Columnas

Modelos de evacuación, ¿cómo integrar todas las aristas posibles?

Autor principal

Sebastián Castro

Investigadores

Alan Poulos Campbell

Linea de investigación

Alrededor del mundo, las comunidades están expuestas a diferentes amenazas naturales: terremotos, tsunamis, huracanes, erupciones volcánicas o inundaciones, y pese a que la mayoría de estos eventos no pueden ser prevenidos o pronosticados, una rápida respuesta es fundamental para minimizar el impacto que los desastres tienen sobre la población.

Se ha verificado que una buena planificación en los planes de evacuación de ciudades es fundamental para reducir tanto el tiempo total de evacuación como el número total de afectados, ya sea heridos o muertos. Sin embargo, los planes de evacuación dependerán directamente del tipo de amenaza que se enfrente: mientras que un huracán es detectado varios días antes que golpee una ciudad y se puede instruir a la gente de las vías y programar las horas recomendadas para un proceso más expedito, un tsunami puede arribar unas pocas horas o incluso minutos después de un terremoto, lo cual requiere un conocimiento previo de la comunidad.

En el marco de las evacuaciones inmediatas, es decir por eventos como terremotos o tsunamis, se han realizado diversos estudios para estimar el tiempo de llegada de la gente a las zonas seguras. La mayoría de estos trabajos, conocidos como modelos de menor costo-distancia (LCD, por su nombre en inglés), tienen un fundamento en la geografía de las áreas a estudiar, como las pendientes de las calles, el tipo de superficie, o la velocidad promedio de los distintos grupos etarios que componen la ciudad. Estos modelos han sido de gran utilidad pues permiten de manera relativamente rápida detectar falencias en planes de evacuación y sugerir sus modificaciones. Sin embargo, un comentario que suele surgir es la falta de un análisis más detallado que permita capturar el comportamiento de las personas durante la emergencia.

Para llenar este vacío, CIGIDEN ha trabajado en el desarrollo de un modelo de evacuación basado en agentes (ABM). De manera sencilla, un modelo de agentes está compuesto por distintas entidades que toman decisiones considerando una serie de reglas previamente definidas. Luego las propiedades dinámicas del sistema completo emergen a partir de estas reglas individuales y se evalúan utilizando simulaciones computacionales. Esto permite que, además de las reglas físicas que deben ser respetadas (como el efecto de la pendiente en la velocidad de caminata), se puedan considerar comportamientos más realistas como distintos tiempos de inicio de evacuación, la detención de movimiento si el movimiento sísmico supera cierto umbral, o la elección de distintas rutas considerando el conocimiento que tiene cada individuo.

El modelo en que se ha estado trabajando se aplicó primero en edificios, donde fue validado a través de simulacros tanto en un colegio ubicado en Iquique y como en un edificio de oficinas en Santiago. Los resultados obtenidos muestran que el modelo desarrollado es una herramienta efectiva para estimar los tiempos de salida en edificios, además de detectar puntos de congestión que pueden ser corregidos. Posteriormente el modelo se aplicó a edificios considerando el daño generado en tiempo real debido a un terremoto, estimando el tiempo total de salida y el número de heridos que puede haber en la estructura. Y actualmente, el modelo se está utilizando para estudiar el proceso de evacuación de ciudades completas frente a tsunamis, considerando una distribución de la población basada en datos tanto del censo como estudios de viajes generados en las ciudades, interacción vehículo-peatón y el daño en las vías debido al terremoto.

Los modelos basados en agentes generan grandes oportunidades de trabajo interdisciplinario, como por ejemplo la directa integración que se puede hacer entre los conocimientos de la ingeniería y las ciencias sociales para estudiar procesos de evacuación. Por otro lado, estos modelos nos pueden permitir cuantificar la efectividad de distintas estrategias de evacuación, con el objetivo de mejorar la resiliencia de las comunidades a desastres naturales.