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Herramientas y comparativas · 2026-10-27 · 8 min
Lluvia crítica para deslizamientos a partir de un DEM y un KMZ, en el navegador
¿Cuánta lluvia hace falta para que falle la ladera que hay sobre un colegio? A partir de un modelo del terreno y un KMZ del ámbito, el navegador calcula la escorrentía, la probabilidad de deslizamientos superficiales y el recorrido probable de un flujo de detritos según avanza la tormenta, y da a cada vivienda, institución educativa, establecimiento de salud y vía su lluvia crítica.
Maqueta 3D de la quebrada Quirio en Chosica (Perú), recortada del relieve con paredes de tierra: laderas coloreadas de verde a rojo oscuro según la probabilidad de deslizamiento, agua en azul por las quebradas y etiquetas de las viviendas, instituciones educativas, la posta y la vía expuestas
Donde la lluvia cae sobre laderas empinadas y desnudas encima de un pueblo, el peligro no es solo el agua. El propio terreno cede, y lo que empieza como un pequeño deslizamiento en la ladera puede bajar por una quebrada como flujo de detritos y llegar a las casas de su desembocadura. Explicárselo a quienes viven allí, y a quien decide cuándo avisarles, es difícil con un mapa estático.
Esta herramienta lo muestra mientras ocurre. Le das el ámbito como KMZ, toma el terreno del mapa y hace avanzar una tormenta paso a paso: cuánta lluvia escurre, qué laderas se vuelven inestables a medida que el suelo absorbe el resto, por dónde viajaría un flujo de detritos desde ellas y con qué lluvia acumulada queda alcanzada por primera vez cada vivienda, institución educativa, establecimiento de salud y vía.
Lo esencial
- Escorrentía por el número de curva SCS, rotura de laderas por el talud infinito con Monte Carlo, flujo de detritos por un ángulo de alcance: métodos estándar y documentados.
- Cada elemento expuesto del KMZ recibe una lluvia crítica y su causa: deslizamiento, flujo de detritos o escorrentía. Se exporta en CSV y GeoJSON.
- Las laderas que fallan incluso sin lluvia se muestran aparte: ningún umbral de lluvia las describe.
- Funciona en el navegador en pocos segundos y no necesita ningún modelo IFC. Es referencial: no sustituye a una evaluación de riesgos oficial.
Quebrada Quirio, Chosica, al final de una tormenta de 40 mm. El relieve es real; las marcas son inventadas para el ejemplo.
Qué necesita
- El ámbito como KMZ o KML: un polígono con su límite (llamado «ámbito», «límite», «cuenca»… o simplemente el mayor) y marcas para lo expuesto. Lee puntos, líneas y polígonos, en carpetas o sueltos.
- El terreno, del relieve del mapa o de un DEM que importes (GeoTIFF o rejilla ASCII). Si no hay ningún modelo IFC cargado, el propio KMZ sitúa la escena y el mapa se abre en el ámbito.
- La tormenta, de los preajustes del panel de inundación o dibujada a mano como hietograma.
- El suelo: grupo hidrológico, humedad previa, cohesión, ángulo de fricción, espesor y peso unitario, con valores por defecto editables para suelos residuales en laderas empinadas.
Los elementos expuestos se reconocen por su carpeta, nombre, descripción o datos: «vivienda», «I.E.», «colegio», «posta», «centro de salud», «carretera», «trocha» y sus equivalentes en otros idiomas. Una línea sin nombre se toma como vía. Sin KMZ, las instituciones educativas, los centros de salud, las viviendas y las calles con nombre salen de OpenStreetMap.
Cómo calcula cada paso
| Paso | Método | Qué da |
|---|
| Escorrentía | Número de curva SCS (TR-55), CN según la cobertura de OpenStreetMap y el grupo de suelo | Cuánta de la lluvia caída hasta ahora escurre y cuánta se infiltra |
| Humedad | Agua infiltrada sobre la porosidad drenable del suelo, más en las vaguadas que recogen agua de ladera arriba | La fracción saturada de la capa de suelo, celda a celda |
| Rotura de laderas | Factor de seguridad del talud infinito, 200 muestras Monte Carlo de c′, φ′, γ y espesor del suelo | La probabilidad de que la ladera falle, P(FS < 1) |
| Flujo de detritos | Máxima pendiente desde las roturas probables, detenido por un ángulo de alcance (12° por defecto) | Por dónde van los flujos y dónde se detienen |
| Lluvia crítica | El primer paso en que las celdas de un elemento fallan, las cruza un flujo o superan una lámina de escorrentía | Un umbral de lluvia por elemento, con su causa |
El número de curva da la lámina de escorrentía para la lluvia acumulada hasta ese momento[tr55]. Lo que no escurre entra en el suelo y eleva su nivel freático, más deprisa en las vaguadas que drenan una gran superficie por encima. El modelo de talud infinito compara entonces la resistencia del suelo con su peso sobre la pendiente, con el agua reduciendo la fricción[hammond]. Las propiedades del suelo nunca se conocen con exactitud, así que cada una se sortea 200 veces en torno a su valor y la proporción de sorteos en que la ladera falla es su probabilidad.
Los flujos de detritos nacen donde la lluvia hizo fallar la ladera y siguen el camino de máxima pendiente. Se detienen donde la línea desde su origen hasta su frente se vuelve más tendida que el ángulo de alcance: la relación empírica entre desnivel y distancia que alcanzan los flujos de detritos[corominas].
La tormenta, paso a paso
La línea de tiempo reproduce la tormenta paso a paso. En los primeros milímetros solo destacan unas pocas manchas; al final de la tormenta las caras empinadas sobre la quebrada están en naranja y rojo, y los recorridos de los flujos de detritos bajan desde ellas hasta el fondo del valle. Las etiquetas de los elementos expuestos se ponen en rojo en el paso que los alcanza.
Primer paso de la tormenta. Morado: terreno que falla incluso sin lluvia.
Tras 250 mm acumulados. Las etiquetas se ponen en rojo cuando la lluvia alcanza su valor crítico.
Otras dos capas muestran las partes de la cadena. Escorrentía colorea el terreno según lo que ha escurrido hasta ahora y deja ver la red de drenaje. Detritos muestra por dónde viajan los flujos de las roturas probables (marrón claro) y dónde se detienen (marrón oscuro).
Escorrentía con unos 120 mm acumulados: destaca la red de drenaje.
Recorridos y depósitos de detritos tras toda la lluvia probada.
Laderas que fallan sin lluvia
En el ejemplo, con el suelo por defecto, 13,6 ha fallan antes de que caiga una gota: caras demasiado empinadas para un suelo de esa resistencia, normalmente roca o escarpes en la realidad. El modelo no puede darles una lluvia crítica, porque no hace falta ninguna lluvia, y contarlas daría a cada elemento bajo un escarpe un umbral de casi cero. Se muestran en morado, no fijan umbral ni generan flujos de detritos, y un elemento situado sobre ellas queda señalado. Es la clase «incondicionalmente inestable» de SHALSTAB[shalstab]. Donde importen, los parámetros del suelo deben salir del trabajo de campo.
La tabla de lluvia crítica
La tabla lista todos los elementos expuestos, del más expuesto al menos: la lluvia con la que se alcanzan y por qué. En el ejemplo, con los parámetros por defecto:
| Elemento | Lluvia crítica | Causa |
|---|
| Carretera Central (tramo) | 1 mm | Flujo de detritos |
| I.E. Inicial 520 | 7 mm | Deslizamiento |
| I.E. N° 1201 | 70 mm | Deslizamiento |
| Puesto de salud Quirio | 90 mm | Escorrentía |
| Viviendas (tres grupos) | 140 mm | Escorrentía |
Una vía alcanzada con 1 mm no es un pronóstico de que un milímetro vaya a cortarla: dice que las celdas que cruza están bajo laderas al límite del equilibrio en este modelo, la clase más susceptible. Ese es el valor de la tabla: un orden de qué vigilar primero. Calibrados con eventos pasados y suelos locales, valores como estos son la base de los umbrales de alerta temprana. La tabla se exporta en CSV y en GeoJSON, que se abre en QGIS o Google Earth.
Lo que no hace
- No pronostica la lluvia ni dice cuándo fallará una ladera. Dice cuánta lluvia aguanta cada lugar con los parámetros dados.
- Usa un único suelo para toda la zona, con incertidumbre, no un mapa geológico. Afloramientos rocosos, coluviones y rellenos le parecen iguales.
- La infiltración y el agua subterránea están simplificadas: sin flujo lateral en el tiempo ni drenaje entre tormentas.
- El relieve global (unos 30 m) suaviza las quebradas pequeñas y las caras empinadas. Un DEM local da mejores pendientes.
- No sustituye a una evaluación de riesgos oficial, al estudio de campo ni a la calibración propia de un sistema de alerta temprana.
Referencias
- Urban Hydrology for Small Watersheds (Technical Release 55) — USDA Natural Resources Conservation Service. El método del número de curva y sus tablas de CN por cobertura del suelo y grupo hidrológico.
- Level I Stability Analysis (LISA) Documentation for Version 2.0 — Hammond, Hall, Miller & Swetik, USDA Forest Service. El factor de seguridad del talud infinito con parámetros del suelo inciertos, evaluado por Monte Carlo.
- A physically based model for the topographic control on shallow landsliding — Montgomery & Dietrich, Water Resources Research 30(4). Lluvia crítica a partir de la topografía y el talud infinito; la clase «incondicionalmente inestable».
- The angle of reach as a mobility index for small and large landslides — Corominas, Canadian Geotechnical Journal 33(2). Ángulos de alcance (H/L) de flujos de detritos y otros deslizamientos.
Lluvia crítica para deslizamientos a partir de un DEM y un KMZ, en el navegador