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Adaptation and implementation of a zoning model for mass movement susceptibility through of a geographical information system/Modelo de zonificacion de la susceptibilidad a los procesos de remocion en masa a traves de un sistema de informacion geografica/Adaptacao e aplicacao de um modelo de zonifacacao da susceptibilidade aos processos de remocao em massa atra ves de um sistema de informacao geogrfica.

SUMMARY

The main purpose of this study is to adapt and apply a model for the zonation and analysis of the spatial distribution of susceptibility to mass movement, using multivaried statistics and Geographical Information System (GIS), as a methodological alternative for decision-making by governmental organizations and communities. Automatic spatial data analysis systems were used for processing, analysis and synthesis of the different variables (surface geology, geomorphology, terrain slope and use conflicts). These systems were the Vertical Mapper Module of MapInfo, used for handling of altimetric information, ArcShell to facilitate adjustment and ArcView for arrangement of the thematic layers and final map presentation. It was concluded that a) the adaptation of the original model, suggested by INGEOMINAS, Colombia, had an 80% coincidence with the photointerpretation of the studied event, in the central coast of Venezuela and, therefore, the calibration of the model was regarded as successful; and b) in the implementation of the modified model the zone of highest susceptibility to mass movement in the selected micro-basin is an area located in low terrain, where the so-called dissected slope hillsides geomorphological unit coincides with the Tacagua Schist Lithodeme, a mean slope range of 18-33%, and where there are no use conflicts.

RESUMEN

El objetivo principal de este trabajo es adaptar y aplicar un modelo para la zonificacion y analisis de la distribucion espacial de la susceptibilidad a procesos de remocion en masa empleando estadistica multivariada y un Sistema de Informacion Geogrfica (SIG), como una alternativa metodologica que permita colocar en manos de entes gubernamentales y de las comunidades una herramienta que facilite la toma de decisiones. Para el procesamiento, analisis y sintesis de las diferentes variables (geologia de superficie, geomorfologia, pendiente media del terreno y conflictos de uso), se utilizaron sistemas automatizados de anlisis de data espacial como el Modulo Vertical Mapper de MapInfo para el manejo de la informacion altimetrica, ArcShell para facilitar el ajuste y arreglo de las capas tematicas, y ArcView para realizar los cruces de capas tematicas indices y presentacion final de los mapas. Se concluyo que a) en cuanto a la adaptacion del modelo original propuesto por INGEOMINAS de Colombia, la coincidencia con la fotointerpretacion del evento estudiado, en el litoral central de Venezuela, es de 80%, por lo que la calibracion se puede calificar como exitosa; y b) en cuanto a la aplicacion del modelo modificado, que la zona de mas alta susceptibilidad a los procesos de remocion en masa en el rea de la microcuenca seleccionada esta localizada en la parte baja de la misma, donde coinciden la unidad geomorfologica denominada conjunto de laderas de vertientes disectadas, el litodemo Esquisto de Tacagua, el rango de pendiente media del terreno de 18-33%, y donde no existen conflictos de uso.

PALABRAS CLAVE / Estadistica Multivariada / Estado Vargas / Procesos de Remocion en Masa / Quebrada Curucuti / SIG /

RESUMO

O objetivo principal deste trabalho e adaptar e aplicar um modelo para a zonificacao e analise da distribuicao espacial da susceptibilidade a processos de remocao em massa empregando estatistica multivariada e um Sistema de Informacao Geografica (SIG), como uma alternativa metodologica que permita colocar a disposicao de entes governamentais e das comunidades uma ferramenta que facilite a tomada de decisoes. Para o processamento, analise e sintese das diferentes variaveis (geologia de superficie, geomorfologia, pendente media do terreno e conflitos de uso), se utilizaram sistemas automatizados de analise de data espacial como o Modulo Vertical Mapper MapInfo para a manipulacao da informacao altimetrica, ArcShell para facilitar o ajuste e arranjo das capas tematicas, e ArcView para realizar os cruzamentos de capas tematicas indices e apresentacao final dos mapas. Concluiu-se que a) referente a adaptacao do modelo original proposto por INGEOMINAS de Colombia, a coincidencia com a fotointerpretacao do evento estudado no litoral central de Venezuela e de 80%, pelo que a calibracao pode ser qualificada como exitosa; e b) a respeito da aplicacao do modelo modificado, que a zona de mais alta susceptibilidade aos processos de remocao em massa na area da microbacia selecionada esta localizada na parte baixa da mesma, onde coincidem a unidade geomorfologica denominada conjunto de ladel ras de vertentes dissecadas, o litodema Esquisto de Tacagua, a faixa de pendente media do terreno de 18-33%, e onde nao existem conflitos de uso.

Introduccion

El estado Vargas, en el litoral central de Venezuela, sufrio una serie de modificaciones por efecto de las extraordinarias precipitaciones que se produjeron en diciembre de 1999, cuando se combinaron fenomenos meteorologicos y geologicos que intensificaron la actividad hidrogeomorfologica sobre la franja costera. La intensidad y volumen de las precipitaciones sobresaturo el suelo y genero violentos movimientos en masa en las vertientes, desde las partes mas altas de la zona occidental de la Serrania de El Avila hasta la costa. La acentuada erosion genero aludes torrenciales de los tipos flujos de detritos y coladas de barro de gran fuerza expansiva, que se volcaron sobre los espacios que servian de asentamiento a la poblacion. Como consecuencia se registraron grandes perdidas humanas y materiales, quedando el estado en una situacion de emergencia, que hasta ahora solo ha sido parcialmente superada.

Desde el evento denominado "la Tragedia de Vargas, diciembre de 1999", cada vez que llueve en la region, sus habitantes reviven la catastrofe, tal vez en menor escala, como evidenciaron las lluvias de noviembre-diciembre de 2000, y las de enero-febrero de 2005, que ocasionaron inundaciones y procesos de remocion en masa del tipo flujo de barro, cuyo saldo se expreso principalmente en danos a bienes materiales. Al no descartarse la probabilidad de ocurrencia de un evento similar al de 1999, se hace necesario generar informacion detallada de cada una de las cuencas de drenaje de la vertiente norte del macizo de El Avila, y en especial la concerniente a la zonificacion de la susceptibilidad a los procesos de remocion en masa, de tal forma que los habitantes del area en conjunto con las autoridades locales, tomen las medidas necesarias para prevenir desastres, conociendo cuales son las areas mas propensas de ser activadas.

El objetivo del presente estudio es adaptar y aplicar el prototipo utilizado por INGEOMINAS (Instituto de Investigaciones Geologico-Mineras de Colombia; Castro et al., 2001) para el analisis de la distribucion espacial de la susceptibilidad a los procesos de remocion en masa, como alternativa metodologica en estudios de esta naturaleza. Se empleo el Sistema de Informacion Geografica (SIG), la estadistica no parametrica y el metodo explicito semianalitico, para asignar peso a las variables. Se tomo como area ejemplo para la aplicacion del modelo, a la microcuenca de drenaje de la quebrada Curucuti, ubicada geograficamente en la region centro-norte de Venezuela, en el sector centro occidental del estado Vargas, al sureste del aeropuerto internacional de Maiquetia "Simon Bolivar", extendida sobre la vertiente norte del macizo de El Avila en su extremo occidental (Figura 1). La zona esta definida por las coordenadas angulares 10[grados]33'08"-10[grados]36'23"N y 66[grados]57'38"-66[grados]59'14"O, y por las coordenadas UTM N1167200m-N1173170m y E720300m-E723230m (Cartografia Nacional, 1979). Se eligio esta microcuenca debido a que fue una de las menos afectadas durante la catastrofe, y en cuyo abanico aluvial se localiza una importante infraestructura aduanera, portuaria y aeroportuaria, asi como un numero significativo de unidades educativas y viviendas.

[FIGURA 1 OMITIR]

No fue interes de este estudio llegar a elaborar el mapa de amenaza por procesos de remocion en masa, ya que ello implica trabajar con los detonantes, como las precipitaciones y/o la sismicidad, lo cual requeriria de mayor tiempo y de un equipo multidisciplinario de trabajo, aunque esta considerado como una segunda fase de la investigacion.

Para la sintesis y procesamiento de la informacion de las diferentes variables (geologia de superficie, geomorfologia, conflicto de uso y pendiente media del terreno), se utilizaron sistemas automatizados de analisis de datos espaciales como MapInfo, con el modulo Vertical Mapper para trabajar altimetria (hipsometria, mapa de pendiente); ArcShell para facilitar el ajuste y arreglo de las capas tematicas; y ArcView para cruzar las capas tematicas y obtener los mapas de sintesis.

El primer SIG utilizado para zonificar procesos de remocion en masa tipo deslizamiento fue presentado por Newman et al. (1978) en California, EEUU. Posteriormente se han reportado en la literatura centenares de casos utilizando diferentes tecnicas y concepciones teoricas. La mayoria corresponden a investigaciones relacionadas con zonificacion cualitativa de amenazas, con enfasis en la entrada de informacion geomorfologica, utilizando modelos muy sencillos pero poco reales. Destaca la utilizacion de SIG para analisis de susceptibilidad a los deslizamientos por el U.S. Geological Survey (Brabb, 1984, 1987; Brabb et al., 1989). Estos estudios tomaron en cuenta otros factores diferentes a los geomorfologicos como geologia, pendientes y deslizamientos activos.

Recientemente, los trabajos de esta naturaleza combinan la herramienta SIG con el analisis estadistico multivariado, asi como modelos deterministicos utilizando factores de seguridad, como lo presentado por Carrara (1983) en Italia.

Marco Fisico del Area Seleccionada para la Aplicacion del Modelo

Geologia

La geologia regional del estado Vargas esta representada por afloramientos de rocas metamorficas pertenecientes a las fajas asociacion metamorfica La Costa y asociacion metamorfica Avila, que en conjunto definen la vertiente norte del macizo El Avila o la cadena montanosa del litoral central, sobre la cual se emplaza la microcuenca de drenaje de la quebrada Curucuti, area de interes del presente estudio. La franja litoral sobre la cual se asienta la mayor parte de la poblacion del estado Vargas, esta geologicamente constituida por los depositos aluvionales de origen fluvio-torrencial y del Holoceno, que han dado origen a los extensos abanicos y/ o conos de deyeccion que controlan la morfologia de la linea de costa. La asociacion metamorfica La Costa esta compuesta por unidades litodemicas cretacicas, tales como marmol de Antimano, anfibolita de Nirgua, esquisto de Tacagua y serpentinita. Afloran las rocas de la asociacion metamorfica Avila, con edades desde el pre-Cambrico al Paleozoico, que corresponden a cuerpos de composicion granitica (augengneis de Pena de Mora). Las rocas graniticas estan entremezcladas o envueltas por rocas esquistosas de tipica naturaleza metasedimentaria (algunos de los tipos de esquisto del complejo San Julian), de probable edad Paleozoica (MMH, 1970; MEM, 1997; Urbani, 2000a, 2000b, 2002a, b, c, d; Urbani et al., 2000).

Relieve

La microcuenca en estudio se comparte entre dos grandes unidades de relieve con topografias contrastantes: a) un sector montanoso que abarca la mayor parte del area, con alturas entre 100 y >1400msnm, y pendientes entre 3 y 45%; y b) una unidad de abanico coluvio-aluvial emplazado en la parte baja o terminal de la microcuenca, con elevaciones desde 0msnm en la linea de costa y base del abanico, hasta 200msnm en el apice del mismo, y pendientes entre 0 y 18% (AUAEV, s.f.).

Clima

Las caracteristicas climaticas del area se establecieron a partir del analisis e interpretacion de promedios mensuales y totales anuales de temperatura media (1973-1989), precipitacion (1950-1983) y evaporacion (1970-1980) correspondientes a las estaciones Maiquetia, Maiquetia-Aeropuerto y Los Castillitos de la Direccion de Hidrologia y Meteorologia del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales de Venezuela.

La temperatura media en la parte baja de la microcuenca presenta un promedio anual de 26,6[grados]C, mientras que en la parte alta el promedio anual es de 17[grados]C. La amplitud termica anual es relativamente mas amplia en la parte alta de la microcuenca, con un valor de 3,2[grados]C, que en la parte baja, donde es de 2,8[grados]C. El regimen termico anual es de tipo bimodal. Las precipitaciones, en general, son escasas en toda la microcuenca, con totales anuales que apenas superan los 500mm en todos los casos, siendo estos de 521,4mm y 647,6mm para la parte baja, y de 551,7mm para la parte alta. Tales montos anuales determinan categorias pluviometricas semi-arida a semi-humeda para la parte baja del area, y semi-arida para la parte alta, y se clasifican como tipos pluviometricos costero central (Foghin, 2002). La evaporacion en la parte baja de la microcuenca, muestra valores mensuales elevados, por encima de los 130mm en todos los casos, y un total anual de 1860,7mm, lo que supera significativamente los valores mensuales y anuales de precipitacion. El regimen evaporimetrico anual tambien exhibe un comportamiento de tipo bimodal. El tipo climatico del area corresponde a un BShi (clima tropical estepario) de acuerdo con la clasificacion de Koppen de 1936.

Hidrografia

La microcuenca de drenaje corresponde a un sistema hidrogeomorfologico de pequenas dimensiones, de caracter exorreico, con orientaciones norte-sur y perpendicular a la linea de costa. La densidad del drenaje es media y tiene influencia en la generacion de crecidas. La red de drenaje es un sistema de orden 4, con relacion de bifurcacion media de 4,69 y alta torrencialidad (Mendez, 2005; AUAEV, s.f.)

Vegetacion

De acuerdo con la clasificacion fisionomica y estructural de la vegetacion utilizada en MARNR (1983) y IGVSB (2002), en el area de la microcuenca de drenaje de la quebrada Curucuti, se encuentran las siguientes formaciones vegetales: a) espinar tropical con densidades de cobertura rala, media y densa (cardonales y espinares); b) matorral tropical con densidades de cobertura rala, media y densa; c) bosque tropical de alturas baja y media, y densidad de cobertura media; d) bosque premontano de alturas baja y media, y densidad de cobertura media (bosques deciduo, semi-deciduo y transicional); y e) bosque de galeria.

Metodologia

La cartografia automatizada y las operaciones con los Sistemas de Informacion Geografica (SIG) se estan convirtiendo en una herramienta importante en la mayoria de las actividades de investigacion y produccion. Un SIG es un sistema de informacion utilizado para ingresar, almacenar, recuperar, manipular, analizar y obtener datos geoespaciales, a fin de brindar apoyo en la toma de decisiones. Los componentes claves de un SIG son un sistema de computacion, datos espaciales y usuarios. Un sistema de computacion para un SIG esta compuesto de hardware, software y procedimientos disenados para manejar captura de datos, procesamiento, analisis, modelado y visualizacion de datos geoespaciales (Murai, 1999). Sin embargo, pocos son los investigadores, en particular en Venezuela, que han explotado la tecnologia SIG en el estudio de ubicacion y control de deslizamientos u otras catastrofes naturales (Lima de Montes y Gonzalez, 2002).

Castro et al. (2001), investigadores de INGEOMINAS de Colombia, propusieron diferentes metodos para zonificar la susceptibilidad por procesos de remocion en masa en laderas, segun el nivel de estudio, las escalas sugeridas para esos niveles y los factores que hay que considerar en una zonificacion. De acuerdo como se sintetizan los factores o capas de informacion para obtener el mapa final de susceptibilidad, clasifican los metodos en: implicito, semi-implicito y explicitos. Este ultimo se divide en: empirico, semianalitico y analitico.

Esta metodologia comprende las fases de trabajo siguientes: (a) estructuracion de la informacion tematica base, (b) definicion de las variables y generacion de mapas tematicos digitalizados, (c) analisis geoestadistico y superposicion de mapas, y (d) mapa de susceptibilidad final y calibracion del modelo.

Estructuracion de la informacion tematica base

Para el caso de estudio se eligieron mapas topograficos a escalas 1:100000 y 1:25000 de Cartografia Nacional (1979) asi como los mapas tematicos, tales como, geomorfologia, geologia de superficie, vegetacion, uso potencial, uso actual, red de drenaje (escala 1:25000), y algunos de susceptibilidad (inundaciones y procesos de remocion en masa), que se emplearon solo con fines comparativos y se tomaron del Proyecto Avila--Mapa de Riesgo del Instituto Geografico Venezolano "Simon Bolivar" y del Plan de Ordenamiento Territorial de la Autoridad Unica de Area para el Estado Vargas y Ecology and Environment (AUAEV, 2003). Para identificar las areas con procesos de remocion en masa, se emplearon fotos aereas de la mision 0304193, No 678, 679, 680, 681, 682, a escala: 1:25000 de Febrero de 2002.

Definicion de las variables y generacion de mapas tematicos digitalizados

Se eligio un numero determinado de variables, segun lo proponen Castro et al. (2001) de INGEOMINAS de Colombia: ubicacion de los procesos de remocion en masa (a partir de las fotografias aereas del ano 2002, donde se evidencian los efectos del evento de diciembre de 1999), geomorfologia, geologia de superficie, pendiente media del terreno (a partir de cartas topograficas), y conflictos de uso (a partir de la conjugacion de los mapas de uso actual y uso potencial de la tierra). Con la informacion cartografica verificada se procedio a su transformacion en mapas digitales para emplearlos en el SIG. La informacion en papel fue escaneada para obtener imagenes raster, y luego se digitalizaron en pantalla para ser vectorizadas.

Se trabajo con la plataforma SIG MapInfo (version 5.5) y ArcView (version 9.0). Para la comprobacion y eliminacion de los posibles errores cometidos, tales como, existencia de lineas duplicadas, sueltas, inexactitud de contornos, entre otros, se empleo el modulo auxiliar ArcShell (version 3.2). Esto se hizo con la finalidad de no invalidar los resultados finales por la propagacion de pequenos errores. Para la elaboracion del mapa de pendientes e hipsometrico se utilizo el modulo de altimetria Vertical Mapper (version 3.3) que funciona en MapInfo y se compararon con los mapas de pendiente e hipsometrico existentes. (IGVSB, 2002).

Una vez elaborados los mapas, se definieron los atributos que describen los diferentes elementos geograficos mediante la adicion de nuevos elementos a las tablas asociadas con cada capa tematica, definicion del diccionario de datos y las relaciones entre las tablas de atributos.

Analisis geoestadistico y superposicion de mapas

En esta parte del desarrollo del modelo se empleo el metodo explicito semianalitico, que combina los factores de clasificacion del metodo explicito empirico, el cual consiste en asignar puntajes ponderados a cada variable para indicar el grado de contribucion a la inestabilidad del terreno. La suma de los puntajes de todos los factores da como resultado un mapa de valores numericos que se pueden dividir por intervalos para definir zonas con distintos niveles de amenaza relativa.

Esta tecnica combina mapas cualitativos, por lo que es factible emplear la aplicacion del SIG. El metodo se puede alternar con formulaciones matematicas como el analisis estadistico univariado y el multivariado. En este trabajo se utilizo el analisis multivariado, ya que se cuenta con una muestra estadistica representativa de los procesos de remocion en masa y se puede generar un mapa de distribucion de la susceptibilidad, pudiendose luego combinar con otros mapas donde se representan las variables o factores involucrados. Para calcular el peso o grado de influencia de cada factor interno del terreno, se empleo la formula propuesta por Castro et al. (2001):

W% = DZX x 100/S

donde W: peso o susceptibilidad de la UCV (Unidad Cartografica de Variable) respecto al movimiento en masa analizado, DZX: superficie ([km.sup.2]) acumulada de deslizamiento que hay sobre la UCV, y S: superficie total ([km.sup.2]) acumulada de la UCV.

Todos los datos obtenidos con la aplicacion de la formula anterior en cada UCV se llevan a intervalos, considerando la media y la desviacion estandar. Luego, estos intervalos y las categorias de susceptibilidad se ajustan a juicio de expertos. Los mapas obtenidos con este procedimiento fueron denominados "mapas de susceptibilidad especifica", ya que solo brindan informacion acerca de cual unidad es mas susceptible a ser removida en cada variable.

Mapa de susceptibilidad final y calibracion

Una vez establecida semicuantitativamente las relaciones de peso en los diferentes mapas de susceptibilidad especifica, se procedio a otorgarles pesos ponderados a cada variable, lo que implico recurrir al juicio de expertos. Con los datos producto de la operacion matematica, se recodificaron y reajustaron los intervalos, manteniendo las 5 categorias o grados de susceptibilidad (1: muy baja, 2: baja, 3: media, 4: alta, y 5: muy alta). La cartografia obtenida asi fue denominada "mapas de susceptibilidad especifica ponderada". El mapa de susceptibilidad final se elaboro mediante el analisis multivariado, en el cual son sumados digitalmente por el SIG los cuatro mapas de susceptibilidad especifica ponderada. En este procedimiento se utilizo el siguiente algoritmo, modificado de Sanchez et al., 2004):

SF = SGs(pp%) + SGm(pp%) + SPm(pp%) + SCu(pp%)/Ntv

donde SF: susceptibilidad final, pp%: peso ponderado de la variable en porcentaje, SGs: susceptibilidad de la variable geologia de superficie, SGm: susceptibilidad de la variable geomorfologia, SPm: susceptibilidad de la variable pendiente media del terreno, SCu: susceptibilidad de la variable conflictos de uso, y Ntv: numero total de variables.

Para fines de calibracion del modelo se cruzo el mapa de susceptibilidad final con el de procesos de remocion en masa. Este ultimo contiene informacion del evento extraordinario de diciembre de 1999.

Resultados y Discusion

Zonificacion de los procesos de remocion en masa

El area de la microcuenca de drenaje de la quebrada Curucuti es de 927,70ha (AUAEV, s.f.) y los procesos de remocion en masa dentro de la microcuenca de drenaje representan el 0,91% del area total, es decir, 8,57ha.

En las unidades de geologia de superficie del mapa de zonificacion de los procesos de remocion en masa se observa que sobre el esquisto de Tacagua (217ha) predominan estos procesos (7,05ha de un total de 8,56ha removidas; AUAEV, 2003; IGVSB, 2002). Esto contrasta con la unidad aluvion Cuaternario, que no registra procesos de remocion en masa y con las otras formaciones litologicas, con menos de 1ha afectada.

De las 11 unidades geomorfologicas, solo 5 presentan evidencias de procesos de remocion en masa: i) conjunto de laderas de vertientes disectadas (4,89ha), ii) laderas de vertientes onduladas disectadas (1,46ha), iii) lecho de crecidas con agradacion de bloques y lodos (0,18ha), iv) conjunto de laderas de vertientes onduladas disectadas (1,10ha), y v) conjunto de laderas de vertientes concavas a onduladas (0,94ha; IGVSB, 2002). De todas las unidades anteriores, parece ilogico observar superficies de procesos de remocion en masa en el "lecho de crecidas con agradacion de bloques y lodos"; sin embargo, tal apreciacion puede deberse al hecho de que se cartografiaron tanto las cicatrices como las zonas de acumulacion del material desplazado.

En el mapa de pendiente media del terreno, el intervalo donde se registran mas procesos de remocion en masa es el de 18 a 33% con 5,06ha removidos de 569,20ha totales. El otro intervalo significativo es de 3 a 1%, que ocupa 282,60ha con 3,13ha afectadas. El intervalo 33-45% registra menos de 1ha y el de 0-3% no registra procesos de remocion en masa (IGVSB, 2002).

En el mapa de conflictos de uso, los grados extremos son los que registran afectacion. En las zonas urbanas y de desarrollos informales de alto conflicto practicamente no se registraron procesos de remocion en masa (0,99 de 68ha), y en zonas sin conflictos de uso se alteraron 7,57 de 764,90ha totales de la unidad. En los conflictos medio y bajo, no hubo afectacion (AUAEV, 2001; IGVSB, 2002).

Posteriormente, estos datos se vaciaron en un nuevo formato para ser procesados y determinar el peso que tienen las unidades en cada variable. De esta forma se obtienen los insumos basicos que se requieren para construir los mapas de susceptibilidad especifica.

Una vez obtenida la zonificacion de las areas susceptibles a los procesos de remocion en masa, es posible integrar la informacion con modelos hidrologicos que suministren los tiempos de concentracion de los flujos y proponer la instalacion de sistemas de alerta temprana que le permitan a la poblacion establecer las medidas preventivas y de respuesta, para minimizar los efectos adversos de los fenomenos estudiados.

En la actualidad y para los fines senalados, la necesidad de manejar simultaneamente gran cantidad de datos de diversas tipologias, asi como la rapida evolucion de las caracteristicas de algunos de estos, hace que la cartografia convencional resulte insuficiente, siendo necesario orientar los esfuerzos e investigaciones a sistemas integrados y automatizados de almacenamiento de datos geograficos, analisis matematicos de los mismos y presentacion de los resultados, tanto en forma alfanumerica como grafica, por lo tanto el uso de SIGs en este trabajo es de suma importancia, al permitir desarrollar las aplicaciones comentadas anteriormente y obtener resultados que podran usarse para el manejo de riesgos en los diferentes niveles de la planificacion del desarrollo.

Mapas de susceptibilidad especifica

En la variable geologia (Tabla Ia), la unidad de mayor peso es el esquisto de Tacagua (3,25%) con grado de susceptibilidad 5, en relacion con marmol de Antimano (1,38%) con grado de susceptibilidad 4, serpentinita (0,46%) de grado 2, complejo San Julian (0,09%) y aluvion Cuaternario, ambos con grado de susceptibilidad 1.

En la variable geomorfologia (Tabla Ib), el conjunto de laderas de vertientes disectadas posee el mayor peso (15,04%), le continuan en orden decreciente, las laderas de vertientes onduladas disectadas (1,11%), el lecho de crecidas con agradacion de bloques (1,05%), el conjunto de laderas de vertiente concava a onduladas (0,70%) y el conjunto de laderas de vertientes concavas a onduladas (0,59%). Los grados de susceptibilidad son 5, 4, 4, 3 y 2, respectivamente, y el resto de las unidades geomorfologicos, que no se mencionaron, no poseen registros de procesos de remocion en masa, por lo que se les asigno grado 1, ya que no se puede descartar la probabilidad de ocurrencia de estos procesos en ellas.

En los intervalos de pendiente media del terreno (Tabla Ic), el de mayor probabilidad de ocurrencia es el de 3-18% (grado 4), los de mediana probabilidad los rangos 18-33% y 33-45% (grado 3 cada uno) y con baja probabilidad el intervalo 0-3% (grado 1).

Debido a que el lecho de crecidas con agradacion de bloques se encuentra ubicado en el intervalo de pendiente media del terreno, que va de 3 a 18%, y este posee una alta probabilidad de ocurrencia de procesos de remocion en masa, es de suponer que por la configuracion de esta unidad geomorfologica y dadas las caracteristicas topograficas, el mismo esta confinado a un valle aluvial estrecho y los procesos de remocion en masa probablemente se pueden generar en las vertientes con fuerte pendiente, aledanas al lecho de crecida. Esta informacion se deduce de los datos obtenidos, pero no se pudo verificar en campo por el dificil acceso a la zona, las malas condiciones de la vialidad y los altos niveles de inseguridad.

Con relacion a la variable conflictos de uso (Tabla Id), el mas alto grado de susceptibilidad (grado 4) se encuentra en los poligonos que representan al mas alto grado de conflicto (1,46%); seguido por el de sin conflicto de uso con 0,99%, pero que genero un grado medio de susceptibilidad (grado 3), y el resto de los grados de conflictos dieron categoria de susceptibilidad 1. Esto se debe a que aun cuando los procesos de remocion en masa del evento de diciembre de 1999 no estuvieron relacionados con los conflictos de uso, fue en esa zona donde se produjo el mayor numero de movimientos: Es por ello que cuando se le asigna peso dentro de la variable a la unidad de conflictos de uso afectada, genera una categoria elevada de susceptibilidad.

Mapas de susceptibilidad especifica ponderada

La geologia de superficie fue ponderada con 40%, la geomorfologia con 30%, la pendiente media del terreno con 20% y los conflictos de uso con 10%. Estos porcentajes se atribuyeron segun la intervencion que cada variable tiene en la genesis de los procesos de remocion en masa. Se le otorgo el valor mas alto a la geologia, ya que esta jugo un papel fundamental en los eventos de diciembre de 1999. Las unidades geomorfologicas empleadas estan estrechamente vinculadas a la geologia y a las condiciones climaticas del area, por lo que se les dio el segundo peso en la ponderacion. En cuanto a la pendiente media del terreno, aunque este factor es ampliamente mencionado en la literatura, como el de mayor influencia en los procesos de remocion en masa, en el caso particular de la microcuenca en estudio, el intervalo de 3-18% fue donde sucedieron mas desplazamientos de material; por ello se le concedio solo el 20% del total. Los conflictos de uso al igual que las pendientes, no tuvieron relevancia, ya que precisamente en donde no hay conflictos de uso, fue la zona con mayor densidad de procesos de remocion en masa.

Los valores que resultan de este procedimiento son mas bajos que los calculados para los mapas sin ponderar. Con relacion a estos ultimos se observa que se mantiene la tendencia, es decir, siguen siendo mas altas las mismas unidades en cada variable, pero con los intervalos de valores categoriales de susceptibilidad recalculados y ajustados a la nueva data. La geologia de superficie ponderada no vario con respecto al no ponderado (Tabla IIa). Las laderas de vertientes onduladas disectadas y el lecho de crecidas con agradacion de bloques y lodos, pasaron de grado 4 a grado 3 en el mapa geomorfologico ponderado (Tabla IIb). En el mapa ponderado de pendiente media del terreno, los valores de los intervalos 3-18, 18-33 y 33-45%, disminuyen a grados 3, 2 y 2, respectivamente, manteniendose como una variable de baja influencia en los procesos de remocion en masa, ya que sus maximos alcanzan solo hasta la categoria 3 de susceptibilidad (Tabla IIc). Finalmente, el mapa de conflictos de uso (Tabla IId) es mas homogeneo, quedando reducido su alcance a grado 2 y 1 de susceptibilidad, siendo el dato mas elevado, el alto grado de conflicto, representado por las zonas de vivienda informal (barrios). Es importante resaltar que en el mapa no ponderado, la zona sin conflicto de uso alcanzo grado 3 de susceptibilidad, pero como la mayor parte de ese poligono lo ocupa el Parque Nacional El Avila y en el no se registraron procesos de remocion en masa importantes, el sistema lo reclasifica a grado 1 en el mapa ponderado.

Cabe destacar que la ponderacion se realizo considerando la influencia diferencial de cada parametro o factor de terreno sobre la estabilidad o susceptibilidad a los fenomenos de remocion en masa. Para ello se analizo espacial y digitalmente los diferentes mapas de susceptibilidad tematicos para establecer los pesos en porcentaje de acuerdo al juicio de expertos con tecnicas de evaluacion multicriterio.

Mapa de susceptibilidad final y calibracion del modelo

En el mapa de susceptibilidad final, generado de la superposicion algoritmica de as capas de susceptibilidad especifica ponderada, solo se muestra la probabilidad con a que se puede producir un movimiento de masa (Figura 2). Se aprecia que existen pocas zonas con susceptibilidad de categoria "muy alta"; la mayoria esta situada en a cuenca baja, donde coinciden la unidad geomorfologica denominada "conjunto de laderas de vertientes disectadas", la formacion geologica esquistos de Tacagua, los intervalos de pendiente media del terreno de 18 a 33% y sin conflictos de uso. Se observan, algunas pequenas areas de "muy alta" susceptibilidad en la unidad geomorfologica "laderas de vertientes onduladas disectadas", igualmente ubicada sobre los esquistos de Tacagua y con el mismo rango de pendiente (18-33%), pero en una zona de conflicto medio a alto. En el mapa sintesis, predominan las areas de "muy baja" a "baja" susceptibilidad, abarcando el 75% de la superficie de la microcuenca de drenaje, es decir, 704,54 de 927,70ha. Las areas de "muy alta" a "alta" susceptibilidad corresponden solo a una susceptibilidad de 204,6ha, lo que representa 22,05% del total; las de mediana susceptibilidad son practicamente inexistentes, ocupando el 2%, y se comportan como una especie de area de transicion (Tabla III).

[FIGURA 2 OMITIR]

En atencion a estos resultados, se debe aclarar que es fundamental conocer el nivel de incertidumbre del modelo, para lo cual se calibro superponiendo al mapa final de susceptibilidad, el area deslizada durante el evento extremo de diciembre de 1999 (Figura 3), encontrando que menos del 1%, es decir, solo 8,57 de 927,70ha totales de la microcuenca fue removido. Sin embargo, de ese 1%, el 82,26% (4,88 y 2,17ha) se localiza dentro de la zona que abarca las categorias de susceptibilidad "muy alta" y "alta" (Tabla IV). Este resultado indica la validez del modelo, con un grado de incertidumbre menor al 20%, por lo que se propone su aplicacion en ambas vertientes del macizo El Avila y otras regiones del pais con caracteristicas fisico-geograficas similares, por constituir una herramienta de analisis apropiada para proponer acciones estrategicas a la comunidad y a los organismos locales, que produzcan respuestas oportunas y eficaces ante las amenazas estudiadas.

[FIGURA 3 OMITIR]

De aqui se desprende una serie de ventajas y desventajas de la aplicacion de los SIG, en estudios de esta naturaleza:

--Se puede utilizar una mayor variedad de tecnicas de analisis, debido a la velocidad de los calculos y a que las tecnicas complejas requieren la superposicion de un numero grande de mapas y tablas.

--Es posible mejorar los modelos, evaluando los resultados y ajustando las variables de entrada. En ocasiones se utiliza un sistema de ensayo y error, corriendo el modelo varias veces hasta obtener un resultado satisfactorio.

--En el transcurso del analisis generalmente se obtiene nueva informacion, la cual puede ser actualizada rapidamente en los modelos.

--Entre las desventajas se puede mencionar el relativo largo tiempo de digitalizacion y el peligro de poner mucho enfasis en el analisis de datos con poca influencia, lo cual puede convertir al modelo en un ejercicio teorico no aplicable.

Conclusiones

Los Sistemas de Informacion Geografica son una herramienta valiosa para abordar trabajos que requieran modelar multiples variables, debido al gran volumen de informacion que pueden procesar, a su capacidad de generar topologia y, por lo tanto, a la posibilidad de realizar la superposicion de mapas, llegando a obtener un mapa que englobe las caracteristicas de todos ellos. Si bien clasicamente los trabajos de este tipo se abordan con sistemas raster, la utilizacion de un sistema vectorial para la realizacion de analisis espacial que implique superposiciones, permite trabajar con mapas a diferentes escalas. Sin embargo, hay que precisar que las dificultades surgidas en el momento de realizar los analisis con un sistema de tipo vectorial aumentan exponencialmente con el numero de variables involucradas, lo que no sucede con otro tipo de sistemas.

Como producto del modelaje, que implico el cruce geometrico de los mapas ponderados, se obtuvo el mapa de susceptibilidad a los procesos de remocion en masa de la microcuenca de la quebrada Curucuti, en el municipio Maiquetia del Estado Vargas. Para obtener el mapa final, empleando plataforma SIG, se seleccionaron 4 variables con incidencia en la remocion de material, a saber, geologia de superficie, geomorfologia, pendiente media del terreno y conflictos de uso. Cada variable fue sometida a un analisis estadistico para observar cuales valores son mas frecuentes en la zona afectada, y con base en estos resultados, clasificar los mapas para ser superpuestos. Se emplearon dos tipos de superposiciones: sin ponderar las variables (mapa de susceptibilidad especifica) y ponderando las variables (mapas de susceptibilidad especifica ponderada).

Las adaptaciones incorporadas al modelo original consistieron en adicion de la ponderacion, ya que solo se basan en los pesos sin ponderar, y cambio de los rangos y las categorias de susceptibilidad a los procesos de remocion en masa.

Con la aplicacion del modelo resulta que la zona de mas alta probabilidad a los procesos de remocion en masa en la microcuenca objeto de estudio es el sector donde coinciden la formacion geologica Esquisto de Tacagua, el Conjunto de Vertientes Disectadas, las Pendientes Medias entre 3 y 18%, y las Zonas sin Conflictos de Uso. Del mapa final se puede deducir que la zona con alta potencialidad a desplazarse no abarca grandes superficies, sino que esta reducida y dispersa en algunos sectores dentro de la microcuenca. El modelo se ajusta a la realidad en un 80%, por lo que sus resultados son bastante confiables.

Se recomienda pasar a una segunda etapa de la investigacion, la cual consistira en incorporar los detonantes, tales como las precipitaciones y/o los sismos, para generar mapas de amenaza por procesos de remocion en masa. Otra recomendacion es la de usar el modelo como una herramienta de pronostico de orden local, que permita orientar acciones tendentes a la prevencion y mitigacion de los efectos que puedan ocasionar los procesos de remocion en masa.

Recibido: 06/01/2006. Modificado: 18/07/2006. Aceptado: 28/07/2006.

REFERENCIAS

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Scarlet Cartaya. Profesora en Ciencias Sociales, mencion Geografia. M.Sc. en Geografia Fisica, Universidad Pedagogica Experimental Libertador--Instituto Pedagogico de Caracas (UPEL-IPC), Venezuela. Candidata a Doctora en Ciencias Sociales, Universidad Central de Venezuela (UCV). Profesora, UPEL-IPC, Venezuela. Direccion: Departamento de Geografia e Historia, UPEL-IPC. Av. Pez, El Paraiso, Caracas 1010, Venezuela. e-mail: scartaya@yahoo.com

Williams Mendez. Profesor en Ciencias de la Tierra, mencion Geografia Fisica. M.Sc. en Geografia Fisica, UPEL-IPC, Venezuela. Candidato a Doctor en Ciencias de la Ingenieria, UCV, Venezuela. Profesor, UPEL-IPC, Venezuela. e-mail: wjmendezmata@yahoo.com

Henry Pacheco. Profesor en Ciencias de la Tierra, mencion Geografia Fisica. M.Sc. en Geografia Fisica, UPEL-IPC, Venezuela. Candidato a Doctor en Ciencias de la Ingenieria, UCV, Venezuela. Profesor, UPEL-IPC, Venezuela. e-mail henrypacheco2005@yahoo.com
TABLA I

CALCULO ESTADISTICO PARA DETERMINAR EL PESO DE DIFERENTES
VARIABLES EN LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS PROCESOS DE REMOCION
EN MASA, EN LA MICROCUENCA DE LA QUEBRADA CURUCUTI,
ESTADO VARGAS, VENEZUELA

                                    Superficie
Codigo           Unidad               de la     Superficie   Peso de
                                      unidad     removida   la unidad
                                       (ha)        (ha)        (%)

a)      Variable: Geologia de superficie

   1    Aluvion Cuaternario            58,90       0,00        0,00
   2    Marmol de Antimano             11,60       0,16        1,38
   3    Esquistos de Tacagua          217,00       7,05        3,25
   4    Serpentinita                  210,90       0,98        0,46
   5    Complejo San Julian           429,40       0,37        0,09
        Total                         927,80       8,56        5,18

b)      Variable: Geomorfologia

   1    Acumulaciones mixtas de        29,70       0,00        0,00
          glacis, terrazas y
          abanicos
   2    Acumulaciones mixtas con       23,20       0,00        0,00
          colinas y restos de
          abanicos y terrazas
   3    Conjunto de laderas de         32,50       4,89       15,04
          vertientes disectadas
   4    Laderas de vertientes         131,20       1,46        1,11
          onduladas disectadas
   5    Lecho de crecidas con          17,10       0,18        1,05
          agradacion de bloques
   6    Conjunto de laderas de        158,00       1,10        0,70
          vertientes concavas a
          onduladas
   7    Conjunto de laderas de        240,60       0,94        0,39
          vertientes concavas a
          onduladas
   8    Conjunto de laderas de         43,30       0,00        0,00
          vertientes onduladas
   9    Laderas de viga convexas      21,590       0,00        0,00
          densas
  10    Cumbre colinada con            35,40       0,00        0,00
          evidencia de
          paleomodelado de erosion
  11    Cimas de cumbres                0,80       0,00        0,00
          ligeramente onduladas
        Total                         927,70       8,57       18,29

c)      Variable: Pendiente media del terreno

   1    0-3%                           10,70       0,00        0,00
   2    3-18%                         282,60       3,13        1,11
   3    18-33%                        569,20       5,06        0,89
   4    33-45%                         65,20       0,39        0,60
        Total                         927,70       8,58        2,59

d)      Variable: Conflicto de uso de la tierra

   1    Alto                           68,00       0,99        1,46
   2    Medio                          82,70       0,00        0,00
   3    Bajo                           12,00       0,00        0,00
   4    Sin Conflicto                 764,90       7,57        0,99
        Total                         927,60       8,56        2,45

Codigo           Unidad              Grado de     Color
                                    susceptib.

        Variable: Geologia de superficie
a)
        Aluvion Cuaternario             1          Azul
   1    Marmol de Antimano              4       Anaranjado
   2    Esquistos de Tacagua            5          Rojo
   3    Serpentinita                    2         Verde
   4    Complejo San Julian             1          Azul
   5    Total

        Variable: Geomorfologia
b)
        Acumulaciones mixtas de         1          Azul
   1      glacis, terrazas y
          abanicos
        Acumulaciones mixtas con        1          Azul
   2      colinas y restos de
          abanicos y terrazas
        Conjunto de laderas de          5          Rojo
   3      vertientes disectadas
        Laderas de vertientes           4       Anaranjado
   4      onduladas disectadas
        Lecho de crecidas con           4       Anaranjado
   5      agradacion de bloques
        Conjunto de laderas de          3        Amarillo
   6      vertientes concavas a
          onduladas
        Conjunto de laderas de          2         Verde
   7      vertientes concavas a
          onduladas
        Conjunto de laderas de          1          Azul
   8      vertientes onduladas
        Laderas de viga convexas        1          Azul
   9      densas
        Cumbre colinada con             1          Azul
  10      evidencia de
          paleomodelado de erosion
        Cimas de cumbres                1          Azul
  11      ligeramente onduladas
        Total

        Variable: Pendiente media del terreno
c)
        0-3%                            1          Azul
   1    3-18%                           4       Anaranjado
   2    18-33%                          3        Amarillo
   3    33-45%                          3        Amarillo
   4    Total

        Variable: Conflicto de uso de la tierra
d)
        Alto                            4       Anaranjado
   1    Medio                           1          Azul
   2    Bajo                            1          Azul
   3    Sin Conflicto                   3        Amarillo
   4    Total

TABLA II

CALCULO ESTADISTICO PARA DETERMINAR EL PESO PONDERADO DE
LAS DIFERENTES VARIABLES EN LA SUSCEPTIBILIDAD A LOS PROCESOS DE
REMOCION EN MASA, EN LA MICROCUENCA DE LA QUEBRADA CURUCUTI,
ESTADO VARGAS, VENEZUELA

                                  Superficie
Codigo  Unidad                      de la      Superficie     Peso de
                                    unidad      removida     la unidad
                                     (ha)         (ha)          (%)

a)      Variable: Geologia de superficie

   1    Aluvion Cuaternario          58,90        0,00         0,00
   2    Marmol de Antimano           11,60        0,16         1,38
   3    Esquistos de Tacagua        217,00        7,05         3,25
   4    Serpentinita                210,90        0,98         0,46
   5    Complejo San Julian         429,40        0,37         0,09
        Total                       927,80        8,56         5,18

b)      Variable: Geomorfologia

   1    Acumulaciones mixtas de      29,70        0,00         0,00
          glacis, terrazas y
          abanicos
   2    Acumulaciones mixtas con     23,20        0,00         0,00
          colinas y restos de
          abanicos y terrazas
   3    Conjunto de laderas de       32,50        4,89         15,04
          vertientes onduladas
          disectadas
   4    Laderas de vertientes       131,20        1,46         1,11
          onduladas disectadas
   5    Lecho de crecidas con        17,10        0,18         1,05
          agradacion de bloques
   6    Conjunto de laderas de      158,00        1,10         0,70
          vertientes concavas a
          onduladas
   7    Conjunto de laderas de      242,70        0,94         0,39
          vertientes concavas a
          onduladas
   8    Conjunto de laderas de       43,30        0,00         0,00
          vertiente onduladas
   9    Laderas de viga convexas    215,90        0,00         0,00
          densas
  10    Cumbre colinada con          35,40        0,00         0,00
          evidencia de
          paleomodelado de
          erosion
  11    Cimas de cumbres              0,80        0,00         0,00
          ligeramente onduladas
        Total                       927,70        8,57         18,29

c)      Variable: Pendiente media del terreno

   1    0-3%                         10,70        0,00         0,00
   2    3-18%                       282,60        3,13         1,11
   3    18-33%                      569,20        5,06         0,89
   4    33-45%                       65,20        0,39         0,60
        Total                       927,70        8,58         2,59

d)      Variable: Conflicto de uso de la tierra

   1    Alto                         68,00        0,99         1,46
   2    Medio                        82,70        0,00         0,00
   3    Bajo                         12,00        0,00         0,00
   4    Sin Conflicto               764,90        7,57         0,99
        Total                       927,60        8,56         2,45

Codigo  Unidad                    Ponderacion   Grado de
                                     de la     susceptib.
                                   variable

a)      Variable: Geologia de superficie

   1    Aluvion Cuaternario              0,00       1
   2    Marmol de Antimano               0,55       4
   3    Esquistos de Tacagua      0,40   1,30       5
   4    Serpentinita                     0,19       2
   5    Complejo San Julian              0,03       1
        Total

b)      Variable: Geomorfologia

   1    Acumulaciones mixtas de          0,00       1
          glacis, terrazas y
          abanicos
   2    Acumulaciones mixtas con         0,00       1
          colinas y restos de
          abanicos y terrazas
   3    Conjunto de laderas de           4,51       5
          vertientes onduladas
          disectadas
   4    Laderas de vertientes            0,33       3
          onduladas disectadas
   5    Lecho de crecidas con     0,30   0,31       3
          agradacion de bloques
   6    Conjunto de laderas de           0,21       3
          vertientes concavas a
          onduladas
   7    Conjunto de laderas de           0,12       2
          vertientes concavas a
          onduladas
   8    Conjunto de laderas de           0,00       1
          vertiente onduladas
   9    Laderas de viga convexas         0,00       1
          densas
  10    Cumbre colinada con              0,00       1
          evidencia de
          paleomodelado de
          erosion
  11    Cimas de cumbres                            1
          ligeramente onduladas
        Total

c)      Variable: Pendiente media del terreno

   1    0-3%                             0,00       1
   2    3-18%                     0,20   0,22       3
   3    18-33%                           0,18       2
   4    33-45%                           0,12       2
        Total

d)      Variable: Conflicto de uso de la tierra

   1    Alto                             0,15       2
   2    Medio                     0,10   0,00       1
   3    Bajo                             0,00       1
   4    Sin Conflicto                    0,10       1
        Total

TABLA III

DATOS DE LA SUPERPOSICION DEL MAPA
DE SUSCEPTIBILIDAD FINAL CON EL DE PROCESOS
DE REMOCION EN MASA

 Categoria de    Superficie  Superficie              Superficie
susceptibilidad    de la       de la     Superficie  removida
                 categoria   categoria    removida      (%)
                    (ha)        (%)         (ha)      (Evento
                                                       1999)

Muy Bajo           375,34       40,45       0,00        0,00
Bajo               329,20       35,48       1,36        0,14
Medio               18,56        2,02       0,16        0,01
Alto               168,29       18,14       2,17        0,23
Muy Alto            36,31        3,91       4,88        0,52
Total              927,70      100,00       8,57        0,90

TABLA IV

PORCENTAJE DE REPRESENTACION DE LA
SUPERFICIE DESLIZADA EN CADA CATEGORIA
DE SUSCEPTIBILIDAD

Categoria de     Superficie  Superficie  Porcentaje que representa
susceptibilidad    de la      removida     la superficie removida
                 categoria      (ha)        en cada categoria
                    (ha)                     de susceptibilidad

Muy Bajo           375,34       0,00                 0,00
Bajo               329,20       1,36                15,86
Medio               18,56       0,16                01,88
Alto               168,29       2,17                25,32
Muy Alto            36,31       4,88                56,94
Total              927,70       8,57               100,00
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Author:Cartaya, Scarlet; Mendez, Williams; Pacheco, Henry
Publication:Interciencia
Date:Sep 1, 2006
Words:8181
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