UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

Facultad de ingeniería

Especialización en sistemas de información geográfica

TRABAJO DE GRADO

SIEERIE-CLOUD: SERVICIO DE INSPECCIÓN Y EVALUACIÓN ESPACIAL DEL

RIESGO DE INCENDIOS ESTRUCTURALES EN LA NUBE

AUTOR: Luis Alfonso Muñoz Meneses

ASESOR: M. Sc. Salomón Eistein Ramírez Fernández

BOGOTA D.C.

OCTUBRE DE 2016

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 4

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.......................................................................... 6

3. JUSTIFICACIÓN .............................................................................................................. 8

4. OBJETIVOS .................................................................................................................... 10

4.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................................... 10

4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 10

5. ALCANCE .................................................................................................................... 111

6. METODOLOGÍA ......................................................................................................... 122

7. RESULTADOS ............................................................................................................. 144

7.1 FASE 1: ESPECIFICACIÓN INGENIERÍA DE REQUERIMIENTOS ..................................... 144

7.1.1 Vista de alto nivel ........................................................................................ 155

7.1.2 Diagrama de despliegue .............................................................................. 166

7.2 FASE 2: IMPLEMENTACIÓN DE LA HERRAMIENTA ..................................................... 177

7.3 FASE 3: VALIDACIÓN Y EVALUACIÓN .......................................................................... 20

8. DISCUSION DE RESULTADOS ................................................................................ 233

9. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 255

10. REFERENCIAS ............................................................................................................ 266

TABLA DE FIGURAS

Figura 1. Incendios estructurales en empresa según causa ...................................................... 9

Figura 2. Descripción de la metodología para desarrollo de la herramienta. ......................... 12

Figura 3. Diagrama casos de uso ............................................................................................ 15

Figura 4. Vista de alto nivel ................................................................................................... 16

Figura 5. Diagrama de despliegue .......................................................................................... 17

Figura 6. Base de datos de inspecciones de los locales comerciales ..................................... 18

Figura 7. Geocodificación del archivo cargado .................................................................... 19

Figura 8. Representación espacial de la información cargada ............................................... 19

Figura 9. Mapa de calor para la clasificación de riesgo de incendio estructural en la

ciudad de Bogotá .................................................................................................... 20

Figura 10. Mapa de calor para la clasificación de riesgo moderado de incendio

estructural en la ciudad de Bogotá ....................................................................... 21

Figura 11. Mapa de calor para la clasificación de riesgo alto por incendio estructural en

la ciudad de Bogotá .............................................................................................. 21

1. INTRODUCCIÓN

En los últimos años, cada vez es mayor la preocupación por la prevención de los

incendios como una de las maneras más efectivas desde el punto de vista económico de

tratar este tema. Suele resultar más fácil y económico evitar que se produzca un incendio

que controlarlo o extinguirlo una vez iniciado. Este enfoque sistemático de la seguridad

contra incendios demuestra que es posible reducir las víctimas mortales por incendio en

el lugar de trabajo evitando la ignición de los mismos o controlando su repercusión y

daño al medio ambiente por indeseables emisiones atmosféricas (Grant, 2016).

Los incendios son clasificados como estructurales, vehiculares o forestales. De los

incendios estructurales reportados por la Unidad Administrativa Especial - Cuerpo

Oficial de Bomberos de Bogotá durante 2009, el 28% se registró en empresas (220

casos).

Durante el año 2011, en Bogotá se presentaron 497 incendios estructurales, de los

cuales 145 han sido causados por fallas en electrodomésticos, en tendidos eléctricos y/o

por mal manejo de redes e instalaciones y 77 tuvieron como fuente de ignición veladoras

(Participación Bogotá, 2016). De igual forma, en el año 2015 se presentaron 869

incendios estructurales y en lo que va corrido del 2016 ya se han contabilizado 135 según

información del Cuerpo de Bomberos de Bogotá (Cámara de Comercio de Bogotá, 2010).

En la actualidad, el cuerpo oficial de bomberos de Bogotá cuenta con una base de

datos, donde se tienen los registros de las inspecciones realizadas a locales comerciales y

edificaciones, clasificadas por nivel de riesgo que representan. Sin embargo, esta

información por sí sola no ayuda a localizar espacialmente el riesgo que puede

representar para las edificaciones aledañas en el caso que se presente un incendio

estructural.

El objetivo de este trabajo fue implementar un geovisor dirigido a los funcionarios de

la Unidad Administrativa Especial Cuerpo Oficial de Bomberos Bogotá (UAECOB), que

permita la visualización de datos de la clasificación del riesgo por incendio estructural y

su posible área de influencia en los diferentes establecimientos inspeccionados por la

UAECOB en el Distrito Capital. La metodología usada siguió el modelo evolutivo, el

cual es dividido en tres fases: ingeniería de requerimientos, diseño de arquitectura por

medio de herramientas de servicios en la nube (Google Maps y Fusion Tables) y la etapa

de evaluación-validación. Al procesar la información de la UAECOB en el servicio web

Fusion Tables son geocodificadas las direcciones de locales comerciales y empresas para

proyectar especialmente dicha información en el visor de Google Maps. Posteriormente

se genera el mapa de calor para observar las localidades con mayor riesgo de incendio

estructural, dando como resultado la visualización de elevado riesgo en las localidades de

Chapinero y Kennedy.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

A nivel nacional, el estudio de incendios solo se ha basado en el área de cobertura

vegetal, existen varios visores geográficos de consulta libre (Parques Naturales

Nacionales, 2016; IGAC, 2016) pero ninguno brinda detalle sobre la localización de

sitios de riesgo por incendio estructural en todo el territorio colombiano.

En Bogotá la única información que existe en cuanto a incendios estructurales son los

registros de las inspecciones realizadas a diferentes locales comerciales, empresas y

edificaciones nuevas. Estas inspecciones son solicitadas por los propietarios o encargados

de los establecimientos ya que las inspecciones permiten identificar riesgos potenciales

de incendios estructurales (UAECOB, 2016).

Actualmente no existen a nivel nacional ni local herramientas de visualización

espacial de las inspecciones técnicas frente a seguridad humana y sistemas de protección

contra incendio. La mayoría de herramientas que existen se han enfocado en la

visualización, predicción y control de incendios forestales (Vega y Woodard ,2016;

Parques Naturales Nacionales, 2016).

Por lo anterior, surgió la necesidad de diseñar y desarrollar una herramienta que

permita visualizar espacialmente los sitios donde se han realizado inspecciones y a su vez

ver la clasificación del riesgo que presenta el sitio para que produzcan incendios

estructurales, así mismo, observar las zonas o localidades donde más se concentran los

riesgos, facilitando la consulta de los mismos por parte de la unidad de bomberos. La

interpretación de esta información permitirá elaborar planes de contingencia que ayuden a

reducir el tiempo de respuesta de la unidad y controlar eficientemente los incendios para

que los bomberos reevalúen las prácticas fundamentales para el combate de incendios

estructurales y para que la ciudadanía se vea beneficiada por la reducción de las

pérdidas provocadas por incendios y la mitigación del impacto ambiental (NFPAJLA,

2016).

3. JUSTIFICACIÓN

Actualmente el costo de atención de emergencias generadas por incendios

estructurales es alto en todo el mundo. Por ejemplo, el costo de trasladar una máquina

extintora con tripulación como acción preventiva durante una hora en Bogotá tiene un

costo de $574.600,00 COP (UAECOB, 2016) pero es mayor el costo por la pérdida de

bienes materiales, el costo de vidas y el impacto ambiental que se pueden desprender a

partir de un incendio estructural. En esa medida, la UAECOB destaca estas acciones

dentro de su papel misional: “Proteger la vida, el ambiente y el patrimonio de la

población de Bogotá D.C., mediante la atención y gestión del riesgo en incendios,

rescates, incidentes con materiales peligrosos y otras emergencias, de manera segura,

eficiente, con sentido de responsabilidad social, fundamentadas en la excelencia

institucional del talento humano.”

En la ciudad de Bogotá se presentan gran cantidad de incendios estructurales cada

año, entre 2011 y 2014 se produjeron 3141 incendios de este tipo, mientras que en el

2015 se produjeron 869 incidentes, de los cuales el 80.3% fueron de baja complejidad, el

7.8% de media complejidad y el 11.8% de alta complejidad. En la Figura 1. se puede

observar el número de incendios estructurales en empresas según causa.

Figura 1. Incendios estructurales en empresa según causa (CCB, 2010)

Por tanto, el desarrollo de este proyecto permitió tener una herramienta que brinda

una visión espacial de información de inspecciones y zonas de riesgo por incendios

estructurales con la posibilidad de consulta por diferentes usuarios, en la que se puede

observar áreas susceptibles de ser afectadas por dichos incendios y también permitió

predecir las zonas por donde se presenta mayor riesgo de expansión del mismo, lo que

ayudará a establecer planes de contingencia para mitigar el impacto que pueda producir

un incidente de esta índole al igual que la reducción de los tiempos de respuesta de las

unidades de bomberos para controlar el incendio (Agencias Inc, 2012).

4. OBJETIVOS

4.1 Objetivo general

Implementar una herramienta de consulta espacial dirigida a los funcionarios de la

Unidad Administrativa Especial Cuerpo Oficial de Bomberos Bogotá (UAECOB) que

permita la visualización de las inspecciones técnicas realizadas.

4.2 Objetivos específicos

Recopilar, procesar y cargar los datos para que puedan ser visualizados en la

herramienta de consulta espacial.

Identificar los requerimientos funcionales y no funcionales que debe cumplir la

herramienta para representar los datos y analizar la información generada.

Definir la mejor arquitectura que satisfaga los requerimientos funcionales y no

funcionales identificados.

Implementar los requerimientos funcionales y no funcionales acorde a la

arquitectura propuesta.

5. ALCANCE

Permitir la publicación de la base de datos de inspecciones técnicas realizadas por la

UAECOB en la ciudad de Bogotá, en donde se muestra la localización de los sitios que se

encuentran clasificados por nivel de riesgo en cuanto a incendios estructurales y su área

de influencia en edificaciones aledañas. Para lograrlo, se usaron servicios de cartografía

base para facilitar la interpretación de los datos generados y almacenados por parte de la

UAECO, y de este modo estandarizar e integrar información y tecnologías, permitiendo

mejorar la comunicación entre diferentes instituciones gubernamentales para que se

establezcan planes de acción consolidados en las zonas de mayor riesgo (Bernal y

Walteros, 2009; SIGTE, 2005).

6. METODOLOGÍA

De acuerdo a las necesidades del proyecto, la metodología usada es por modelo

evolutivo puesto que permitió desarrollar un proceso de implementación de forma

adaptable a las necesidades de construcción de la herramienta, de fácil manejo e

incorporación de ajustes en las diferentes fases al presentarse en el proyecto (Morales,

2014; Mejia et al., 2016). En la Figura 2. es esquematizado el modelo evolutivo

implementado en el proyecto.

Figura 2. Descripción de la metodología para desarrollo dela herramienta. (Adapto de Abbina y Theneo, 2007)

Algunas de las ventajas del modelo mencionado anteriormente son: reducción

considerable de los costos de adaptarse a los requerimientos cambiantes, poca

documentación a cambiar, fácil recepción de la retroalimentación del usuario durante el

tiempo de desarrollo, comentarios sobre prototipo y versiones de prueba y entregas más

rápidas para procesos de la organización.

El proyecto se dividió en 3 fases: la primera consistió en la especificación, donde

son identificados los requerimientos funcionales y no funcionales; la segunda fase

consistió en la implementación y la tercera fase en la validación y evaluación.

Actividades Concurrentes

Descripción

del sistema

Especificación

Implementación

Validación

Versión inicial

Versiones

intermedias

Versión final

Fase 1: Especificación Ingeniería de requerimientos

En esta etapa se realizó el análisis, recopilación y evaluación de la información

existente, para establecer el procesamiento y las necesidades que debe resolver la

herramienta de visualización.

Fase 2. Implementación

Se representaron los modelos lógicos y físicos para la organización y

representación de los datos y componentes del sistema de información, teniendo en

cuenta los recursos disponibles para el desarrollo del proyecto. Esta etapa incluyó el

diseño de la base de datos espacial, ilustrando gráficamente los componentes y sus

relaciones con el fin de exponer de forma general la organización del sistema.

Fase 3: Validación y evaluación

En esta etapa se prueba el funcionamiento de la herramienta de visualización y es

evaluada la interacción entre el usuario y la herramienta, para lo cual se califica la

utilidad y funcionamiento de la herramienta frente a los requerimientos necesarios.

7. RESULTADOS

7.1 Fase 1: Especificación Ingeniería de requerimientos

Para la ingeniería de requerimientos se diseñó un diagrama de casos de uso con el

fin de mostrar los roles que tienen los actores y las funciones que se ejecutan en el

proceso de ejecución de la herramienta.

Los actores en este caso son usuario y administrador. El usuario en este proyecto

son todos los que van a acceder a la herramienta para consultar la información espacial

que se encuentra disponible. Tanto usuario como administrador puede consultar y

visualizar los datos que se manejan en el servicio web de la herramienta. El administrador

es el funcionario encargado de administrar la información eligiendo los datos que se

requieren publicar para consulta a través de la herramienta.

No obstante, para el modelamiento de los requerimientos de usuario se emplearon

Casos de Uso, para lo cual se tuvieron en cuenta los siguientes factores: el objetivo de la

implantación de la herramienta, quienes la usaran, el tipo de aplicación web, el personal o

funcionario que dará soporte al sistema y la correcta funcionalidad del sistema (Tabares y

Arévalo, 2004).

Al establecer los anteriormente mencionados parámetros, es factible la elección de

los mecanismos y la forma más adecuada para la representación del desarrollo y

funcionamiento de la herramienta de visualización. En la Figura 3 es ilustrado el

diagrama que representa el funcionamiento de la implementación de la herramienta:

Diagrama de casos de uso (Giraldo, 2012).

Figura 3. Diagrama casos de uso

7.1.1 Vista de alto nivel

En la Figura 4 se puede observar el diseño de la arquitectura de la herramienta, el

cual constó de dos (2) partes: la primera muestra que a través de cualquier explorador se

puede acceder al link donde se encuentra la herramienta para visualizar las inspecciones

realizadas por la UAECOB; y la segunda que a través del servicio en la nube y

herramientas de Google como Fusion Tables se representa espacialmente la información

en Google Maps.

Figura 4. Vista de alto nivel

7.1.2 Diagrama de despliegue

Este diagrama muestra la relación de los diferentes componentes que contiene la

herramienta de visualización, el cual comprende el servicio de gestión de datos Fusion

Tables encargada de administrar la información que es cargada, geocodificada y

visualizada en Google Maps. En la Interfaz de Usuario se tiene la herramienta asociada a

Google Maps (IGAC, 2000).

Figura 5. Diagrama de despliegue

7.2 Fase 2: Implementación de la herramienta

En la Figura 6. Se muestra la importación de la base de datos de las inspecciones

hechas a locales comerciales, la cual fue organizada y procesada previamente para que

sea visualizado espacialmente el contenido por la herramienta Fusion Tables. La base de

datos contiene la siguiente información: direcciones de empresas, locales comerciales y

establecimientos que solicitan el concepto de bomberos, el cual consiste en realizar una

visita de inspección donde se clasifica el lugar de acuerdo al riesgo de incendio

estructural que presente el lugar dadas las condiciones de seguridad humana, riesgos de

incendio, materiales peligrosos y sistemas de protección contra incendios.

Para esta implementación se usó cartografía en entorno web, específicamente de

Google Maps, ya que este sitio web da al público acceso a datos geográficos

representados espacialmente, ofrecen imágenes aéreas o de satélite, permite realizar geo

codificación a partir de direcciones, contiene funcionalidades de enrutamiento y permite

crear mapas personalizados (Ecured, 2016).

Figura 6. Base de datos de inspecciones de los locales comerciales

En la figura 7 es ilustrado el archivo cargado en Fusion Tables y geocodificado

por GeoCode para realizar la representar espacial en Google Maps.

Figura 7. Geocodificación del archivo cargado

La Figura 8 la representación espacial de la información cargada. Está es

representada por puntos de tres colores, cada uno está asociados a una clasificación de

riesgo de incendio estructural: los puntos amarillos muestran un riesgo bajo, los verdes

revelan un riesgo moderado y los rojos un riesgo alto.

Figura 8. Representación espacial de la información cargada

La Figura 9 muestra el mapa de calor donde se observan las zonas de mayor

densidad de riesgo por incendio estructural en color verde. Las localidades que destacan

en este mapa son Chapinero (centro oriente) y Kennedy (suroccidente).

Figura 9. Mapa de calor para la clasificación de riesgo de incendio estructural en la ciudad de Bogotá

7.3 Fase 3: validación y evaluación

Los datos requeridos y representados por la herramienta una vez implementada

muestran la información espacial sobre los sectores con mayor densidad de riesgo por

incendio estructural. Dichos datos fueron extraídos de la base de datos de inspecciones

realizadas por la UAECOB a locales comerciales y de empresas de la ciudad de Bogotá,

la cual contiene una dirección que posteriormente es geocodificada por medio de Fusion

Tables, herramienta de Google que permite hacer el proceso, para luego poder

visualizarlos según el nivel de riesgo asociado a cada localización.

En la Figura 10. se observa que en la ciudad de Bogotá la densidad de riesgo

moderado por incendio estructural en la consulta se encuentra hacia la parte oriental de la

ciudad.

Figura 10. Mapa de calor para la clasificación de riesgo moderado de incendio

estructural en la ciudad de Bogotá

En la Figura 11. se observa que en la ciudad de Bogotá la densidad de riesgo alto

por incendio estructural en la consulta se encuentra hacia la localidad de Puente Aranda.

Figura 11. Mapa de calor para la clasificación de riesgo alto por incendio estructural en

la ciudad de Bogotá

La arquitectura propuesta para el sistema fue acorde a los requerimientos ya que al

implementarse permitió gestionar la información y representarla espacialmente, debido al

uso de las herramientas existentes de un sistema usado diariamente por millones de

personas que garantiza la familiarización del usuario con la herramienta puesto que son

plataformas interactivas y de fácil uso y consulta.

En el siguiente link puede consultar la herramienta:

https://www.google.com/fusiontables/embedviz?q=select+col4+from+1Tj7mRWpQNqz17GKoHiZfEA_

4CsTiB7zZoNiAz2Qb&viz=MAP&h=false&lat=4.672252438748779&lng=-

74.07648111587984&t=1&z=11&l=col4&y=2&tmplt=2&hml=GEOCODABLE

8. DISCUSION DE RESULTADOS

Entre enero de 2014 y agosto de 2015 se han presentado 1149 reportes por incendios

estructurales y 590 por incendio de estructuras – conato estructural, donde las localidades

de Kennedy, Suba y Usaquén fueron las que más eventos de este tipo registraron

(IDIGER, 2015). El mapa de calor presentado en la figura 10 confirma las estadísticas

mostradas por el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático,

demostrando que el visor geográfico desarrollado a través de la herramienta de Google

Maps es una fuente confiable para interpretación y representación espacial de la

información que posee la UAECOB, ya que efectivamente muestra las zonas de mayor

riesgo de incendio estructural en Bogotá, lo que permitirá establecer planes de

contingencia y de respuesta más efectivos. Así mismo facilitará la comunicación con

otras entidades, y permitirá atender en menor tiempo y con menos recursos los incendios

estructurales que se presenten en la ciudad.

Los visualizadores web de mapas y de información geoespacial tales como Google

Maps fueron muy útiles para presentar información espacial y analizarla por medio de

mapas de calor. De este modo, se mejoró la comunicación de información y permitió

identificar y proponer respuestas para el manejo de los riesgos de incendio estructural que

presenta la ciudad de Bogotá. La visualización de los datos y la consulta de la

información de los sitios inspeccionados por la UAECOB permitirá que se tenga

información relevante al momento de generarse un incendio estructural en sitios

inspeccionados o que se encuentren aledaños a estos, además de requerirse menos

esfuerzo de aprendizaje por parte del usuario final para interpretar la información

geoespacial y reducir el costo al diseñar y desarrollar geovisores web por medio de otras

herramientas que no implican servicios en la nube (Aragoet al, 2012).

Por otro lado, es importante mantener actualizada la base de datos debido a su vital

importancia frente a la forma de actuar y al tiempo de respuesta que debe generar la

institución ante una emergencia de incendio estructural, a su vez, es determinante que sea

establecido si la localización varía en su clasificación de una inspección a otra.

El hecho de que la herramienta de Fusión Table de Google este en la versión gratuita

restringe el volumen de datos que se puede representar espacialmente. Para que sea más

completo y más aterrizado a la realidad se debe pagar por el servicio, sin embargo en su

servicio gratuito permitió dar una mirada con el fin de generar o proponer estrategias para

el manejo de la información que se representa por medio de la herramienta de

visualización.

9. CONCLUSIONES

El visor geográfico propuesto en este trabajo vinculó la información generada por la

Unidad de Bomberos como apoyo a instrumentos de focalización de recursos en el

momento de presentarse un incendio estructural, facilitando la toma de decisiones al

representar la información espacialmente.

La implementación de visores geográficos con servicios en la nube ofrece mejorías

frente al software SIG de escritorio, como el disponer de una herramienta que puede ser

usada por varios usuarios de forma permanente (limitada al uso con Internet y al volumen

de datos a representar), prescindiendo de las plataformas de software y hardware

específico, delegando la actualización de la aplicación al administrador de la base de

datos de la UAECOB y el soporte de funcionalidades de procesamiento y análisis

espacial al servidor web.

El geovisor permitió un acercamiento a la realidad debido a que cuenta con parte de

los establecimientos inspeccionados y clasificados, pero no todos los establecimientos de

la ciudad de Bogotá que se encuentran inspeccionados y clasificados, debido a que no hay

una política que estipule la obligación de la inspección.

10. REFERENCIAS

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