Diseño gráfico de un mapa de susceptibilidad a los movimientos de ladera

1VIII Congreso Nacional de Topografía y Cartografía

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2004

, 19-22 Octubre 2004

Diseño gráfico de un mapa de susceptibilidad a los movimientos de ladera

Tomás Fernández(1); Clemente Irigaray(2); Rachid El Hamdouni(2) y José Chacón(2)

(1) Universidad de Jaén, [email protected] (2) Universidad de Granada, [email protected]; [email protected]; [email protected] RESUMEN Los mapas de susceptibilidad a los movimientos de ladera son una herramienta muy útil para la previsión y prevención de este fenómeno que, aunque poco espectacular, constituye uno de los procesos de riesgos que mayores costos suponen a largo plazo en España. Las metodologías más eficaces para elaborar estos mapas son las basadas en el análisis de correlación de factores determinantes y, puesto que éstos son diferentes para los distintos tipos de movimientos, al final se obtienen varios mapas, lo que resulta poco operativo. En el trabajo se analizan distintos métodos de integración de estos mapas: analíticos (se obtiene un único mapa después del análisis conjunto de todos los tipos); sintéticos (se integran todos los mapas en uno considerando la susceptibilidad máxima o media); y de diseño gráfico. Estos últimos son los que proporcionan la mejor solución, ya que permiten diferenciar, en un solo mapa, la susceptibilidad de las distintas tipologías consideradas.

1. INTRODUCCION. Los movimientos de ladera son uno de los fenómenos de riesgo que más daños produce a nivel general en España y en el resto del mundo. Aunque normalmente no constituyen un fenómeno de gran magnitud y espectacularidad (como los terremotos, volcanes o inundaciones) y sólo provocan víctimas mortales en algunos casos aislados -asociados a otros grandes eventos-, sus efectos se dejan sentir a largo plazo sobre los bienes materiales (viviendas, infraestructuras, cultivos, etc.). Así, sólo en España se calcula que en el quinquenio 1990-95 las victimas se elevaron a 38 y los daños económicos estuvieron por encima de los 36 millones de € (6 mil millones de pesetas) anuales, en un periodo bastante seco en la mayor parte el país, por lo que los daños podrían ser aún mayores (Olcina y Ayala, 2002). Otros estudios estiman unas pérdidas de unos 4,6 mil millones de € (768 mil millones de pesetas) y 70 víctimas en el período 1986-2016 (Ayala et al., 1987), para una hipótesis de riesgo medio.

Los mapas de susceptibilidad a los movimientos de ladera expresan la mayor o menor “probabilidad o posibilidad de que suceda un movimiento de ladera en una zona específica y en un futuro no determinado en función de la correlación de los factores condicionantes de la inestabilidad con la distribución de los movimientos pasados” (Brabb, 1991). Los mapas de susceptibilidad así definidos suponen, pues, un subconjunto dentro de los mapas de riesgo, en los cuales se evalúan las pérdidas –materiales y humanas- ocasionadas por la ocurrencia de un fenómeno determinado en un lugar y un tiempo determinados. El riesgo es un concepto que incluye probabilidad espacial y temporal en términos numéricos (peligrosidad), grado de afectación (vulnerabilidad) y unos elementos expuestos al riesgo, según la terminología de la UNDRO (Varnes, 1978).

Si sólo se tiene en cuenta el grado de afectación de los elementos ante un fenómeno de riesgo potencial se habla de mapas de vulnerabilidad. Si sólo se tiene en cuenta la probabilidad espacio-temporal se obtienen los mapas de peligrosidad. La susceptibilidad es un término aún más restrictivo –según la definición de Brabb (1984)- ya que:

– la definición de la susceptibilidad no se precisa en términos cuantitativos, y sobre todo: – incluye sólo la probabilidad espacial (localización de zonas susceptibles) y no se habla nada de probabilidad

temporal ni periodos de retorno, sino de un futuro indeterminado.

La susceptibilidad es un concepto muy útil para el caso de los movimientos de ladera, donde la cuantificación de la vulnerabilidad y la afectación de los elementos en riesgo resulta difícil en un fenómeno poco intenso, pero muy extendido (fenómenos de pequeño tamaño, con poca afectación individual, pero importante si se suman todos los efectos). Incluso la peligrosidad –probabilidad temporal- puede resultar complicada de determinar ya que en muchos casos no hay constancia de cuando se produjo un movimiento (no como un terremoto o una inundación importante), ni cada cuanto tiempo se reactiva, salvo en casos muy particulares por sus dimensiones o por los elementos afectados. Una posibilidad sería efectuar valoraciones secundarias en función de la ciclicidad de los factores activadores (terremotos, lluvias intensas, etc.). Por todo ello, la susceptibilidad resulta muy adecuada y relativamente fácil de establecer.

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Brabb (1984) incluye en su definición otra restricción –aunque secundaria, a nuestro juicio- que tiene que ver con la metodología predominante en la elaboración de estas cartografías, y es que estos mapas resultan del análisis de correlación entre movimientos y factores condicionantes o determinantes de los mismos. En efecto, de las distintas metodologías existentes para la obtención de mapas de susceptibilidad a los movimientos de ladera, casi todos ellas se basan en una correlación más o menos explícita con los movimientos de ladera preexistentes (Rengers et al., 1998). Tan sólo en algunos pocos casos dentro de los modelos probabilísticos (análisis cualitativos) o en los deterministas no se requieren análisis de correlación explícitos, aunque sí un conocimiento cualitativo de la distribución de los movimientos para seleccionar los factores a tener en cuenta y su clasificación y cartografía. Incluso hay métodos que no se basan en la superposición de factores (análisis geomorfológicos), pero en ellos, el conocimiento –generalmente a través de una larga experiencia de trabajo en la zona- de la distribución de los movimientos es incluso mayor.

Con todo, los métodos más utilizados y los que mejores resultados han dado hasta la fecha (Irigaray, 1995; Fernández, 2001; Chacón & Corominas, 2003) requieren este análisis de correlación entre factores y movimientos. El análisis permite la selección de los factores, la manera (más o menos generalizada) en que éstos se modelan, e incluso el peso que tendrán en la cartografía de susceptibilidad. Una vez seleccionados los factores, existen distintos métodos para elaborar los mapas de susceptibilidad, tanto probabilísticos (como los análisis de distribución, de densidad y actividad de los movimientos, los análisis geomorfológicos y cualitativos, y, sobre todos, los análisis estadísticos bivariantes y multivariantes) como deterministas (Rengers et al., 1998).

Ahora bien, como es sabido, existen distintas tipologías de movimientos de ladera, y se puede constatar cómo los factores que determinan los distintos tipos de movimientos (desprendimientos, deslizamientos superficiales y profundos, flujos de derrubios, de tierras o de barro) son diferentes en cada caso (Chacón et al, 1997). Tan sólo en mapas de pequeña y muy pequeña escala –con resolución muy baja, por lo tanto- pueden considerarse factores muy generalizados y condiciones muy generales (determinadas litologías, pendientes altas), comunes a todas las tipologías de movimientos.

Sin embargo, a nuestro juicio, en escalas por encima de la 1:200.000 (es decir, medias, grandes, y aún pequeñas), esta generalización no es recomendable, pues los mapas perderían resolución y en consecuencia serían bastante imprecisos. En estas escalas se hace necesaria una diferenciación entre tipologías de movimientos que permita establecer sus condiciones de aparición (litologías, estructuras, pendientes, exposición, formas del relieve, red de drenaje, etc.) de una forma precisa para la escala de trabajo. Así se demuestra en los análisis de correlación entre factores determinantes e inventarios de tipos de movimientos de ladera (Irigaray, 1995; Fernández, 2001).

Los mapas de susceptibilidad en escalas medias como la considerada en este trabajo (1:25.000) se presentan, por lo tanto, como múltiples mapas y no como un único mapa, a no ser que –de alguna manera- se puedan integrar todos ellos, sin menoscabo de la información y la precisión. La forma de integrar estos mapas –sobre todo las soluciones relacionadas con el diseño cartográfico- son las que se discuten en este trabajo. 2. LOCALIZACION Y MOVIMIENTOS DE LADERA DE LA ZONA DE TRABAJO La zona de trabajo (las Sierras de Lújar y la Contraviesa) se encuentra al Sur de la provincia de Granada entre Sierra Nevada y la costa mediterránea. Queda limitada al Norte por el Río Guadalfeo y al Sur por la divisoria de aguas entre la cuenca de dicho río y las ramblas que vierten directamente al mar (Figura 1). En su interior se encuentra la localidad de Torvizcón y en sus inmediaciones Orgiva, capital comarcal de la Alpujarra granadina.

Desde el punto de vista geológico, afloran materiales pertenecientes al Complejo Alpujárride del Sector Central de las Cordilleras Béticas. En concreto se distinguen tres unidades, la de Lújar (Los Pelaos), la de Escalate o Alcázar y la de Murtas (Aldaya et al., 1979; Aldaya, 1981). Dentro de la primera aparecen materiales calizos y dolomíticos con bajo grado de metamorfismo de edad triásica; en la segunda afloran series de filitas y cuarcitas de edad permotriásica; en la tercera aparecen esquistos oscuros y cuarcitas del Paleozoico, con intercalaciones de mármoles (Figura 1).

En cuanto a los movimientos de ladera, los movimientos que ocupan una mayor extensión son los deslizamientos, tanto de carácter rotacional (profundos) como traslacional, en algunos casos con una cierta componente de desprendimiento en cabecera. También son muy abundantes –aunque presentan una menor superficie ocupada- las corrientes de derrubios y barranqueras (flujos), tanto en materiales carbonatados como en metapelitas. Finalmente aparecen desprendimientos que aunque abundantes ocupan una extensión mucho menor (Figura 2).


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Figura 1. Localización geográfica y geológica de la zona

Figura 2. Inventario de movimientos de ladera 3. METODOLOGIA PARA LA ELABORACION DE MAPAS DE SUSCEPTIBILIDAD La metodología para la elaboración de estos mapas, desarrollada en un entorno SIG por el “Grupo de Investigaciones Medioambientales: Ingeniería del Terreno y Riesgos Geológicos”, es del tipo análisis bivariante, y ya se ha presentado en diversos trabajos (Chacón et al., 1992; Irigaray et al., 1999; Fernández et al., 2003). Básicamente, consta de los siguientes pasos:

– Elaboración del inventario y base de datos de movimientos de ladera – Análisis de correlación de los movimientos con los factores determinantes – Modelado de la susceptibilidad – Calibración y validación de los mapas de susceptibilidad

La primera fase comienza con la identificación de movimientos de ladera mediante fotointerpretación y trabajo

de campo. Posteriormente los movimientos se trasladan al Mapa Topográfico de Andalucía (MTA) a escala 1:10.000 y los polígonos resultantes se digitalizan vectorialmente en tableta digitalizadota Calcomp A0. En el SIG SPANS se les incorporan diversas características temáticas y morfológicas, para construir la BD de movimientos de ladera.


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El análisis factorial requiere que previamente se incorporen al SIG los mapas de factores. Algunos de ellos se obtienen por digitalización vectorial de mapas preexistentes revisados, como el geológico (litología, fracturación y estructura), vegetación, suelos y red hidrográfica (del MTN); posteriormente, en el SIG se determinan los mapas por diversos procesos: transformación a polígonos, orlados, corredores, Voronoi y filtrados. Los mapas obtenidos son el litológico, vegetación, suelos, densidad de drenaje y fractura, proximidad a ríos y fracturas, y orientación de discontinuidades rocosas. El resto de los factores se derivan del MDE, obtenido a su vez por digitalización de las curvas de nivel y puntos singulares del MTN25 y posterior rasterización (por triangulación/interpolación lineal). Los mapas resultantes son altitudes, pendientes, exposición, curvatura, rugosidad y formas del relieve (Fernández et al, 1996).

El análisis factorial se realiza en el SIG por correlación cruzada entre los mapas de inventario de rupturas y los de factores. Este análisis permite identificar por un lado cuáles son los factores que influyen en la generación de cada tipo de movimiento, y por el otro cuáles son las condiciones de aparición de los mismos. Se han determinado para ello coeficientes de correlación como el de contingencia, el de Kolmogorov-Smirnov y el de Goodman-Kruskal. Todos ellos son válidos para datos cualitativos (nominales y ordinales), ya que los factores temáticos son de esta naturaleza y los derivados del MDE –cuantitativos- se han considerado así también, para homogeneizar el análisis. En la Tabla 1 se muestran los factores empleados para cada tipo de movimiento (Fernández, 2001; Fernández et al., 2000). Tabla 1. Factores determinantes seleccionados para la elaboración de los mapas de susceptibilidad en cada uno de las tipologías de movimientos de ladera considerados y en el de susceptibilidad integrada por el método analítico (todos los movimientos)

Desprendimien. Corrientes de Derrubios Barranqueras Colapsos Deslizamientos Deslizamientos

Complejos Todos los

Movimientos Pendientes Rugosidad Contribución Litología Pend.Equilibrio Cuencas Dens.Fractura

Pendientes Curvatura Rugosidad Litología Recubrimiento Cuencas Dens.Fractura

Formas relieve Litología Recubrimientos Ríos-Orden 2 Ríos-Orden 3

Pendientes Curvatura Rugosidad Litología Recubrimiento Ríos-4 Dens.Fractura

Curvatura Litología Contactos Pend.Equilibrio Recubrimientos Ríos-Orden 4 Ríos-Orden 5 Dens. Drenaje

Curvatura Contribución Contactos Recubrimientos Cuencas Ríos-Orden 7

Curvatura Rugosidad Contribución Litología Contactos Recubrimientos Cuencas Ríos-Orden 4 Ríos-Orden 7

Con los factores seleccionados se elaboraron los mapas o modelos de susceptibilidad. Tras probar con distintos

métodos, se decidió emplear el de matriz, basado en la superposición de factores, asignando pesos iguales a cada uno de ellos (DeGraff & Romersbrug, 1978; Chacón et al., 1992; Irigaray, 1995), ya que éste método proporcionaba mejores resultados respecto a otros, en la zona de trabajo y a la escala considerada (Fernández, 2001; Fernández et al., 2000). Consiste en determinar el porcentaje de la superficie total de cada combinación de factores que está ocupada por las zonas de ruptura de los movimientos de cada tipología. Este porcentaje es indicativo de la susceptibilidad de cada combinación y permite obtener un mapa de susceptibilidad del terreno clasificado en 5 intervalos o niveles de susceptibilidad: muy bajo (0-1%), bajo (1-5%), medio (5-15%), alto (15-30%) y muy alto (>30%). En la Figura 3 se muestran los mapas obtenidos, respectivamente, para los desprendimientos (a) y deslizamientos trasnacionales (b).

Tabla 2. Distribución de los niveles de susceptibilidad, porcentaje de ruptura y grados de ajuste en cada nivel de los mapas correspondientes a los distintos tipos de movimientos.

Porcentaje de cada nivel Porcentaje de rupturas en cada nivel Grado de ajuste de cada nivel Movimientos MB B MD A MA MB B MD A MA MB B MD A MA

Desprendimient. 93,37 3,22 2,25 0,69 0,47 0,00 1,01 8,08 29,29 61,62 0,00 0,00 2,27 23,86 73,86Corrientes derr. 89,34 1,35 1,80 2,18 5,33 2,46 0,69 5,59 11,31 79,94 0,00 2,11 13,16 21,84 62,89

Barranqueras 51,49 12,02 20,26 12,16 4,06 1,13 4,15 26,27 38,80 29,65 0,20 2,85 10,70 26,20 60,04Colapsos 84,80 6,36 4,05 2,04 2,75 1,42 8,39 15,53 18,26 56,39 0,00 3,81 11,10 25,90 59,19Deslizamientos 56,42 12,02 11,99 11,08 8,50 2,59 3,99 16,05 29,32 48,05 0,42 3,38 13,36 26,44 56,40Desl. Complejos 85,02 4,13 5,63 2,22 3,00 0,00 0,00 15,06 7,70 77,24 0,00 0,00 8,24 10,75 81,00

Los mapas obtenidos para cada tipo de movimiento han sido validados mediante inventarios posteriores a la

realización de los mismos, lo que constituye un tipo de validación temporal. Se han determinado los errores absolutos y los relativos; los primeros se definen como la suma acumulada de los porcentajes de rupturas que caen en las clases de susceptibilidad baja y muy baja; los segundos resultan de la suma de los grados de ajuste de las clases de susceptibilidad


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baja y muy baja (el grado de ajuste de una clase es la razón entre el porcentaje de superficie ocupada por las rupturas en esta clase y este mismo porcentaje para todas las clases). Aún con variaciones de unos tipos a otros, todos los mapas han superado estos tests de calidad, con errores relativos inferiores al 5% y errores absolutos inferiores al 10% (Fernández, 2001; Fernández et al., 2000, 2003). En la Tabla 2 se muestran los resultados de la validación para los distintos tipos de movimientos.

Figura 3. Mapas de susceptibilidad: a: A los desprendimientos; b: A los deslizamientos traslacionales

4. MAPAS INTEGRALES DE SUSCEPTIBILIDAD

La conclusión de los análisis anteriores es que para describir la susceptibilidad a los movimientos de ladera se

precisan varios mapas –tantos como sean los tipos diferenciados-, lo cual resulta en realidad poco operativo, y, en consecuencia, poco útil desde el punto de vista de su utilización práctica como mapas previsores. Si, además, este análisis forma parte –como ocurre en muchos casos- de un estudio más amplio en el que se incluyen otros riesgos más o menos relacionados (sísmico, inundaciones, erosión, etc.), las dificultades son aún más evidentes.


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Por lo tanto, se hace necesaria la integración en un solo documento de todos los mapas de susceptibilidad para lo que existen distintas posibilidades, que se van a analizar. Las opciones para la elaboración de mapas analógicos integrados se pueden resumir en tres grupos:

– Métodos analíticos: Se realiza un solo mapa de susceptibilidad a los movimientos de ladera a partir de los

factores que los determinen de forma general. – Métodos sintéticos: Se elaboran los mapas parciales de susceptibilidad a los distintos tipos de movimientos y

se integran por superposición condicionada (se toma la susceptibilidad media o la más alta). – Métodos de diseño gráfico: A partir de los mapas parciales se realiza una superposición gráfica –aprovechando

los recursos visuales disponibles-, de tal modo que en el mismo mapa se distinguen la susceptibilidades a los distintos tipos de movimientos.

4.1. Mapa de susceptibilidad integrado mediante métodos analíticos

Esta primera aproximación proporciona buenos resultados, si se efectúa una buena selección de los factores determinantes de la inestabilidad general. Así, la validación puede presentar buenos grados de ajuste entre los mapas y las rupturas (Irigaray, 1995, Irigaray et al., 1999), aunque también puede ocurrir que los buenos resultados generales oculten errores cometidos en los movimientos cuyas zonas de ruptura presenten una menor extensión (por ejemplo, los desprendimientos de la zona de trabajo). Además –como ya se trató anteriormente- la selección de los factores puede entrañar más dificultades de lo deseable, ya que los factores que determinan los distintos tipos de movimientos son diferentes, e incluso algunos factores actúan en sentido contrario según los tipos (Fernández, 2001). Por ello, sólo parece una solución recomendable a escalas pequeñas donde la precisión de los factores no sea tan estricta.

En la Figura 4 se muestra el resultado de aplicar esta opción y en la Tabla 3 los resultados del análisis del mapa resultante y su validación con el inventario posterior. De estos resultados pueden extraerse las siguientes observaciones:

– Los mapas, lógicamente, son más conservadores que los obtenidos para los movimientos individuales (ver

Tabla 2), y así las zonas de muy baja y baja susceptibilidad apenas superan el 50%, frente a aquellos en los que estos porcentajes se mueven entre el 64 y el 97%.

– Los errores –absolutos y relativos- del mapa de inventario de todos los movimientos pueden considerarse como aceptables (inferiores al 7 y al 5%, respectivamente). Lo mismo sucede con deslizamientos, deslizamientos complejos e incluso corrientes de derrubios, que son los movimientos que ocupan una mayor extensión.

– Los errores en colapsos, barranqueras y desprendimientos superan el 10%, especialmente en estos últimos donde el error absoluto es del 28% y el relativo del 25%.

Figura 4. Mapa de susceptibilidad integrado mediante el método analítico


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Por lo tanto, aunque el modelado de casi todos los movimientos resulta aceptable, el elevado error que se produce en los desprendimientos junto a lo conservador que resulta el mapa, hacen pensar en otro tipo de alternativas, a menos que el modelo logre minimizar los errores. Por otra parte, en el mapa no se distinguen las susceptibilidades a los distintos tipos de movimientos.

Tabla 3. Distribución de los niveles de susceptibilidad, porcentaje de ruptura y grados de ajuste en cada nivel, correspondientes al mapa de susceptibilidad integrada obtenido de forma analítica.

Porcentaje de cada nivel Porcentaje de rupturas en cada nivel Grado de ajuste de cada nivel Movimientos MB B MD A MA MB B MD A MA MB B MD A MA

Todos 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 0,67 5,08 28,34 43,08 22,83 0,24 4,24 15,10 31,43 48,98Desprendimient. 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 13,13 15,15 59,6 2,02 10,1 0,00 25,00 25,00 25,00 25,00Corrientes derr. 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 1,57 4,40 32,29 57,07 4,67 1,00 4,30 22,14 58,77 13,79Barranqueras 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 2,43 8,99 25,8 47,99 14,79 2,19 8,60 15,35 39,04 35,82Colapsos 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 3,65 9,58 12,94 40,93 32,90 2,43 7,60 6,90 24,72 58,34Deslizamientos 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 0,40 3,73 28,02 38,21 29,63 0,17 2,75 13,60 25,47 58,00Desl. Complejos 34,33 16,08 25,06 18,31 6,22 0,00 1,38 8,45 27,36 62,82 0,00 0,94 2,83 12,26 83,96 4.2. Mapa de susceptibilidad integrado mediante métodos sintéticos

Una segunda opción es la de integrar los mapas de susceptibilidad a los diferentes tipos de movimientos previamente realizados, lo cual a su vez se puede realizar de varias maneras. Una de ellas sería la obtención de un nuevo mapa promediando los niveles de susceptibilidad, lo cual puede originar subestimaciones o sobreestimaciones de la susceptibilidad de los diferentes tipos. Así, la baja susceptibilidad en unos tipos de movimientos puede ocultar una alta susceptibilidad en otros, o viceversa. En la Figura 5 (a) se muestra esta solución, y en la Tabla 4 los resultados del análisis y la validación correspondiente. Se observa lo siguiente:

– El mapa es poco conservador a nivel general, como corresponde a un mapa promedio, en el que la mayor parte

de los mapas presentan altas proporciones de zonas de baja susceptibilidad (movimientos poco extendidos). – Sin embargo, los errores absolutos –en todos los tipos, incluido el de todos los movimientos- se disparan hasta

valores por encima del 60 y el 80%. Los errores relativos son bastante menores –como corresponde a mapas poco conservadores-, pero en general se sitúan por encima del 10%.

Tabla 4. Distribución de los niveles de susceptibilidad, porcentaje de ruptura y grados de ajuste en cada nivel, correspondientes a los mapas de susceptibilidad integrada obtenidos con métodos sintéticos.

Valores medios de susceptibilidad Porcentaje de cada nivel Porcentaje de rupturas en cada nivel Grado de ajuste de cada nivel Movimientos

MB B MD A MA MB B MD A MA MB B MD A MA Todos 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 2,34 77,47 20,17 0,02 0,00 0,56 15,43 54,65 29,36 0,00 Desprendimient. 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 4,04 82,83 13,13 0,00 0,00 0,00 33,33 66,67 0,00 0,00 Corrientes derr. 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 4,17 87,97 7,77 0,09 0,00 0,38 10,31 12,60 76,72 0,00 Barranqueras 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 2,31 70,47 27,23 0,00 0,00 0,57 15,93 83,50 0,00 0,00 Colapsos 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 1,06 53,65 45,26 0,02 0,00 0,24 6,75 76,87 16,14 0,00 Deslizamientos 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 1,56 82,75 15,65 0,04 0,00 0,25 14,13 36,12 49,51 0,00 Desl. Complejos 45,00 51,22 3,77 0,01 0,00 0,92 69,14 29,94 0,00 0,00 0,00 14,63 85,37 0,00 0,00

Valores máximos de susceptibilidad Todos 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 0,17 1,30 9,14 28,01 61,38 0,12 2,37 9,11 29,96 58,43Desprendimient. 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 0,00 0,00 5,05 17,17 77,78 0,00 0,00 0,00 0,00 100,0Corrientes derr. 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 1,11 0,76 4,30 8,59 85,25 1,33 1,33 4,00 9,33 84,00Barranqueras 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 0,06 1,27 9,85 33,51 55,30 0,00 2,26 9,80 35,68 52,26Colapsos 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 0,00 0,66 1,99 13,10 84,24 0,00 1,57 2,36 14,17 81,89Deslizamientos 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 0,09 1,31 9,52 31,56 57,52 0,00 2,30 9,48 33,62 54,60Desl. Complejos 27,81 11,10 20,55 19,06 21,48 0,00 0,00 6,38 10,23 83,39 0,00 0,00 7,14 11,90 80,95


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Figura 5. Mapa de susceptibilidad integrado mediante métodos sintéticos: a: Susceptibilidad media; b: Susceptibilidad máxima

Una posible solución a esta deficiencia sería recurrir a la ponderación de la media, otorgando un mayor peso a los movimientos de mayor extensión (deslizamientos) y menor a los más pequeños (desprendimientos), pero esto puede producir errores, como antes, en la previsión de los últimos. No obstante, siempre sería posible optimizar estas combinaciones lineales de mapas mediante técnicas iterativas, hasta encontrar las que presenten mejores resultados globales y parciales. Se han realizado varias pruebas –no mostradas en las tablas-, pero los resultados no mejoran sensiblemente, sobre todo en la validación de los movimientos de pequeña extensión (desprendimientos).

Otra posibilidad es la cartografía del mayor nivel de susceptibilidad a los diferentes tipos de movimientos que se presenta en cada punto. Es una forma de que no quede minimizada la susceptibilidad en ningún tipo, aunque éste sea de pequeña extensión, pero esta solución conduce a mapas excesivamente conservadores. En la Figura 5 (b) se muestra también el resultado de este método y en la Tabla 4 los resultados de la validación. Se observa lo siguiente:


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– El mapa resulta muy conservador –como es lógico, al ser la suma de los anteriores-, de tal forma que la zona ocupada por los niveles de susceptibilidad baja a muy baja no supera el 40%.

– Los errores -absolutos y relativos- son bastante bajos en todos los casos (no llegan al 5%), ya que todos los movimientos quedan cubiertos.

Por lo tanto, ninguna de las soluciones aportadas por los métodos sintéticos (valores medios y máximos de

susceptibilidad) resulta satisfactoria; la primera muestra mapas no conservadores, pero con errores inaceptables; en la segunda, los errores se minimizan de forma muy notoria, pero son excesivamente conservadores, y, en consecuencia, poco funcionales.

4.3. Mapa de susceptibilidad integrado mediante métodos de diseño gráfico

En todas las opciones hasta ahora barajadas se plantea además la limitación de que la tipología del movimiento que tiene cada nivel de susceptibilidad del mapa resultante no queda expresada. Resulta conveniente que, además del nivel de susceptibilidad, se conozca de qué proceso se trata para poder utilizar estos mapas como previsores, sobre todo con vistas a la adopción de medidas preventivas o correctoras que serán diferentes para cada tipo de movimiento.

La solución se encuentra en las técnicas de representación y diseño cartográfico. La representación de la susceptibilidad se resuelve generalmente mediante la utilización del color al tratarse de datos zonales; no obstante, por su carácter ordinal, este uso del color se centra en graduaciones tanto de brillo (valor) como entre tonos extremos. La primera es una buena solución para presentaciones en blanco y negro, pero con los medios actuales se tiende a utilizar cada vez más la segunda, ya que resulta más expresiva. Normalmente, al ser cuestiones relacionadas con el riesgo, se suele utilizar convencional y connotativamente una graduación de tipo semáforo; es decir, verde (libre de peligro) para los niveles de muy baja susceptibilidad; amarillo (precaución) para la baja; naranja para la media y alta (éste último acercándose al rojo); y rojo (peligro) para la muy alta. Esta escala se puede ampliar hasta el verde con menor mezcla de amarillo o hasta azulado por abajo, y hasta el morado o violeta por arriba. No obstante, para cinco niveles, se estima adecuada la graduación empleada.

Sin embargo, la utilización de color continuo no permite la representación de fenómenos superpuestos como la susceptibilidad de distintos tipos de movimientos, al tratarse éste de un dato continuo, y existir en cada punto un nivel de susceptibilidad para cada tipología. Por ello, hay que valorar la utilización de otros recursos, que para el caso de datos zonales continuos se reducen al tramado, en concreto al uso de tramas semitransparentes y, en consecuencia, superponibles. La discusión, en este punto, ha de centrarse en qué tipo de trama resultará más adecuada para la representación de estos datos.

En primer lugar, se descarta el empleo de tramas lineales –que de por sí introducen distorsión en la imagen-

por tratarse de varios fenómenos superpuestos con cinco niveles cada uno, lo que puede originar múltiples combinaciones. Aún cuando se reduzca a las tres tipologías básicas (desprendimientos-colapsos, corrientes de derrubios-barranqueras y deslizamientos), se produciría una imagen bastante compleja y difícil de interpretar, a la par que poco estética. Se opta, por lo tanto, por el uso de tramas puntuales, más versátiles, más estéticas y con una mayor capacidad connotativa (al poder utilizar símbolos asociativos, que, no obstante, no sean demasiado complejos).

Por otra parte, puesto que la susceptibilidad es un dato en escala ordinal, se han de utilizar la variación del tamaño o espaciado de los símbolos de la trama –y así construir una trama más clara o más oscura en conjunto-, al tiempo que se han de diseñar formas y/o colores diferentes para diferenciar unas tipologías de movimientos de otras.

Esta opción es la que se utiliza en la Figura 6 (recuadros a y c, correspondientes a dos fragmentos de mapa), con tres tramados distintos, en los que la forma y el color de los elementos individuales trata de evocar los tres tipos básicos de movimientos diferenciados. Así, los puntos evocan al depósito de bloques característico de los desprendimientos; la “v” invertida hace referencia al depósito de piedras angulosas de una corriente de derrubios; y el símbolo de “sostenido” trata de recordar a la superficie de deslizamiento. Las connotaciones del color son menos evidentes y responden a los convencionalismos que se asignan a las litologías en las que se producen los distintos tipos de movimientos: azul oscuro para los desprendimientos-colapsos asociados a rocas carbonatadas; marrón-rojizo para deslizamientos asociados a materiales arcillosos-arenosos o rocas; ocre a la mezcla de barro y derrubios propios de las corrientes de derrubios y barranqueras. Se han evitado colores como el verde –aunque el ocre presenta un matiz verdoso para mejorar el contraste- que no resulta apropiado para una graduación de susceptibilidad (peligro en definitiva). Para no sobrecargar el mapa no se aplica trama al nivel 1, ya que la ausencia de trama se interpreta inequívocamente como el nivel inferior, en este caso susceptibilidad muy baja (no existe la “susceptibilidad nula” en esta escala).


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Esta solución trae consigo ciertos problemas, relacionados sobre todo con la superposición de las tramas que dificulta la claridad expresiva del mapa. Esto es especialmente evidente en las interferencias entre la trama de deslizamientos y la de corrientes de derrubios, ambas –especialmente la primera- muy extendidas por los materiales metapelíticos (como se observa en el recuadro c, muy recargado y confuso); además, la elevada proporción de zonas de alta a muy alta susceptibilidad en los deslizamientos ya crean zonas de tramado excesivo por sí mismas (c). Las interacciones de las dos tramas anteriores con la de los desprendimientos es menor –salvo en zonas muy localizadas-, al aparecer ésta última casi exclusivamente en materiales carbonatados (recuadro b, más claro que el c).

Por ello, se ha ideado un último sistema que combina color continuo y trama de forma adecuada. Este sistema

se basa en reservar el uso del color para expresar la susceptibilidad a los deslizamientos, y la trama para los otros dos tipos, consiguiendo así reducir la interferencia de tramas y el recargamiento del mapa con un tramado excesivo. Así, el sistema propuesto para la representación cartográfica de la susceptibilidad a los diferentes tipos de movimientos, se puede resumir en los siguientes puntos (Fernández , 2001):

- Los movimientos de ladera se han clasificado en tres grupos por afinidad: desprendimientos y colapsos, corrientes de derrubios y barranqueras y deslizamientos (incluyendo los complejos, traslacionales y superficiales).

- Los mapas obtenidos de esta reclasificación se integran en un mapa y tabla de condición única. A este mapa se le aplica, a su vez, un filtro modal para eliminar ruido. Ha sido suficiente la aplicación de una sola operación de filtrado en una cuadrícula de aproximadamente 50 m de lado, que consigue eliminar el ruido, pero sin hacer desaparecer zonas de susceptibilidad a desprendimientos o a corrientes de derrubios de pequeña extensión.

- Puesto que los deslizamientos, son los movimientos que presentan una mayor proporción de las zonas de alta a muy alta susceptibilidad, frente a las desprendimientos-colapsos y corrientes de derrubios que están más localizados, se ha reservado el uso el color (graduación tipo semáforo) para expresar la susceptibilidad a los deslizamientos, y la trama para los otros dos tipos, consiguiendo así no recargar al mapa con un tramado excesivo. La forma de los elementos de la trama es la misma que en el mapa anterior, pero los colores se han modificado un poco (violeta para desprendimientos, marrón para corrientes de derrubios).

En la Figura 6 (recuadros b y d) se muestran dos fragmentos de este mapa. En ambos casos se observa que la

solución es mejor que la anterior desde el punto de vista comunicativo (se distinguen bien los distintos grados de susceptibilidad en los tramados) como estético (no hay tanta sobrecarga), salvo en aquellas zonas reducidas donde coinciden las dos tramas.

Otras soluciones pueden consistir en representar los movimientos de ladera sobre la susceptibilidad, pero esto

complica aún más un mapa, ya de por sí bastante complejo. Esta opción se basa en la metodología original de Brabb et al., (1972), en la cual la clase máxima de susceptibilidad son los propios movimientos. Aunque esta opción resulta factible en mapas de susceptibilidad referidos a un solo tipo de movimiento o en los que expresan la susceptibilidad total sin distinguir tipologías, en nuestro caso resulta mucho más difícil de aplicar.

Hay que aclarar que las soluciones gráficas discutidas son propias de cartografía analógica. Evidentemente, la cartografía digital –entendiendo por ésta la que se presenta sobre pantallas de ordenador, TV, pantallas de gran formato, etc.,- ofrece grandes posibilidades (mapas dinámicos, interactivos, hipermedia y multimedia …), pero este trabajo se centra en soluciones de tipo analógico, aún cuando el proceso haya sido realizado seguido en gran parte en sistemas digitales (SIG, programas de diseño gráfico, etc.). 5. DISEÑO FINAL DEL MAPA El diseño final del mapa de susceptibilidad integrado incluye –además de la simbología ya explicada- la rotulación y la composición del mismo. Previamente se ha seleccionado una escala de trabajo y el formato adecuado para la representación. La escala elegida para la representación es la 1:25.000, que resulta adecuada teniendo en cuenta la escala de la fotografía aérea (1:20.000) y la del mapa base utilizado para la recogida de los datos (1.:10.000). En función de esta escala y de las dimensiones de la zona de trabajo (unos 15 Km en la dirección E-W por 10 Km en la N-S), el formato elegido es el A-1 (formato normalizado), en el que queda suficiente espacio para la información marginal. Como mapa base se ha utilizado la BCN25 con las capas de altimetría, hidrografía, vías de comunicación, población y construcciones, siguiendo básicamente los criterios de simbolización y rotulación del MTN25. La información marginal incluye título, leyenda, escala, créditos (con explicación de la metodología de los mapas de susceptibilidad), esquemas de situación y mapas auxiliares (MDT-sombreado y litológico).


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Figura 6. Mapa de susceptibilidad integrado mediante métodos de diseño gráfico. Recuadros a y c: Utilización de tres tramados; recuadros b y d: Combinación de color continuo y dos tramados. NOTA: La calidad gráfica en pantalla es lógicamente bastante inferior a la que se tiene el mapa una vez se imprime en un plotter de calidad.


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6. CONCLUSIONES Las metodologías que mejores resultados proporcionan en la elaboración de mapas de movimientos de ladera –basadas en la correlación con los factores determinantes- requieren que los distintos tipos de movimientos sean tratados independientemente, por lo que se originan varios mapas, lo cual es poco operativo para su uso como mapas previsores. De los distintos métodos existentes para integrar los mapas en uno sólo, analíticos, sintéticos y de diseño gráfico, son estos últimos los que proporcionan las mejores soluciones, ya que permiten diferenciar la susceptibilidad de los distintos tipos básicos (desprendimientos-colapsos, corrientes de derrubios-barranqueras, y deslizamientos); esto es interesante a la hora de adoptar medidas previsoras y correctoras, distintas según la tipología. Además, los mapas resultantes de las otras soluciones –especialmente los sintéticos- presentan importantes desajustes (parciales o totales) con los inventarios de rupturas empleados para su validación. El método seleccionado finalmente está basado en la utilización combinada de color y trama. El color se emplea para la representación de la susceptibilidad a los deslizamientos –que es la que presentan unos mayores niveles de susceptibilidad- mediante una graduación de tipo semáforo. La trama se emplea para la representación de la susceptibilidad a desprendimientos-colapsos y corrientes de derrubios-barranqueras; para ello se aplica una variación en el tamaño y espaciado de los elementos individuales de una trama de puntos, cuyas formas y colores tratan de evocar a a las tipologías correspondientes. Con esta solución se consigue una representación clara y expresiva, en la que no se producen –salvo en zonas aisladas- la superposición de tramas. 7. AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido posible por la financiación de proyecto “Deslizamientos de ladera y tectónica activa en la cuenca del río Guadalfeo: vulnerabilidad y riesgos derivados“ REN2002-03366 del MCYT y el “Grupo de Investigaciones Medioambientales: Riesgos geológicos e Ingeniería del Terreno”, RNM121 del PAI. También me gustaría reconocer la aportación de los medios técnicos y personal del Departamento de Ingeniería Cartográfica, Geodésica y Fotogrametría de la Universidad de Jaén. 8. REFERENCIAS Aldaya (1981): “Mapa Geológico de España 1:50.000 (2ª Serie), hoja 1056 (Albuñol)”. Mapa y memoria explicativa, 39 pp. IGME. Aldaya, F.; Martínez-García, E.; Avidad, J., Garcia-Dueñas, V.; Navarro-Vila, F.; Gallegos, J.; Díaz de Federico, A. y Puga,, E. (1979): “Mapa Geológico de España 1:50.000 (2ª Serie), hoja 1042 (Lanjarón)”. Mapa y memoria explicativa, 65 pp. IGME. Ayala, F.J.; Elizaga, E. y González de Vallejo, L.I. (1987). “Impacto económico y social de los riesgos geológicos en España”. Serie Geología Ambiental, IGME, Madrid, 91 pp.. Brabb E.E. (1984). “Innovative approaches to landslide hazard and risk mapping”. 4th Int. Symposium on Landslides, Toronto, vol. 1, pp. 307-324. Brabb, E.E.; Pampeyan, E.H. & Bonilla, M.G. (1972): “Landslide Susceptibiliy in San Mateo County, California”. U.S. Geol. Survey Misc. Field Studies Map MF-360, scale 1:62.500. Chacón, J.; Irigaray, C.; y Fernández, T. (1992 ): “Metodología para la cartografía regional de movimientos de ladera y riesgos asociados mediante un Sistema de Información Geográfica”. III Simposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables, La Coruña, vol. 1, pp. 121-133. Chacón, J.; Irigaray, C.; El Hamdouni y Fernández, T. (1997): “Consideraciones sobre los riesgos derivados de los movimientos del terreno, su variada naturaleza y las dificultades de su evaluación”. VI Congreso Nacional de Geología Ambiental y Ordenación del Territorio, v.1, pp.407-418. Chacón, J. & Corominas, J., editors (2003):“Landslides and GIS”; Special issue Natural Hazards vol 30: 3, pp 263-500. Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands. Fernández, T. (2001): “Cartografía, análisis y modelado de la susceptibilidad a los movimientos de ladera en macizos rocosos mediante SIG. Aplicación a diversos sectores del S de Granada”. Tesis Doctoral. Univ. Granada. Fernández, T.; Irigaray, C. y Chacón, J (1996): “Inventario de movimientos de ladera en vertiente N de La Contraviesa mediante un SIG”. I Congreso Internacional sobre Sierra Nevada, vol. 1, pp. 419-441. Fernández, T.; Irigaray, C.; El Hamouni, R. y Chacón, (2000): "Metodología para la elaboración de cartografía de susceptibilidad a los movimientos de ladera”. VII Congreso Nacional de Topografía y Cartografía, TOP-CART 2000, Madrid, pp. 610-620. Fernández, T.; Irigaray, C.; EL Hamdouni, R. & Chacón, J.(2003:) ”Methodology for Landslide Susceptibility Mapping by Means of a GIS. Application to the Contraviesa Area (Granada, Spain)”. In Chacón, J. and Corominas J. editors “Landslides and GIS” Special issue Natural Hazards 30: 3, pp. 297–308, Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands. Irigaray, C. (1995): “Movimientos de ladera: inventario, análisis y cartografía de susceptibilidad mediante un Sistema de Información Geográfica. Aplicación a las zonas de Colmenar (Ma), Rute (Co) y Montefrío (Gr)”. Tesis Doctoral, Univ. Granada. Irigaray, C.; Fernández, T.; El Hamdouni, R. & Chacón, J. (1999): ”Verification of landslide susceptibility mapping. A case study”. Earth Surface Processes and Landforms, vol. 24, pp. 537-544. Olcina Santos, J. y Ayala Carcedo, F.J. (2002): “Riesgos Naturales”. Ed. Ariel S.A, 1304 pp. Barcelona. Rengers, N; Van Westen, C.J.; Chacón, J. & Irigaray, C. (1998): ”Draft for the Chapter on the Application of Digital Techniques for Natural Hazard Zonation. Report on Mapping of Natural Hazards”. International Association of Engineering Geology. Commission nº 1 on Engineering Geological mapping. Varnes (1984): "Landslide hazard zonation- a review of principles and practice”. Unesco, Report, 63 pp.

Documents

Diseño gráfico de un mapa de susceptibilidad a los movimientos de ladera