Construcción de un mapa de riesgo en base a información de variables de estado del territorio

DIANA DE PIETRI
Ministerio de Salud de la Nación Argentina.
Dirección Nacional de Determinantes de la Salud
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo.
Centro de Información Metropolitana

PATRICIA DIETRICH
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo.
Centro de Información Metropolitana

ALEJANDRO CARCAGNO
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo.
Centro de Información Metropolitana

ERNESTO DE TITTO
Ministerio de Salud de la Nación Argentina.
Dirección Nacional de Determinantes de la Salud

MARÍA ADELA IGARZABAL
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo.
Centro de Información Metropolitana



Resumen

Para modelar e integrar los usos del suelo con base en su sustentabilidad ambiental se aplicaron técnicas de evaluación multicriterio en el entorno de los sistemas de información geográficas EMC/SIG. En este marco, el modelo espacial cuyo diseño metodológico responde al objetivo planteado facilitará estructurar el análisis para conocer las formas de organización del territorio y representar con suficiente certeza las características del medio ambiente cuya alteración podrá tener impacto sobre la salud humana.
Se procedió a: 1) describir los usos del suelo según su potencial afectación ambiental con repercusión en la salud; 2) establecer una escala representativa para su ponderación y 3) construir un modelo espacial de ambientes sustentables.
El mapa de sustentabilidad ambiental constituyó un modelo espacial de riesgo que da cuenta en sentido amplio de la calidad de vida de la población, reflejando la heterogeneidad demográfica y las variaciones en la salud de la población.

Palabras clave
Evaluación Multicriterio,
Sistemas de Información Geográfico, Usos del Suelo, Sustentabilidad Ambiental


Introducción

La adquisición de una adecuada capacidad de gestión ambiental y territorial puede contribuir a un desarrollo armónico e integrador de la disponibilidad de recursos, la actividad económica y la expansión urbana (Quiroga Martínez 2007). Estos beneficios serán mayores en aquellos casos donde el crecimiento poblacional y el incremento de la demanda per cápita de energía, agua y otros recursos generan inusitados niveles de presión e impacto sobre el sistema biofísico poniendo en peligro la sostenibilidad.

Sin embargo, ni el concepto de sostenibilidad, ni el de desarrollo sostenible, ni mucho menos la medición de estos mismos, cuentan con un consenso global aunque se ha desarrollado bastante la discusión sobre sus componentes (Galopín 2006). No obstante, los posibles niveles de sostenibilidad requieren ser analizados en un contexto espacial y temporal donde tienen lugar las interacciones entre los sistemas humanos y ambientales, ya que la dinámica espacio-temporal es el foco del análisis de las relaciones entre los sistemas (Azar et al. 1996). La componente espacial o territorial deja de ser una simple descripción del entorno para transformarse en el principal objeto de análisis y correlación de fenómenos que impactan en el medio ambiente (Sotelo et al. 2011). En consecuencia, es fundamental buscar una herramienta metodológica para evaluar los sitios y sus áreas de influencia.

El concepto de sostenibilidad del desarrollo suele ser el marco de las respuestas estratégicas de procesos de desarrollo y modos de producción/consumo. En este, se trata de redefinir las relaciones entre los sistemas (ecológico, económico o social) con una visión integradora, considerando la habilidad de los mismos para seguir funcionando sin disminuir o agotar irreversiblemente los recursos claves disponibles (Jiménez Herrero 2002).

Un diagnóstico certero sobre la condición ambiental de un sitio necesita de un análisis multidimensional y, en este sentido, la evaluación multicriterio es una técnica adecuada, dado que la regla aplicada sobre las variables seleccionadas es lo que define el tipo de realidad medida por el modelo (Munda 2004).

El objetivo fue aplicar técnicas de evaluación multicriterio y los sistemas de información geográficas EMC/SIG para modelar e integrar los usos del suelo en base a su sustentabilidad ambiental. En este marco, el modelo espacial cuyo diseño metodológico responde al objetivo planteado, facilitará estructurar el análisis para conocer las formas de organización del territorio y representar con suficiente certeza las características del medio ambiente, cuya alteración puede tener impacto sobre la salud humana.

Los objetivos operativos fueron:

1. Seleccionar y describir los usos del suelo según su potencial afectación ambiental con repercusión en la salud;
2. Establecer una escala representativa de la variación de la integridad ecosistémica/sustentabilidad para la ponderación de los usos del suelo y alcance espacial de la afectación ambiental; 3. Construir un modelo espacial de ambientes sustentables.

Metodología

Se tomó como área de estudio la provincia de Neuquén (Figura 1) dado el libre acceso a la información espacial a través del IDE provincial (COPADE 2013).

La utilización conjunta de las técnicas de evaluación multicriterio y los sistemas de información geográficas EMC/SIG, se presentan como uno de los procedimientos ideales para modelizar la ocupación del territorio tanto en escenarios de uso del suelo complementarios como en conflicto (Eastman et al. 1993, Barredo Cano 1996, Santos Preciado 1997, Florent et al. 2001, López Vásquez et al. 2008, De Pietri et al. 2011).

Figura 1
Localización del área de estudio. Fuente: elaboración propia.

En este procedimiento, la caracterización del territorio incorpora información objetiva y subjetiva en un sistema informatizado para ayudar a alcanzar un rápido diagnóstico del estado de situación o escenarios existentes en relación a las actividades productivas que se desarrollan en un sitio considerando también lo que sucede en el entorno.

Se listaron y caracterizaron los usos del suelo para valorar la capacidad del territorio con relación a determinadas condiciones de sostenibilidad de las actividades productivas y el vínculo existente entre el sistema de producción y el ecosistema sobre el que se sustenta. Por uso del suelo se entendieron las acciones, actividades e intervenciones que las personas realizan sobre un determinado tipo de superficie para producir, modificarla o mantenerla. Empero, algunas actividades son la principal causa de degradación ambiental. La degradación debida a la sobreexplotación de sus recursos, aunque sirve a un propósito económico de corto plazo, en el mediano y largo plazo tiene efectos directos y negativos sobre el bienestar social (Vélez Restrepo y Gómez Sal 2008).

La caracterización y posterior clasificación de esta información (usos del suelo) consideró las “afectaciones ambientales con potencial efecto para la salud” según lo referenciado en la bibliografía (ver Cuadro 1, pp. 53-56). Por el elevado número de usos del suelo se agruparon por categorías (discretas). Cada actividad fue agrupada en función de los impactos potenciales sobre el ambiente con repercusión en la salud según lo siguiente:

a. Usos del suelo con máxima transformación del ecosistema natural por actividades productivas. Disminución de la capacidad de resiliencia del sistema biofísico. Restricción del uso de la tierra para otros usos del suelo por sus consecuencias ambientales por períodos mayores al lapso de tiempo de una generación.
b. Usos del suelo con riesgo potencial para residir por posibles exposiciones a eventos/escenarios de peligrosidad. Peligros por accidentes con eventual pérdida de sustancias peligrosas y generación de eventos fatales por traslado (choques, derrames); por el uso inadecuado de combustibles y otras sustancias peligrosas.
c. Usos del suelo compatibles con el uso residencial que eventualmente pueden generar riesgo para la salud y el ambiente, por el mal uso o la explotación de algún componente o en alguna etapa de la producción de los recursos.
d. Usos del suelo con mínima transformación del ecosistema natural por las actividades productivas. La integridad ecológica se encuentra en un estado ecológicamente deseable para el mantenimiento de los rangos naturales de variación.

La diferencia entre estas categorías con diferente grado de afectación al ambiente fue representada a través de un número definido mediante la técnica de ponderación de Saaty (1977). La técnica consiste en analizar la importancia relativa de un factor en relación a otro mediante una escala con nueve puntos de comparación. Se consideró que:

  • Los usos del suelo agrupados en la clase B son moderadamente mejor que los de la clase a para definir la integridad ecosistémica o sustentabilidad ambiental del sitio, y por esto se le asigna el valor 5; los de la clase C son fuertemente mejores, y por esto se le asigna el valor 7, y los de la clase D son extremadamente mejores en relación a la clase A, asignándole el valor 9.
  • Los usos del suelo agrupados en la clase c son moderadamente mejor que los de la clase B para definir la sustentabilidad ambiental del sitio, y por esto se le asigna el valor 5, y los de la clase d son fuertemente mejores, y por esto se le asigna el valor 7.
  • Los usos del suelo agrupados en la clase d moderadamente mejores que los de la clase c para definir la integridad ecosistémica o sustentabilidad ambiental del sitio, y por esto se le asigna el valor 5.

De esta manera, se establece una matriz recíproca de comparaciones pareadas, en términos cualitativos, donde queda caracterizada la afectación ambiental de cada uno de los usos del suelo en relación al resto. Estos pesos quedan reflejados en un autovector que representa el dominio de la influencia entre alternativas respecto al criterio en cuestión. La razón de consistencia (RC) es la medida para constatar que no hay sesgo en la asignación de estos pesos arbitrarios. La RC debe adoptar valores inferiores a 0,1 para que la asignación de los pesos sea aceptable. Se utilizó la herramienta ponderación (weight) del programa Idrisi [Clark Labs, USA] (Eastman et al 1993).

Asimismo, en este procedimiento operativo es necesario estandarizar las unidades de medición a una única escala para hacer posibles comparaciones. Para ello, se estableció una regla de comparación con base en la sustentabilidad ambiental.

Definir la sustentabilidad ambiental de un sitio implica analizarlo a través de un conjunto de variables que no presentan un valor preciso de cuándo son caracterizadas como de alta o baja sustentabilidad ambiental. Además, se debe establecer un gradiente de transición de la influencia de cada actividad en el entorno dado que la afectación de los procesos productivos en el territorio no presenta límites concretos.

Por ello, la teoría desarrollada por Zadeh (1965) de los conjuntos borrosos o difusos (fuzzy set theory) es más idónea que la lógica booleana (clásica) para representar y analizar este proceso. La lógica difusa se enfoca en modelar las imprecisiones de los límites de clases definiendo una probabilidad de pertenencia a una categoría. Su determinación está basada en términos relativos de percepciones subjetivas, que pueden ser probables, pero no exactas. Por ejemplo, en una zonificación clásica el área de afectación de una cantera puede ser definida a partir de una distancia umbral. El mapa resultante es binario constituido por dos zonas, con y sin riesgo. Mediante los conjuntos difusos se construye un mapa con valores graduales para representar distintos niveles de influencia de la cantera en cada vivienda.

El procedimiento se basa en definir funciones para transformar los valores originales (uso del suelo) en una medida comparable de sustentabilidad ambiental. Estas funciones fueron definidas a través de una transformación lineal entre el valor mínimo y el máximo especificado según la variable.

Se definieron dos medidas que representan las distancias en el terreno y constituyen la variable independiente. La primera establece la distancia con afectación total del territorio por dicha actividad (alta afectación), delimitándose un espacio donde se representan los impactos directos (efectos ambientales que ocurren en el mismo lugar y tiempo que la actividad que los genera). A partir de esta distancia, comienza a disminuir la influencia o el impacto de ese uso del suelo linealmente hasta llegar a una distancia tal que se presume que estén restablecidas a las condiciones iniciales (baja afectación). Aquí se define un segundo espacio donde se manifiestan las resultantes o consecuencias de los impactos directos, ya sea porque se expresan tardíamente o están alejados del sitio donde se generaron. Luego, mediante la función, estas distancias son transformadas a valores de sustentabilidad ambiental (variable dependiente). De esta manera, cada variable es transformada y estandarizada en un valor de sustentabilidad ambiental que fluctúa entre 0 y 1. Este procedimiento se realizó mediante la herramienta fuzzy de Idrisi [Clark Labs, USA] (Eastman et al. 1993) a partir de la cual se construyó un mapa con valores graduales para representar distintos niveles de influencia de cada uso del suelo en el entorno.

Las variables georreferenciadas, ponderadas, transformadas y estandarizadas se unen mediante suma lineal ponderada, con la siguiente ecuación:

Donde

  • ri es la capacidad del terreno para soportar y mantener la estructura, el funcionamiento y la dinámica del sistema ecológico,
  • wj es la ponderación o peso de la variable j,
  • eij es el valor transformado y estandarizado de la variable j,
  • n es el número de variables involucradas en el modelo, e
  • i=1 indica la sumatoria desde “una a n” variables

Este procedimiento se realizó mediante la herramienta multicriterio de Idrisi, ya mencionada, a partir de la cual se obtuvo el mapa de ambientes sustentables.

Resultados

La caracterización de cada actividad productiva, su distribución espacial y las consideraciones ambientales de dichos usos del suelo se presentan en el Cuadro 1.

Los usos del suelo listados fueron agrupados como se describe a continuación: las zonas con pozos de extracción de gas y petróleo del subsuelo mediante fracturación hidráulica y en forma convencional; la extracción mineral a través de canteras y minas; y las actividades de generación de energía a través de emprendimientos hidroeléctricos fueron agrupadas en la categoría con máxima transformación del paisaje y sistema biofísico. Estas actividades compiten por los recursos con el uso residencial y se han descrito en la bibliografía diferentes niveles de contaminación del ambiente con potencial consecuencias en la salud de la población.

Los gasoductos, oleoductos, el transporte terrestre de sustancias peligrosas, los establecimientos industriales en general, estaciones de servicio, tanques de combustibles, planta de tratamiento y bombeo fueron agrupadas en la categoría B con riesgo a exposición de eventos/escenarios de peligrosidad. Se incluyen además las estaciones geotérmicas que durante el proceso pueden poner en disponibilidad sustancias peligrosas.

Las zonas con distribución de agua por acueductos y/o establecimientos que almacenan o procesan productos naturales fueron agrupadas en la clase C por considerar que eventualmente pueden generar riesgo para la salud y el ambiente por un mantenimiento inadecuado o debido a una ineficaz explotación de algún componente o en alguna etapa de la producción de los mismos. Son usos del suelo que coexisten o son compatibles con el uso residencial.

Por último, las zonas de conservación de ecosistemas y/o protección de espacios verdes (zonas de bosque nativo, parques nacionales y provinciales) presentan mínima intervención humana. Se considera esta categoría sin efecto perjudicial. Bajo una visión ecológica, estas zonas, brindan servicios que son esenciales como los de protección del suelo, producción y regulación, purificación y provisión de agua, provisión y hábitat, regulación de disturbios naturales y eliminación de desechos y purificación del agua (Junta de Andalucía 2015).

La jerarquización de las categorías de usos de la tierra mediante la asignación de pesos relativos basados en considerar que no todas las actividades afectan el ambiente de la misma manera resultó aceptable. La escala establecida ponderó las actividades ambientalmente amigables. Los valores más elevados informan sobre los sitios más propicios para residir desde el punto de vista de la integridad ecológica opuestamente a los bajos valores.

Cuadro 1
Consideraciones ambientales de los usos del suelo de la provincia de Neuquén.
Fuente: elaboración propia.

El Cuadro 2 (p. 57) muestra la matriz de comparación de a pares con los valores del autovector resultante.

Cuadro 2
Ponderación de las actividades mediante matriz recíproca de comparaciones pareadas. Razón de consistencia (RC) igual a 0,05. Ponderación de las actividades antrópicas clasificadas según su potencial impacto ambiental. Usos del suelo:
A1. Extracción gas y petróleo del subsuelo. Pozos convencionales.
A2. Extracción gas y petróleo del subsuelo con fracturación hidráulica.
A3. Extracción mineral. Minas.
A3b. Extracción mineral. Canteras.
A4. Explotación hidroeléctrica.
B1. Red vial.
B2. Oleoductos/Gasoductos.
B3. Estaciones de servicio/tanques de combustible.
B4. Establecimientos industriales/aserraderos.
B5. Plantas de tratamiento/bombeo.
B6. Estaciones geotérmicas.
C1. Acueductos.
C2. Agroindustria.
C3. Producción primaria.
D1. Bosques. Áreas verdes.
D2. Áreas protegidas. Valor de comparación entre pares: 1 igual; 3 levemente mejor; 5 moderadamente mejor; 7 fuertemente mejor; 9 extremadamente mejor.
Fuente: elaboración propia.

Además, la definición de límites difusos y no netos en la delimitación de cada uso del suelo fue apropiado para establecer un espacio donde se representa una transición gradual y no brusca. El Cuadro 3 (p. 58) muestra las gráficas a partir de las cuales se caracterizan las zonas de transición entre el área específica del emplazamiento de una actividad productiva y su entorno sin dicha actividad.

No obstante ser mediciones relativas, se mantienen las diferencias en la influencia de las actividades. Por ejemplo, al describir el alcance espacial de afectación ambiental que podría generar la extracción de petróleo por pozos convencionales o fracking. Se muestra que a partir de los 200 m (más allá de los límites de la actividad) comienza a disminuir su nivel de afectación hasta una distancia de 1000 m, distancia a partir de la cual las condiciones del entorno serían las dominantes en relación a los efectos ambientales de la actividad convencional o 4000 m por explotación hidráulica. El fracking implica un aumento de la ocupación del territorio, respecto de la explotación convencional en detrimento de otros usos de la tierra dado que se agrega un espacio asociado a los tramos laterales subterráneos con posibles flujos de retornos.

Cuadro 3
Alcance espacial de cada actividad productiva. Zona de influencia. Fuente: elaboración propia.

La suma de usos de la tierra ponderados, como se describió precedentemente, generó un mapa que resultó consistente para establecer un único valor que sintetice las condiciones ambientales de sustentabilidad ambiental. El mapa muestra los sitios con ambientes más propicios para el uso residencial, o también (inversamente) representa la degradación del sistema ecológico y por consiguiente la probabilidad de exposición de la población a un ambiente adverso (Figura 2).

Figura 2
Sustentabilidad ambiental. Modelo espacial obtenido por medio de una evaluación multicriterio (EMC). Representa un gradiente de probabilidad de degradación ambiental desde los sitios en óptima condición ecológicas/sustentabilidad ambiental (altos valores en EMC) a sitios ambientalmente degradados (bajos valores en EMC).
Fuente: elaboración propia.

La zona con mayor adversidad ambiental está representada por tonos oscuros gris/negro. Cubre una gran extensión del territorio distribuidos entre el centro y este de la región. Está caracterizada por usos del suelo con máxima transformación del ecosistema natural y disminución de su capacidad de resiliencia. Dominan usos del suelo con riesgo potencial para el uso residencial por posibles exposiciones a eventos/escenarios de peligrosidad. La zona con menor adversidad ambiental está simbolizada por tonos claros blanco/gris. Se caracteriza por usos del suelo que coexisten o son compatibles con el uso residencial que eventualmente pueden generar un riesgo para la salud y el ambiente, por el mal uso o la explotación de algún componente. En general el ambiente se encuentra en un estado ecológicamente deseable.

Ventajas y desventajas

El mapa final constituye un indicador compuesto, ya que resume en un solo valor los numerosos aspectos que están interrelacionados. Es sensible y significativo para un rápido diagnóstico de los procesos de sustentabilidad ambiental garantizando la comparabilidad de los resultados entre sitios. El concepto ecológico incorporado a través de una escala de normalización equiparó todos los usos del suelo al concepto de sostenibilidad (capacidad de adaptarse al cambio, mantener su integridad, vencer los colapsos o las fluctuaciones externas y recuperarse en el tiempo) (Vélez Restrepo y Gómez Sal 2008, Sotelo et al. 2011).

El procedimiento aplicado facilitó:

1. Integrar los conjuntos de datos en una base geográfica para apoyar el proceso de toma de decisiones en función del estado ecológico/degradado del ambiente a escala de sitio, departamento o provincia;
2. Conectar los datos, estadísticas e información relacionada con las actividades que generan impacto ambiental en las escalas locales y provincial;
3. Evitar la duplicación de datos e información en el proceso de clasificación por lo que lo hace más eficaz como diagnóstico ambiental;
4. Construir una herramienta para mejorar y facilitar el intercambio y la calidad de la información utilizada en la planificación;
5. Comunicar y orientar a los diferentes especialistas a través de un único índice y en forma sintética una condición relativa en relación al resto de los sitios;
6. Medir o estimar el grado de sustentabilidad del territorio y, en definitiva, poner límites en diferentes sectores del área de estudio en el que algunos rasgos se encontraron más acentuados.

El modelo construido tiene un alto grado de certeza (alta probabilidad de ser correcto) en base al conocimiento disponible al momento de este trabajo, la probabilidad puede ser modificada si varía la información con la cual se trabajó. Más aún, diferentes autores sostienen que el análisis del desarrollo sostenible implica cambios constantes y los sistemas de indicadores y su metodología deben acompañar y expresar las nuevas condiciones (Bossel H. 1999, Sotelo et al 2011). Razón por la cual, un diagnóstico rápido de toda el área de estudio en forma simultánea, con la condición de cada sitio relativizado a su entorno, facilita tomar decisiones y establecer prioridades.

La exposición de la población a los efectos adversos de las actividades productivas fue analizada en base la información académica disponible (De Pietri et al. 2015). El modelo fue usado para delimitar los sitios que representarían niveles de exposición opuestas. Se evidenció que la relación de mortalidad global del periodo 2007-2012, en ambientes degradados/adversos en relación a los ambientes con integridad ecológica, fue 1,25 veces mayor en la población expuesta que en la no expuesta. Entre las causas específicas de mortalidad asociadas a residir en ambientes adversos estuvieron las neoplasias, enfermedades del sistema circulatorio, enfermedades endocrinas, nutricionales o metabólicas; enfermedades infecciosas o parasitarias y enfermedades del sistema osteomuscular o del tejido conectivo.

El análisis desarrollado pese a provenir de una caracterización cualitativa de la exposición dio cuenta del impacto ambiental sobre la salud y la desigualdad existente entre distintas zonas del área de estudio. En virtud de esto es posible medir las desigualdades en salud.

El mapa de sustentabilidad ambiental constituye un modelo espacial de riesgo que da cuenta, en sentido amplio, de la calidad de vida de la población, reflejando la heterogeneidad demográfica, y las variaciones en la salud de la población. Empero, la sostenibilidad ecológica-ambiental es una condición necesaria, pero no suficiente para lograr el desarrollo sostenible del sistema humano. Es necesario definir un proceso de desarrollo que, siendo biofísicamente sostenible, sea también más racional en términos de eficiencia y equidad (Jiménez Herrero 2002) ■


REFERENCIAS

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