La herramienta desarrollada por la Universidad de Pekín simula los desplazamientos de la población y detecta déficits de refugios que podrían afectar a 16,76 millones de personas
Redactor: Luis Ortega
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo dirigido por la Universidad de Pekín desarrolló un modelo que incorpora los movimientos de la población durante inundaciones extremas para mejorar la ubicación de refugios y la distribución de recursos de emergencia en las grandes ciudades de China.
La investigación mostró que los planes basados únicamente en censos estáticos y centros de evacuación fijos pueden subestimar las necesidades reales, porque las personas modifican sus desplazamientos según la profundidad del agua, la disponibilidad de refugios y las condiciones del entorno.
El método, denominado PKU-FIM, fue aplicado a 21 ciudades chinas con más de cinco millones de habitantes. Bajo un escenario de inundación con un periodo de retorno de cien años, aproximadamente el 43% de las urbes analizadas presentó desajustes importantes entre la demanda de evacuación y la capacidad disponible.
En algunas ciudades, las áreas con déficit de refugios superaron los 2.000 kilómetros cuadrados y podrían involucrar a un máximo de 16,76 millones de residentes, según los resultados publicados en la revista Nature Sustainability.
La planificación tradicional no refleja dónde está la población
Los sistemas convencionales suelen calcular las necesidades de emergencia a partir del lugar de residencia habitual de la población, la densidad registrada en los censos y la ubicación permanente de instalaciones públicas.
Sin embargo, durante una inundación las personas pueden encontrarse en sus trabajos, escuelas, centros comerciales, estaciones o carreteras. También pueden modificar sus rutas para evitar calles anegadas o dirigirse hacia refugios distintos de los asignados inicialmente.
Esta movilidad cambia la distribución de la demanda a medida que avanza el desastre. Un centro preparado para atender a un barrio residencial podría quedar lejos de quienes se desplazan durante el día, mientras que otra instalación puede recibir más personas de las previstas.
Los investigadores sostienen que ignorar estos movimientos crea diferencias entre la capacidad teórica del sistema y las necesidades que aparecen sobre el terreno. La situación puede ser especialmente grave cuando las inundaciones interrumpen carreteras, transporte público y accesos a instalaciones consideradas seguras.
El modelo reproduce decisiones individuales durante la emergencia
PKU-FIM es un modelo basado en agentes que representa a la población mediante unidades capaces de percibir el peligro, tomar decisiones y modificar sus desplazamientos.
La simulación utiliza un esquema de percepción, decisión y acción. Cada agente responde a variables como la exposición a la inundación, las condiciones cercanas, la ubicación de los refugios y las alternativas disponibles para desplazarse.
El sistema combina datos públicos sobre población, edificios e hidrología y reproduce la distribución dinámica de los habitantes con una resolución espacial de un kilómetro.
Este enfoque permite observar no solo dónde vive la población, sino cómo puede redistribuirse durante las distintas etapas de una emergencia. Los resultados pueden utilizarse para localizar zonas donde la demanda de evacuación superaría la capacidad instalada.
La aplicación de modelos y sistemas digitales forma parte de una tendencia más amplia hacia una planificación urbana y climática apoyada en herramientas de inteligencia artificial, capaces de integrar riesgos ambientales y condiciones cambiantes del territorio.
Dos inundaciones reales sirvieron para validar la simulación
El equipo comprobó el funcionamiento del modelo con información procedente de dos desastres urbanos registrados en China: la inundación extrema del 20 de julio de 2021 en Zhengzhou y las inundaciones asociadas con el tifón Mangkhut en Shenzhen durante 2018.
Para verificar si las simulaciones reflejaban el comportamiento real, los investigadores compararon sus resultados con 1.560 millones de registros anonimizados de señalización de teléfonos móviles.
Los datos de Zhengzhou incluyeron 1.320 millones de registros geoespaciales correspondientes a aproximadamente 4,35 millones de viajeros. En Shenzhen se analizaron otros 240 millones de registros relacionados con alrededor de 4,34 millones de personas.
La comparación mostró que PKU-FIM logró reproducir los principales patrones de movilidad observados durante los episodios de inundación, incluidos los cambios en los orígenes y destinos de los desplazamientos.
Los registros fueron tratados de forma anonimizada y utilizados bajo condiciones de protección de datos. El modelo no se concentra en un medio de transporte específico, sino en el movimiento general de las personas dentro de las áreas urbanas.
Nueve de las 21 ciudades presentaron grandes déficits
Después de la validación, los investigadores utilizaron el modelo para evaluar la relación entre la demanda de evacuación y la capacidad de refugios oficiales y edificios públicos que podrían adaptarse temporalmente durante una emergencia.
Los resultados indicaron que cerca del 43% de las ciudades estudiadas, equivalente a nueve de las 21 urbes, afrontaría desajustes espaciales significativos durante una inundación extrema.
El problema no significa necesariamente que una ciudad carezca de instalaciones en términos absolutos. En muchos casos, los refugios existen, pero se encuentran lejos de los sectores donde se concentra la población expuesta o quedan separados por rutas que podrían resultar bloqueadas.
Esta diferencia espacial es crítica durante inundaciones repentinas, cuando el tiempo disponible para desplazarse puede ser limitado. La planificación debe considerar tanto la capacidad total como la accesibilidad efectiva de cada refugio.
Experiencias recientes han mostrado que las fallas en la comunicación y en los protocolos de emergencia pueden agravar las pérdidas. Las inundaciones mortales registradas en México reabrieron el debate sobre las alertas y la preparación ante lluvias extremas.
El cambio climático puede multiplicar las áreas inundadas
El estudio también evaluó la posible evolución del riesgo hasta 2050 bajo el escenario climático SSP5-8.5, caracterizado por emisiones elevadas de gases de efecto invernadero.
Las proyecciones indican que las superficies potencialmente inundadas en las ciudades estudiadas podrían multiplicarse por más de cinco debido a los cambios en las precipitaciones y en la exposición urbana.
Aunque el descenso demográfico previsto en China podría reducir parcialmente la demanda total de evacuación, la expansión de las áreas afectadas mantendría una presión considerable sobre los refugios.
Según el modelo, aproximadamente 11,75 millones de personas podrían continuar expuestas a riesgos relacionados con la evacuación en 2050 si la infraestructura y la planificación no se adaptan a las nuevas condiciones.
Estas cifras corresponden a una proyección bajo un escenario específico y no representan una predicción inevitable. Su finalidad es examinar cómo podrían cambiar las necesidades si coinciden una elevada exposición climática y una capacidad de refugio insuficiente.
La intensificación del ciclo hidrológico ya se considera una amenaza para las áreas urbanas. Una atmósfera más cálida puede contener más vapor de agua y favorecer tormentas e inundaciones con mayores volúmenes de precipitación en determinadas regiones.
Adaptar edificios existentes reduciría los costos
El equipo evaluó distintas estrategias para ampliar la capacidad de atención sin construir una red completamente nueva de refugios.
La alternativa con mejores resultados consistió en adaptar instalaciones ubicadas en el 30% de las zonas con los mayores déficits entre demanda y oferta. Estos edificios podrían incluir infraestructuras públicas preparadas para cumplir una doble función durante las emergencias.
La estrategia alcanzó una relación beneficio-costo superior a 28. Esto significa que los beneficios estimados por reducción de mortalidad, continuidad económica, ventajas sociales y ahorro de emisiones superaron ampliamente la inversión requerida.
El costo promedio calculado fue de 1,39 dólares por persona. Dependiendo de la ciudad, los ahorros potenciales derivados de la reducción de daños y pérdidas se situaron entre 200 millones y 3.050 millones de dólares.
Los autores advierten que no basta con aumentar indiscriminadamente el número de refugios. La inversión obtiene mejores resultados cuando se concentra en los sectores donde el modelo detecta una combinación de población expuesta, dificultad de acceso y capacidad insuficiente.
Los refugios deben planificarse junto con las rutas
Una instalación puede disponer de espacio suficiente y aun así resultar poco útil si las calles que conducen hacia ella quedan inundadas o congestionadas.
Por esta razón, la ubicación de los refugios debe coordinarse con las rutas de evacuación, el transporte de emergencia, los puentes, el drenaje y la evolución prevista del agua en distintos momentos del desastre.
El modelo permite analizar cómo las personas pueden cambiar de dirección al percibir un peligro, encontrar una vía cerrada o descubrir que un centro de acogida está saturado.
Esta información ayuda a identificar alternativas antes de la emergencia y a preparar edificios secundarios capaces de absorber la demanda cuando una ruta o instalación principal deja de estar disponible.
Las medidas de resiliencia urbana requieren además considerar las condiciones sociales de cada barrio. Un análisis sobre cómo fortalecer la resiliencia climática de las ciudades destaca la necesidad de adaptar las respuestas a la demografía, la vulnerabilidad y las características específicas de cada territorio.
La movilidad modifica la exposición al peligro
Durante una inundación, la exposición de una persona no depende únicamente de la profundidad del agua cerca de su vivienda. También intervienen el lugar donde se encuentra, la ruta que utiliza, la hora del día y la capacidad de recibir y comprender una alerta.
Los desplazamientos cotidianos pueden trasladar a miles de residentes desde barrios relativamente seguros hacia zonas industriales, comerciales o de transporte con mayor susceptibilidad.
La movilidad también puede amplificar el riesgo cuando numerosas personas intentan abandonar simultáneamente un área y se concentran en corredores limitados. Las aglomeraciones pueden dificultar la llegada de ambulancias y equipos de rescate.
Por el contrario, un conocimiento más preciso de estos patrones permite escalonar evacuaciones, habilitar refugios temporales y dirigir recursos hacia los lugares donde se espera la mayor demanda en cada momento.
Las ciudades necesitan información actualizada durante el desastre
El modelo proporciona una herramienta para la planificación previa, pero los sistemas de respuesta también requieren datos en tiempo casi real cuando comienza una emergencia.
Los niveles de agua, las precipitaciones, el tránsito, el funcionamiento de los refugios y los cortes de carreteras pueden cambiar rápidamente. La combinación de estas observaciones con modelos de movilidad permitiría actualizar las recomendaciones a medida que evoluciona la inundación.
Los datos de telefonía móvil utilizados en la validación demostraron el valor de conocer los desplazamientos reales, aunque su aplicación operativa exige garantías estrictas de anonimización, seguridad y protección de la privacidad.
Otras fuentes, como sensores hidrológicos, cámaras de tránsito, información del transporte público y reportes de los servicios de emergencia, podrían complementar las simulaciones sin identificar individualmente a los residentes.
La infraestructura urbana influye en la gravedad de las inundaciones
La capacidad de respuesta debe coordinarse con medidas destinadas a reducir la acumulación de agua. Las superficies impermeables, los drenajes insuficientes y la ocupación de áreas inundables aumentan la velocidad con que una tormenta puede alterar el funcionamiento de una ciudad.
Las soluciones incluyen ampliar y mantener las redes de drenaje, recuperar humedales, construir áreas de retención, proteger llanuras aluviales e incorporar suelos permeables y vegetación.
Estas actuaciones no eliminan todos los eventos extremos, pero pueden reducir la profundidad y duración de las inundaciones y proporcionar más tiempo para evacuar.
Algunas estrategias proponen incluso devolver espacio a los ríos y restaurar sus llanuras de inundación como alternativa o complemento de diques y barreras rígidas.
El método puede adaptarse a otras grandes ciudades
Aunque la investigación se centró en China, el planteamiento podría utilizarse en otras urbes que dispongan de información sobre población, edificios, refugios, movilidad y peligro de inundación.
La metodología permite comparar diferentes escenarios, identificar zonas con déficit de recursos y valorar el resultado potencial de adaptar instalaciones existentes.
Sin embargo, cada aplicación requiere datos locales y una validación específica. Los patrones de movilidad, el acceso al transporte, el diseño urbano y la respuesta de la población varían entre ciudades y países.
El modelo tampoco reemplaza los planes comunitarios, las alertas tempranas ni el conocimiento de los servicios locales. Su función es aportar una representación más dinámica del riesgo y apoyar decisiones sobre dónde invertir.
Los autores consideran que integrar el comportamiento humano en la gestión de las inundaciones puede evitar asignaciones ineficientes y reducir riesgos prevenibles. La principal contribución consiste en pasar de una planificación basada en poblaciones inmóviles a otra que reconoce cómo las personas reaccionan y se desplazan durante un desastre.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Nature Sustainability
Universidad de Pekín
