Maestría en Ingeniería - Énfasis en Ingeniería Eléctrica
Estudio de riesgo por rayos en Colombia a partir de la correlación entre mortalidad, densidad de descargas a tierra y densidad poblacional
This research comprehensively exposes the application of remote sensing and geolocation for the tracking and evaluation of lightning flashes by using historical lightning incidence information provided by the Vaisala Inc® GLD360 lightning detection system. It also presents the methodology for calculating the ground flash density (GFD) through the geoprocessing of cloud-to-ground lightning data, both annual and multi-year, and the generation of maps indicating the distribution of GFD across Colombian territory. Subsequently, with the support of Geographic Information System (GIS) tools, the results of a methodology proposed in the United States to analyze the statistical correlation between GFD, population density (PD), and lightning mortality in the Colombian context are presented, at both municipal and provincial levels. For this purpose, GFD results are used in conjunction with PD information obtained from the most recent National Population and Housing Census (CNPV) and public records of lightning deaths made available by the National Administrative Department of Statistics (DANE). Finally, focusing on the estimation of lightning risk, the process of implementing the " Resilient Interventions - Municipal Disaster Risk Index Adjusted by Capacities" guide, developed by the National Planning Department (DNP), is detailed. For this, several criteria related to risk and capacity that the calculation possesses in each municipality for the municipal lightning risk index adjusted by capacities (lightning MRIC) are described. From this, a ranking is produced where the ten municipalities with the highest lightning MRIC are analyzed, and it is explained why in some of these territories there are no records of lightning deaths by DANE.
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Contenido
- 1. Introducciónp. 19
- Formulación del problemap. 20
- Justificaciónp. 22
- Objetivosp. 22
- Estructura del documentop. 23
- Trabajos publicadosp. 24
- 2. Geoprocesamiento de datos de DEATp. 25
- Aplicación de la teledetección de flashesp. 25
- Sistemas de alerta temprana de tormentas eléctricasp. 26
- Registro de ocurrencia de descargas eléctricas atmosféricasp. 26
- Datos de flashes suministrados por Vaisala Incp. 28
- Geoprocesamiento de la DDT periodo 2013-2020p. 30
- Agrupación de datosp. 31
- Conteo de flashes nube-tierrap. 32
- Cálculo de la DDTp. 36
- 3. Correlación estadística entre las variables de estudiop. 41
- La visualización geoespacial en Colombiap. 41
- Muertes por rayos y DPp. 42
- Análisis estadístico del riesgo a nivel municipalp. 49
- Análisis por provinciasp. 56
- Cálculo de la DDT por provinciasp. 57
- Muertes por rayos y DP por provinciasp. 60
- Análisis estadístico del RMR por provinciasp. 63
- 4. Índice municipal del riesgo por DEAT ajustado por capacidadesp. 70
- Componentes del IMRCp. 70
- Componente de riesgop. 71
- Componente de capacidadesp. 73
- Cálculo del IMRCp. 75
- Inclusión del IMRC en el riesgo por DEATp. 78
- Conclusionesp. 89
- Trabajos futurosp. 91
- Referencias…p. 92
- Anexo A: Cuadrícula para calcular la DDTp. 103
- Anexo B: Mapas de DDT por añop. 104
- Anexo C: Muertes por rayos por añop. 112
- Anexo D: Proyecciones y retroproyecciones de población por departamentosp. 113
- proyecciones de población 2008-2021p. 114
- Anexo F: Gráficas de DMR vs RMR (DDT x DP) a nivel municipal por subregionesp. 115
- Anexo G: Composición de las provinciasp. 119
- Anexo H: Descripción de los componentes de la MPMMp. 126
- Anexo I: Mapa de la MPMMp. 129
- Figura 2.1. Densidad de flashes global para el periodo 2016 – 2022p. 29
- – 2022p. 30
- Figura 2.3. Metodología para el geoprocesamiento de la DDT de la red GLD360p. 31
- febrero del año 2013 (escala 1:12500000)p. 33
- 1:5000000)p. 34
- 2013-2020p. 34
- 2013-2020 con la indicación de los municipios de la Tabla 2.2p. 35
- 2013-2020 con la indicación de los hotspots de la Tabla 2.1p. 37
- Figura 2.9. Mapa de DDT promedio por municipios para el periodo 2013-2020p. 39
- muertes por rayos en Colombia (749 muertes en total) periodo 2008-2021p. 44
- Figura 3.2. TMM vs DP en los municipios con mayor cantidad de muertesp. 49
- Figura 3.3. Diagrama de la metodología basada en (Roeder et al., 2015)p. 50
- Figura 3.4. Mapa de RMR a nivel municipal como el producto de la DDT y la DPp. 51
- (DDTxDP)p. 52
- Figura 3.6. DMR vs RMR (DDT x DP) a nivel municipalp. 53
- Figura 3.7. División de Colombia en subregiones para el análisis del RMRp. 54
- Figura 3.8. Mapa de DDT promedio por provincias para el periodo 2013-2020p. 59
- junto con las muertes por rayos (749) periodo 2008-2021p. 61
- Figura 3.10. TMM vs DP en las provincias con mayor cantidad de muertesp. 63
- Figura 3.11. Mapa de RMR a nivel provincial como el producto de la DDT y la DPp. 64
- (DDTxDP)p. 65
- Figura 3.13. DMR vs RMR (DDT x DP) a nivel provincialp. 66
- distribución de las muertes por rayos en Colombiap. 67
- Figura 4.1. Componentes del IMRCp. 71
- Figura 4.2. Dimensiones del Índice Municipal de Riesgo de Desastresp. 72
- Figura 4.3. Dimensiones y variables del Índice de Capacidadesp. 74
- Figura 4.4. Mapa del IMRC por fenómenos hidrometeorológicosp. 77
- Figura 4.5. Metodología para el cálculo del IMRC-DEAT basada en la guía del DNPp. 79
- 4.2p. 80
- DDTp. 33
- Figura B.1. Mapa de DDT por municipios año 2013p. 104
- Figura B.2. Mapa de DDT por municipios año 2014p. 105
- Figura B.3. Mapa de DDT por municipios año 2015p. 106
- Figura B.4. Mapa de DDT por municipios año 2016p. 107
- Figura B.5. Mapa de DDT por municipios año 2017p. 108
- Figura B.6. Mapa de DDT por municipios año 2018p. 109
- Figura B.7. Mapa de DDT por municipios año 2019p. 110
- Figura B.8. Mapa de DDT por municipios año 2020p. 111
- Figura E.1. Mapa de DP (Ecuación 3.2) por municipiosp. 114
- Figura F.1. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Caribe Nortep. 115
- Figura F.2. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Caribe Surp. 115
- Figura F.3. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Andina Nortep. 116
- Figura F.4. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Andina Surp. 116
- Figura F.5. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Pacíficop. 117
- Figura F.6. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Orinoquíap. 117
- Figura F.7. DMR vs RMR (DDT x DP) para la subregión Amazonasp. 118
- Figura I.1. Mapa de la MPMMp. 129
- Tabla 2.1. Ubicación y DDT de los mayores hotspots registrados en Colombiap. 33
- Tabla 3.3. Tasas de mortalidad por rayos por departamentop. 46
- Tabla 3.4. Municipios con más de 4 muertes por rayos periodo 2008-2021p. 48
- 2013-2020p. 58
- hidrometeorológicosp. 76
- Tabla 4.2. Ranking del top 10 de los municipios con mayor IMRC-DEATp. 82
- Tabla 4.2p. 83
- Tabla B.1. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2013p. 104
- Tabla B.2. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2014p. 105
- Tabla B.3. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2015p. 106
- Tabla B.4. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2016p. 107
- Tabla B.5. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2017p. 108
- Tabla B.6. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2018p. 109
- Tabla B.7. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2019p. 110
- Tabla B.8. Municipios con mayor densidad de descargas a tierra año 2020p. 111
- Tabla C.1. Muertes por rayos por año por departamentop. 112
- CNPV 2018p. 113
- Tabla G.1. Provincias de Colombia y municipios que las integranp. 119
- construcción de la MPMMp. 126