒉𝒘: 𝐿𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑽𝑶𝑼𝑻: 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑙𝑖𝑏𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 53 McDonald and Langridge- Monopolis (1984) 𝑸 = 1,154(𝑉𝑊 ∗ ℎ𝑤)0,412 𝑸 = 3,85(𝑉𝑊 ∗ ℎ𝑤)0,411 𝑙𝑒𝑣𝑒𝑙𝑜𝑝𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 Evans (1986) 𝑸 = 0,72 ∗ 𝑉𝑊 0,53 Froehlich (1986): 𝑸 = 0,607 ∗ 𝑉𝑊 0,295 ∗ ℎ𝑤 1,24 Pierce et al, (2010) 𝑸 = 0,038(𝑉𝑂𝑈𝑇 0,475 ∗ ℎ𝑤 1,09 ) 3.6.1.2 Volumen removido Se determino el volumen removido que será necesario para determinar la forma de la brecha usando una ecuación de los autores que se presentan a continuación: McDonald & Langridge definieron el “factor de formación de la brecha” 𝐁𝐅𝐅 = 𝐕𝑶𝑼𝑻 · 𝐡𝒘(volumen de salida total por la brecha, incluyendo aporte durante el colapso, por 𝐕𝑶𝑼𝑻 , multiplicado por 𝐡𝒘), ajustaron la relación con el volumen de material erosionado como: ➢ Para represas de tierra (earthfill): ):𝑽𝒆𝒓 = 0,0216 (𝐕𝑶𝑼𝑻 ∗ 𝐡𝒘)0,769 ➢ Para represas no-terrestres (ej., rockfill o con núcleo muy resistente):𝑽𝒆𝒓 = 0,00348 (𝐕𝑶𝑼𝑻 ∗ 𝐡𝒘)0,852 La segunda siendo la que se utilizó para la modelación de la represa Mulacorral. 3.6.1.3 Ancho de la brecha (𝑩̅) Para determinar el tamaño de la brecha superior se utilizó la formula presentada y explicada a continuación: 54 En el trabajo original de McDonald–L-M no se da una fórmula explícita de 𝑩̅, ellos asumen geometría triangular o trapezoidal con pendientes laterales típicas 1H:2V .Por ejemplo, si se asume brecha triangular completa de altura 𝐻𝑑 la sección transversal es triangular y el volumen V𝑒𝑟 ≈ 0,5 · 𝐵̅ ∗ 𝐻𝑑, de donde una estimación aproximada sería 𝐵 ̅ ≈ 2 ∗ V𝑒𝑟/𝐻𝑑 , en todo caso, la fórmula concreta del ancho depende también del ancho de coronación del dique y las pendientes reales. En estudios posteriores, Von Thun y Gillette (1990) propusieron una ecuación empírica para el ancho medio de brecha basada en altura de agua y almacenamiento: 𝑩̅ = 2,5 ∗ h𝑤 + C𝑏 Donde h𝑤 es la profundidad de agua sobre el cimiento (m) y C𝑏 depende del volumen del embalse que se muestra en la Tabla 3: Tabla 3 Valores de Cb respecto al volumen del embalse Volumen del embalse, m3 𝐂𝒃, metros < 1,23*106 6,1 1,23*106 – 6,17*106 18,3 6,17*106 – 1,23*107 42,7 > 1,23*107 54,9 Nota. Fuente: McDonald and Langridge- Monopolis (1984) Esta expresión envolvente encuadra mejor los datos históricos completos que usar sólo el volumen erosionado, Von Thun & Gillette observaron además un tope práctico de ~150 m para 𝐵 ̅en grandes represas, por lo que recomiendan no excederlo. 3.6.1.4 Estimación ancho inferior de la brecha 𝑾𝒃 Para determinar la forma de la brecha producto de la rotura de la represa se necesita conocer el ancho inferior el cual se obtuvo mediante la siguiente formula: 𝑾𝒃 = 𝑉𝑒𝑟 − ℎ𝑏 2(𝐶 ∗ 𝑍𝑏 + ℎ𝑏 ∗ 𝑍𝑏 ∗ 𝑍3 3 ) ℎ𝑏(𝐶 + ℎ𝑏 ∗ 𝑍3 2 ) 55