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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA GEOGRAFICA
DISEÑO DE SISTEMA DE MONITOREO AMBIENTAL DE LAS AGUAS DEL ESTERO LAS CRUCES CON APOYO DE SISTEMA
DE INFORMACION GEOGRÁFICA, SIG
LUCIO FAVIO CUENCA BERGER 2002
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA
DISEÑO DE SISTEMA DE MONITOREO AMBIENTAL DE LAS AGUAS DEL ESTERO LAS CRUCES CON APOYO DE SISTEMA
DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
SEMINARIO DE TITULACION PRESENTADO EN CONFORMIDAD A LOS REQUISITOS
PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO DE EJECUCION EN GEOMENSURA
PROFESOR GUIA: JOSÉ BORCOSQUE D.
LUCIO FAVIO CUENCA BERGER 2002
AGRADECIMIENTOS
A mi padre Octavio y mi madre Lucila.
A mi compañera e hijas, Evelyne, Javiera y Mariana.
A Gabriel Alvarez, por el apoyo en este trabajo.
RESUMEN
El presente trabajo plantea ser una herramienta de apoyo para la gestión ambiental
en la zona periférica rural de Santiago Poniente, particularmente se quiere fortalecer el
seguimiento del proceso de descontaminación de las aguas del Estero las Cruces, uno de
los cuerpos hídricos importantes del sector.
En primer termino se estudió y analizó el problema en sus características
ambientales y territoriales con el fin de discriminar respecto a las potencialidades del SIG
(Sistema de Información Geográfica) que ayuda a diseñar un sistema de monitoreo
apropiado al caso. Con fotografías aéreas disponibles de la zona se ha generado la
cartografía base digital, se han referenciado los puntos de interés para la continuidad del
monitoreo. Los parámetros fisico-quimícos y microbiológicos constituyen la información
que configura el estado de situación de las aguas, información que se estructura en bases
de datos diseñada para el caso y que se asocia a los distintos lugares o tramos donde se
extraen las muestras. Finalmente a traves de la aplicación de ArcView© se maneja la
información cartográfica y temática, el que también permite mediante elementos de
programación, automatizar el ingreso de nuevos datos en forma directa a ArcView© y
generar interfaces con el usuario para facilitar el análisis puntual y temporal de los distintos
parámetros, del conjunto de la red fluvial analizada.
INDICE Capítulo I: Introducción y Objetivos.................................................................... 1
1.1 Introducción................................................................................................... 1
1.1.1 Problema Ambiental.................................................................................. 1
1.1.2 Los Efectos............................................................................................... 5
1.1.3 Plan de Vigilancia Ambiental.................................................................... 6
1.1.4 Sistema de Monitoreo............................................................................... 8
1.2 Objetivos ......................................................................................................10
1.2.1 Objetivo General........................................................................................10
1.2.2 Objetivos Específicos................................................................................10
Capítulo II: Fundamentos de SIG.......................................................................11
2.1 Definición de SIG..........................................................................................13
2.2 Teoría de SIG...............................................................................................14
2.2.1 Hardware...................................................................................................14
2.2.2 Software.....................................................................................................15
2.2.3 Los Datos...................................................................................................15
2.2.4 Liveware....................................................................................................15
2.3 Las Funciones que se realizan con un SIG..................................................16
2.4 Estructura de los SIG....................................................................................17
2.5 Objetos espaciales en los SIG......................................................................20
2.6 Modelo de datos espaciales.........................................................................22
2.7 Estructura arco nodo....................................................................................25
2.8 Modelo Georrelacional..................................................................................27
2.9 Operaciones y análisis en los SIG................................................................29
Capítulo III: Metodología y Desarrollo.................................................................37
3.1 Procesamiento de Imágenes........................................................................37
3.2 Trabajo en ArcView© 3.1..............................................................................41
3.3 Análisis de la Información.............................................................................45
Capítulo IV: Análisis de los resultados obtenidos................................................53
Capítulo V: Conclusiones ...................................................................................55
Capítulo VI: Referencias......................................................................................57
Anexos................................................................................................................58
CAPITULO I: INTRODUCCION Y OBJETIVOS
1.1 INTRODUCCIÓN
El Estero Las Cruces nace en Huechuraba, pasa por Quilicura, llega a Pudahuel y
desemboca en el Estero Lampa, en el sector de Noviciado, uniéndose este último al río
Mapocho a la altura de la ruta 68 frente a Lomas de Lo Aguirre.
Pudahuel por tratarse de una comuna ubicada geográficamente en un área de
desplazamiento de cursos de agua de oriente a poniente, los cauces superficiales que la
atraviesan reciben, aguas arriba, diversas descargas de aguas servidas domésticas, de
aguas lluvias, descargas clandestinas de limpia fosas y otras, además de un importante
aporte de residuos líquidos industriales (riles), en su mayoría sin tratamiento.
El Estero es un cauce de tipo natural, es pequeño y poco caudaloso,
especialmente en épocas de sequía. Hasta 1988 era de aguas limpias pudiendo encontrar
una variada fauna en la que abundaban peces, coipos, ranas, patos silvestres y otras
especies, la gente lo usaba como agua de riego para hortalizas, bebida para sus animales
e incluso para bañarse.
1.1.1 Problema Ambiental
La comuna de Pudahuel sufre una crisis ambiental expresada en múltiples
aspectos, siendo la contaminación de las aguas del Estero Las Cruces uno de los más
grave.
A partir del año 1989, en que se modifica el plan regulador de la Región
Metropolitana, se permitió la instalación de numerosas industrias aguas arriba del estero,
particularmente en la comuna de Quilicura, así se crean las condiciones para el
surgimiento de un gran parque industrial. Muchas de las empresas que se instalan en este
sector comienzan a generar y botar sus residuos líquidos industriales y aguas servidas
directamente al Estero Las Cruces. Durante el año 1989 el estero Las Cruces presentó una de sus primeras
emergencias ambientales, teniendo como consecuencia una alta toxicidad en el ambiente,
afectando directamente a 2.000 personas que habitaban en los sectores aledaños al
estero. Lo anterior significó que las autoridades sanitarias de la época, como primera
medida, prohibieran la distribución y comercialización de los productos hortícolas regados
con esta agua. Se ordenó a los agricultores abstenerse de usarlas para el riego de sus
cultivos (medida que se mantiene hasta hoy), lo que tuvo graves implicancias
socioeconómicas para este sector productivo, ya que esta actividad económica es el
sustento fundamental de estas personas y de sus respectivas familias.
Entre los años 1996 y 1997 la Municipalidad de Pudahuel realizó análisis que
determinaron la presencia de coliformes fecales, cloruros y sulfatos por sobre lo permitido
por la norma chilena para agua de riego (NCh 1333/78, ver anexo nº 2). En 1997 el
Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) efectuó análisis del agua, de sedimentos y lodos,
revelando la presencia de metales, no metales y sulfatos, todos por sobre la norma,
solicitando al Servicio de Salud Metropolitano del Ambiente (SESMA) información sobre el
origen de la contaminación. El mismo SAG realizó en Marzo de 1999 una evaluación
toxicológica que permitió concluir la posible presencia de algunas sustancias tóxicas,
debido al alto grado de toxicidad de las aguas del Estero.
Por su parte, los informes entregados por el SESMA y el Centro Nacional del Medio
Ambiente (CENMA) durante 1999 señalan que los contaminantes presentes son:
coliformes fecales, materia orgánica biodegradable, sólidos en suspensión, sustancias
orgánicas no cuantificadas como tinturas o anilinas, toxinas, pesticidas, etc. (para mayor
antecedentes sobre contaminantes ver ANEXO 1)
Todas estas características fisico-químicas impiden cualquier tipo de vida acuática
en el estero y generan, asimismo, olores nauseabundos en el sector.
Este tipo de contaminación, afecta a 3 importantes cuerpos de aguas superficiales
que atraviesan la comuna: el estero Las Cruces, estero Colina y estero Lampa, cuyas
aguas son utilizadas sin mayor control en diversas actividades, tales como agricultura,
brebaje de animales y, eventualmente, para la recreación, especialmente en época estival,
por parte de la población infantil. En estos sectores está asentada una parte significativa
de la población rural de la comuna de Pudahuel, alcanzando ésta a aproximadamente a
los 7.000 habitantes. También se encuentra localizada una Posta Rural y una Escuela
Básica Rural.
Aguas arriba del estero Las Cruces, sector correspondiente administrativamente a
la comuna de Quilicura, se localizan 300 industrias, 47 se ubican próximas al estero Las
Cruces, de estas 37 generan RILES y sólo 5 cuentan con sistema de tratamiento operando
normalmente. El resto -32 industrias- descargan sus riles, sin tratamiento alguno a las
redes de alcantarillado de la empresa sanitaria ESSA S.A., la que a su vez descarga
directamente al estero Las Cruces las aguas servidas recolectadas del sector,
previamente sometidas a un tratamiento mediante lagunas de estabilización. Por último,
una industria descarga sus residuos directamente al estero (SISS, 1999). Es así como a
partir de dicho punto de descarga, "el agua adquiere características estéticas y organolépticas indeseables, sustancial incremento de la turbiedad, de la materia orgánica, disminución del oxígeno disuelto, y actividad tóxica asociada probablemente a la presencia de metales." (SESMA, 1999).
Por último, existirían otros dos tipos de fuentes contaminantes de carácter
clandestino: depósito de residuos descargados por camiones limpia fosas (sector de
Noviciado), y las descargas clandestinas de riles a un colector de aguas lluvias, el que a
su vez evacúa directamente al estero Las Cruces. Este colector está ubicado en la
comuna de Quilicura. 1.1.2 Los Efectos
A la medida de prohibición de uso de las aguas del Estero Las Cruces para riego,
con las conocidas consecuencias de empobrecimiento que esto ha tenido para esa zona,
se suman los efectos sobre el medio acuático y ambiental que tampoco se hicieron
esperar, pereciendo centenares de peces y decenas de animales, además de verse
afectado los cultivos ribereños.
Según afirmaciones de profesores del sector El Peralito -donde se localiza una
escuela básica- del total de niños que asistían a la escuela del sector, más de la mitad
presentaron fuertes dolores de cabeza, diarreas y decaimiento general. Por otra parte, las
heridas en los niños se infectaban con mucha facilidad y la cicatrización demoraba más de
lo previsible, presentando, además, impétigos, manchas blancas y herpes.
Del mismo modo, se ha visto seriamente afectado el elemento sociocultural del
entorno que nos ocupa. Los habitantes de los sectores de Aguas Claras, Soberanía Urbana, Peralito, Campo Alegre y Noviciado, de la comuna de Pudahuel, han sido
quienes se han visto más seriamente afectados como consecuencia de la contaminación
del Estero Las Cruces. En efecto, su calidad de vida se ha visto deteriorada a niveles extremos durante estos últimos años, producto del hedor del sector, lo que hace
prácticamente insoportable el aire que deben respirar. Las emanaciones permanentes de
olores por sobre el límite de lo tolerable por el ser humano han afectado directamente la
salud de los habitantes de los sectores rurales, generando malestares físicos (diarreas,
cefaleas, decaimiento general) y psicológicos (irritabilidad, alteración del ánimo, insomnio).
En este sentido debemos recordar que la Organización Mundial de la Salud ha definido la
Salud como un estado de bienestar tanto físico, como psicológico y social, por lo cual en
este caso podemos decir que, directamente, este daño ambiental también afecta la salud
de este grupo humano.
1.1.3 Plan de Vigilancia Ambiental.
.A partir de la crisis de mediados de 1999 los distintos organismos gubernamentales
(SESMA, SISS, Conama RM, Municipalidad y otros) con competencia en el tema
intervienen y desde sus distintas atribuciones, toman medidas para detener la
contaminación y otros para hacer un seguimiento de la calidad y grado de contaminación
de las aguas del sector.
El Sesma crea un "Plan de vigilancia ambiental del sector Estero Las Cruces" con el
fin de verificar los impactos tanto por las descargas de residuos líquidos como por el
potencial impacto en la salud. (Sesma, Junio de 1999)
El plan contempla Establecer puntos de vigilancia, seleccionar indicadores de
impactos y establece frecuencia de medición de los monitoreos.
- Los puntos de vigilancia en los cursos superficiales se determinaron,
principalmente, en función de las descargas de residuos líquidos al Estero Las
Cruces (Tabla Nº1).
La calidad del agua superficial se determina sobre la base de muestreos que se
realizan específicamente en el Estero Las Cruces, considerando puntos de
control en el Estero Lampa, Colina y río Mapocho. Los puntos de control
permiten entregar antecedentes que permitan caracterizar en forma global el
sector de interés.
Nº Cauce Puntos de Monitoreo Comuna
1 Estero Las Cruces
Cruce Carretera Gral. San Martín Quilicura
2 Estero Las Cruces
Puente cruce Estero Las Cruces con Panamericana Norte Altura 9120 (Puntos aguas arriba de las descargas de residuos líquidos)
Quilicura
3 Estero Las Cruces
Aprox. 100 mts. Aguas abajo descargas de empresa Explotaciones Sanitarias.
Quilicura
4 Estero Las Cruces
Estero Las Cruces con Camino Lo Echevers, El Noviciado (Sector en Conflicto)
Pudahuel
5 Estero Las Cruces
Estero Lampa en el Cruce con el drenaje del Aeropuerto
Pudahuel
6 Estero Colina Sector Cacique Colín Quilicura
7 Estero Colina Cruce Camino Lo Echevers Lampa
8 Estero Lampa
Cruce Camino Lo Echevers Lampa
9 Estero Lampa
Puente El membrillo Lampa
10 Río Mapocho Aprox. 200 mts. Aguas arriba confluencia con Estero Lampa
Pudahuel
11 Río Mapocho Aprox. 200 mts. Aguas abajo confluencia con Estero Lampa
Pudahuel.
Tabla Nº1. Puntos de muestreo
- Indicadores de impacto, para caracterizar aguas superficiales se utiliza la
norma NCh 1.333/78 (Anexo Nº 2) que establece requisitos de calidad de agua
para su uso de riego. Adicionalmente se miden DBO, DQO, Oxigeno Disuelto y
Aceites y Grasas parámetros con los cuales se mide la cantidad de materia
orgánica presente en le cauce y su gran incidencia en la generación de olores.
- Frecuencia de Medición, en el caso de las aguas superficiales en el periodo de
crisis será semanal para cada punto y en periodos de seguimiento normal la
frecuencia se distanciará de acuerdo a los requerimientos (en promedio c/ 30
Días).
1.1.5 Sistema de monitoreo
Lo anterior indica que estamos frente a un problema ambiental que va más allá de
la comuna de Pudahuel, involucrando a otras vecinas. Esto último significa que cualquier
solución que se quiera implementar -planes de prevención y de descontaminación- debe
contemplar una visión global del problema. Esto implica reconocer que tanto la comuna de
Pudahuel como las comunas aledañas a ésta pertenecen a un sistema hidrológico mayor,
el que atraviesa el sector nor-poniente de la ciudad de Santiago, por lo tanto, el uso sin
control que se realice de estas aguas va a tener irremediablemente efectos negativos
aguas abajo, alterando y perjudicando tanto al resto de los usos (riego, uso y consumo
humano, recreación, pesca) como al medio ambiente acuático y la salud de las personas.
Actualmente el plan de vigilancia de las aguas del Estero las Cruces,
periódicamente nos entrega una tabla con resultados de parámetros e indicadores
(referidos a la norma de riego) para una cantidad de puntos conocidos y tomados en el
mismo día. Es muy difícil hacer análisis de esta información y menos se puede
dimencionar su impacto en el sistema hídrico del cual es parte este estero y los efectos en
el entorno. Se requiere un sistema de apoyo que permita procesar la información de
calidad de aguas, que permita superar la lectura puntual y se pueda hacer análisis
multitemporal para cada punto y parámetro, como también para el conjunto del cuerpo de
agua, tener una espacie de fotografía periódica que integre la situación de la calidad de las
aguas con los efectos en el territorio. También sería interesante que se pueda cruzar con
otras variables que están relacionadas con el entorno del estero.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo General El objetivo general de este trabajo consiste en desarrollar una aplicación en
ArcView© que permita apoyar el seguimiento y monitoreo de las aguas del “Estero las
Cruces” desde su origen y hasta que vacía sus aguas en el Esteros Colina - Lampa y a
través de estos en el río Mapocho.
1.2.2 Objetivos Específicos - Crear cartografía digital del Estero las Cruces y los cauces asociados
- Complementar cartografía digital con foto aérea del sector en estudio.
- Diseñar y poblar base de datos con información de parámetros de calidad de
aguas en los puntos de muestreo definidos.
- Implementar sistema de monitoreo con apoyo de ArcView© sobre la base de
información cartográfica y temática del área en estudio.
- Diseñar interfase para usuario.
CAPÍTULO II: FUNDAMENTOS DE SIG.
Previo a la disponibilidad de la tecnología GIS, la forma en que se tomaban
decisiones (ejemplo: cual era el lugar más apto para ubicar un nuevo negocio o construir
un aeropuerto), no siempre era la mas adecuada.
Se confiaba en mapas tradicionales y en tablas estadísticas impresas. Estos
mapas y registros se mantenían generalmente en departamentos o sectores aislados
dentro de una cierta organización, perdiendo tiempo, duplicando esfuerzos e
inevitablemente produciendo resultados erróneos. Mapas, tablas y cartografía eran
difíciles de mantener actualizados, ni siquiera con los mejores mapas, tablas o cartas, se
podía imaginar cómo eran realmente las cosas, cuales las mejores opciones de
localización, y cual la decisión que se debía tomar. El resultado eran decisiones basadas
en información pobre, y solucionando sólo parte del problema o simplemente realizando
una mala planificación. Todas las alternativas no podían ser tenidas en cuenta ya que no
podían ser visualizadas en conjunto. Adicionalmente, las alternativas que se consideraban
eran generalmente basadas en datos incompletos. Era como si la gente mirara al mundo a
través de una lente rajada, distorsionando de esta forma la realidad.
Un GIS es un poderoso lente, limpio, que es utilizado por personas con necesidad de
decisión. A través de un GIS los mapas pueden ser integrados fácilmente con otros datos.
Por ello, cualquier información en una tabla puede visualizarse en un mapa
instantáneamente y cualquier problema representado en un mapa puede analizarse ciento
de veces más rápido. De esta forma, con el clic de un botón, podemos ver el mundo
como si no lo hubiéramos visto antes. Como por arte de magia, relaciones y tendencias
que no se habían percibido están ahora sobre pantallas de computadoras y/o mapas GIS
impresos. De esta forma los mapas son elegantemente relacionados con otros datos como
direcciones o información demográfica. Al contrario de lo que sucede con mapas
tradicionales, los mapas GIS cambian dinámicamente en la medida que los datos
alfanuméricos son actualizados. Por ello, los GIS reflejan el mundo como realmente es
hoy, mañana o dentro de diez años.
Diariamente, miles de empresas, industrias y gobiernos alrededor del mundo,
utilizan la tecnología de los Sistemas de Información Geográfica (GIS) para ayudar a
resolver complicados problemas y mejorar nuestra calidad de vida. Los GIS están siendo
utilizados para combatir el crimen, planificar mejores usos de la tierra, reducir el
congestionamiento urbano u obtener recursos para mejorar grupos y áreas.
Los GIS son una importante herramienta para la comprensión y preservación de
nuestro medio ambiente. Son utilizados en esfuerzos para controlar la contaminación,
proteger especies en peligro e identificar y comprender los hábitats de animales. Industrias
privadas y agencias gubernamentales también hacen uso de estas herramientas para
aprovechar nuestros recursos naturales con mayor prudencia y habilidad.
Jefaturas de bomberos y policía utilizan los GIS para despachar vehículos de
emergencia a lugares de incidentes. También son utilizados para manejar el flujo de
tráfico y ubicar adecuadamente la señalización vial de forma de poder transportarse sin
dificultades. Las empresas de servicios lo utilizan para administrar sus redes (agua,
telefonía, etc.). Cientos de Institutos Sanitarias, a través de los GIS se pueden determinar
los focos infecciosos y poder prevenir epidemias. Empresas privadas también utilizan esta
tecnología para comparar modelos, ubicar clientes y puestos de venta, definir territorios,
ubicar nuevos negocios, planear rutas de entrega y manejar centros de servicios.
Los GIS nos están ayudando a resolver de una mejor manera los cientos de
problemas que diariamente afrontamos. De acuerdo con Jack Dangermond, Presidente de
ESRI: "Los GIS ofrecen una gran oportunidad para mejorar el futuro de billones de
personas". Esto es posible gracias a que nos permite ver nuestro complejo mundo como
realmente es, pudiendo tomar decisiones sobre una base cierta.
2.1 DEFINICIÓN DE SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Se puede encontrar en la literatura varias definiciones de SIG entre todas podemos
citar:
- Las definiciones tradicionales describen a los SIG como un conjunto de
hardware, software, datos geográficos, personas y procedimientos; organizados
para capturar, almacenar, actualizar, manejar, analizar y desplegar
eficientemente rasgos de información referenciados geográficamente.
- Una definición más actual, corta y puntual sería: Un Sistema de Información
Geográfica es un sistema que por medio de computadoras y datos geográficos
ayuda a nuestro mejor entendimiento del mundo en que vivimos y nos permite
resolver los problemas que diariamente afrontamos. Resolver problemas, de eso
se trata un GIS. Es simplemente una herramienta muy poderosa, cada vez más
utilizada, para hacer de nuestro mundo un mejor lugar donde vivir.
2.2 TEORÍA DE LOS SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA.
Teóricamente los Sistemas de Información Geográfica (SIG), están estructurados
por cuatro elementos fundamentales, estos cuatro elementos permiten operar sobre el
sistema dependiendo de la complejidad de tratamiento que se desee dar en el aspecto
espacial y temático.
Los elementos que componen un SIG los ha definido Maguire (1991) como: 2.2.1.- Hardware : Representado por la parte física donde se soporta el SIG sin lugar a
duda el elemento físico es el computador, en la actualidad existe una gran variedad de
equipos que pueden ser plataforma de un SIG desde pequeños computadores personales
hasta poderosas estaciones de trabajo.
2.2.2. - Software: Este elemento es el encargado de realizar la intervención sobre las
bases de datos gráficas y no gráficas, en mercado existe una variedad de software, por lo
general todos son capaces de realizar un número limitado de operaciones comunes, pero
cada uno ellos tiene una organización particular en cuanto al modelo espacial que
utiliza, así también a la forma como almacena la información no gráfica, la capacidad de
almacenamiento a la velocidad de reacción etc.
2.2.3. - Los datos: Este podría considerarse el elemento más importante, debido a que
es sobre este elemento donde se realizan todas las operaciones del SIG su
implementación requiere de mucho tiempo y los recursos que consume se han estimado
en hasta un 70% de costo total del diseño.
Resulta de vital importancia el formato de entrada que tenga el software, en general
la información circula en formato DXF, un formato propio de los software de formato CAD
(diseño asistido por computadora). Por otra parte la información no gráfica es posible
manejarla en la mayoría de los software que manejan base de datos relacionales
(Informix, Oracle, Info, etc.)
2.2.4. - Liveware: Parte viva del sistema, que no es otra cosa que el analista del sistema,
son las personas encargadas de gestionar y desarrollar las posibilidades que ofrece el
sistema, para de esta manera entregar resultados, soluciones, el liveware ocasionalmente
puede llegar a ser un nexo entre los tres elementos.
2.3 Las funciones que se realizan con un SIG, las funciones que se realizan
en un SIG se pueden agrupar en cuatro estas son:
1. Entrada de información, esta función del SIG tiene especial importancia debido
a la naturaleza y versatilidad de los formatos en los cuales se trabaja la
información espacial, esta puede ser mapas analógicos, imágenes de sensores
espaciales, fotografías aéreas, la variedad de los formatos en que llega la
información obliga a realizar un proceso de homogeneización de la información
espacial. Una forma recientemente utilizada en la obtención de la información
de los SIG es por medio del sistema de posicionamiento global GPS, esta forma
de integrar información gano especial importancia en los últimos años con la
creación de los GPS de “Tiempo Real” los cuales son capaces de entregar la
posición geográfica de un punto en forma casi instantánea(con algunos
segundos de demora), esto permite por ejemplo: conocer la posición geográfica
del camino Calama Antofagasta en el tiempo que demora el viaje entre las dos
ciudades.
2. Gestión de datos: En términos bien generales esta función es considerada
como una de las importante dentro del diseño del SIG en especial, porque es
aquí donde se organiza la forma como se almacenará la información espacial
dentro de las bases de datos.
3. Transformación y análisis de datos: Esta función provee al SIG de todo su
potencial creativo, generando a partir de datos existentes nuevos datos, la
clasificación, superposición y varias otras aplicaciones en general las
herramientas son muchas y muy variadas, van desde la creación de nuevas
capas temáticas hasta el tamaño de las letras al momento de la impresión, la
variedad de
comandos sobrepasan con facilidad los trescientos, en los software de SIG más
básicos.
4. Salida de Información: Esta función puede ser muy variada, en especial se
utiliza la salida analógica, es decir, planos convencionales, aunque ahora se
esta utilizando en forma bastante habitual las salidas por medio de monitores, en
los cuales se pueden presentar informes, gráficos, animaciones en tiempo real,
además es posible obtener informes en papel obtenidos desde la base de datos
no gráfica.
2.4 ESTRUCTURA DE LOS SIG.
La información espacial contenida en un SIG puede considerarse como la
superposición de transparencias, que en la terminología utilizada en el ámbito de los SIG
pueden ser llamadas “coberturas” , “Layer”, o “capa”; aunque su asociación más correcta
es como ya se ha mencionado “transparencia”. La forma de organizar la información
en los SIG es la utilización de transparencias digitales, en las cuales es almacenada
temáticamente, la información estableciéndose una relación entre el mundo real
georeferenciado y la transparencia. Dentro del SIG cada transparencia o capa constituye
un tema específico representado por elementos espaciales que son utilizado por los SIG y
respetan un número determinado de reglas que hacen única la forma de representación de
la realidad en los SIG. Estos elementos representativos son puntos, líneas(arcos),
áreas(polígonos) o bien celdas (píxiles).
Al entender la estructuración que hacen los SIG de la realidad, se puede hablar del
concepto de modelo, este modelo de datos espaciales es el medio por el cual los SIG
representan la realidad.
La estructuración de la realidad a través de este modelo resulta especialmente
compleja desde el punto de vista de la representación, debido a que los objetos
espaciales, que están incluidos en una capa deben estar referenciados a algún sistema
ortogonal de referencia además de estar relacionados topológicamente con los demás
elementos de la capa y debe existir una relación con sus atributos. La topología es la
innovación que puede considerarse el pilar fundamental de la representación espacial de
la información, algunos autores han definido que la Topología entre ello se encuentran:
1. La topología se define como la manera en la cual los elementos geográficos
están vinculados(Bosque J. 1992)
2. Es el método matemático usado para definir relaciones espaciales entre los
objetos (Aronoff 1989).
La topología en términos más concretos es la relación que se establece entre los
objetos de una capa tal como conectividad, contigüidad, proximidad o lejanía, inclusión,
este nuevo concepto le entregó inteligencia a los objetos que representan a la realidad
dentro del modelo, de tal forma que los objetos conocen que objeto se encuentra junto a
ellos, son capaces de percibir si se ha movido una línea de su posición o si ha ingresado
un nuevo elemento a la capa. Como se puede apreciar estos conceptos están muy
cercanos a la inteligencia artificial y representan uno de los avances que han permitido el
desarrollo de los SIG. Otra de las características de los SIG es la generalidad de las
georeferencias, que no es otra cosa que la posición de un punto o línea dentro de una
capa es la misma en todas las demás capas, esto permite realizar una perfecta
superposición de capas, lo cual habilita la posibilidad de realizar operaciones de tipo
espacial dentro de las capas.
2.5 Objetos espaciales en los SIG Se han definido para la representación de la realidad tres tipos de objetos
espaciales estos son: puntos, líneas y áreas (ver figura Nº1).
Figura Nº1: Objetos Espaciales de SIG
Los objetos espaciales pueden entenderse como la representación de la realidad
en una capa, la representación de la realidad esta hecha en función de un criterio de
proporcionalidad, lo que es llamado en topografía la escala, que es una forma de entregar
una conversión matemática, de tal manera que un objeto respecto de otro mantenga una
proporción tal como ocurre en la realidad, dependiendo del objetivo por el cual se está
diseñando el SIG, un mismo objeto podría llegar a ser representado dentro del modelo por
distinto elemento dependiendo de la escala a la cual se ha fijado se realizará la
implementación del modelo, por ejemplo la plaza Colon en el plano regulador de
Antofagasta, aparecerá representada por un polígono, en cambio en un mapa de la
segunda región lo más probable es que aparezca representada solamente por un punto.
Cabe hacer notar que las capas sólo deben soportar un tipo de objeto espacial, es decir,
son excluyentes en la representación de mas de una temática.
Se pueden realizar relaciones entre los tres tipos de objetos espaciales válidos
definidos en los SIG para representar la realidad, estas relaciones se muestran en la tabla
Nº2:
Objetos Puntos Líneas Áreas
Puntos Es vecino de
Es asignada a
Está cerca de
Está en
Es centroide de
Está en
Líneas Cruza
Une
Intercepta
Es límite
Áreas Superpuesto por
Es adyacente a
Tabla Nº2 : Relaciones entre objetos espaciales
La tabla que se ha mostrado, representa la relación que se pueden establecer en un
modelo de tipo vectorial, hay que recordar que los SIG están preparados también para
realizar operaciones con información espacial en formato raster, esto significa que se
puede realizar operaciones de superposición a partir de las celdas de las capas temáticas
de un modelo, con otras capas de otras temáticas del mismo modelo.
Los objetos espaciales de cada capa temática tienen mucha importancia en un
proceso de Evaluación Multicriterio o de toma de decisiones, debido a que sobre estos
elementos es donde se realiza la elección de las alternativas más correctas. Si el
proceso esta orientado al manejo de información en formato raster resulta de vital
importancia tener en cuenta el volumen de información que se podría llegar a procesar. En
el proceso de comparaciones pareadas, en un mapa que tenga una resolución de
doscientas por doscientas líneas la cantidad de alternativas serán de cuarenta mil
(40.000), si se tratará de comparar por pares el número de operaciones podría llegar a
(40.000)2 el número de operaciones para el equipo computacional puede llegar a mil
seiscientos millones de combinaciones posibles(1.600 .000.000).
2.6 MODELO DE DATOS ESPACIALES.
Figura Nº2 : Modelo Raster y Vectorial
Se han defino dos modelos para ingresar la información a los SIG dependiendo del
origen de la información y el objetivo del diseño estos son el modelo vectorial y el modelo
raster, las características de cada uno se detallan a continuación (Figura Nº 2):
1. Modelo Vectorial: En este modelo la información del mundo real está
representada por puntos, líneas y áreas, los objetos del mundo real son
bosquejados dentro del modelo realizando una abstracción simplificada de la
realidad de tal forma que cada objeto dentro del modelo tenga referencia
cartográfica(coordenadas ortogonales X, Y), el límite de los objetos de la vida
real esta representado dentro del modelo por la frontera de los objetos
espaciales dibujados dentro de la capa.
2. Modelo Raster: En este modelo la representación de la realidad se realiza
sobre la base de un espacio formado por un conjunto de unidades espaciales
llamadas píxeles. Estos pixeles son elementos ortogonales unitarios de los
cuales se conoce la fila y la columna donde se encuentra ubicado, en este
modelo un conjunto de celdas adyacente permite representar a algún elemento
del mundo real aunque las celdas no tienen ninguna relación entre ellas, pese a
que un conjunto de celdas con las mismas características representan a algún
elemento de la realidad. En este modelo, todas las celdas tienen un valor
asignado, el valor esta asociado con un código a su vez el código está asociado
con un valor temático.
La asignación de atributos en el modelo vectorial se realiza sobre la base de
una propiedad particular de los SIG en la cual un objeto espacial se le asigna una
etiqueta(un número asignado por el software), la que identifica un único objeto. La
etiqueta es el nexo que permite el acceso a la información de la base de datos
relacional.
El modelo de datos vectorial maneja la idea de un espacio continuo, los objetos
espaciales son representado en forma explícita, en comparación con la representación en
un modelo raster, el modelo vectorial es mucho más preciso y claro, lo cual no
necesariamente representa una ventaja en cualquier circunstancia, por ejemplo, en el caso
específico de las empresas madereras del sur del país resulta bastante más beneficioso
realizar un vuelo aéreo-fotogramétrico para obtener la ubicación de los sectores de
explotación, crecimiento de los árboles, tipo de vegetación etc., y de esta forma crear un
modelo raster, lo cual representa una ventaja desde punto de vista del análisis, hay que
recordar que este tipo de plantaciones son de grandes extensiones de terreno. Este
mismo trabajo realizado por levantamientos tradicionales para obtener un modelo vectorial
resulta irreal, principalmente por razones de costo, tiempo e infraestructura.
2.7 ESTRUCTURA ARCO-NODO La estructura arco-nodo es una organización de los datos del modelo espacial
donde los objetos son ordenados y clasificados entregándoles una característica
topológica. Es una de las más comunes en los modelos de SIG vectoriales.
En esta estructura la unidad fundamental es el arco o también llamado línea, el arco ha
sido definido como una serie de puntos interconectados que empiezan y terminan en un
nodo, luego una línea es una serie de segmentos que tienen la misma topología. El nodo
sería en esta estructura el segundo elemento base, el cual de ha definido como la
conjunción de dos o más líneas en un punto en común o como el punto terminal de una
línea.
En la siguiente figura Nº3 se muestra la superposición de tres capas en las cuales
se encuentran representadas los tres objetos básicos utilizados por los SIG el objetivo de
esta figura es mostrar como la SIG estructura la información espacial y como los objetos
se transforman en elementos topológicos.
En la figura Nº3 la letra “P”, representa a los polígonos, la letra “N” representa los
nodos y la letra “a” a las líneas.
En la tabla topología de polígonos se muestran las líneas que describen las
fronteras de cada polígono, así por ejemplo el polígono P2 está representado por la líneas
a5 y a2, las cuales, están representadas en la tabla de topología de líneas, donde se
indica el nodo de origen y el nodo destino, el polígono de la izquierda y el polígono de la
derecha.
Figura Nº 3: ESTRUCTURA ESPACIAL ARCO/NODO
De esta manera es posible conocer una serie de característica de modelo, sin tener
la necesidad de obtener información de la tabla de coordenadas. En el caso especifico de
los nodos, la tabla de atributos contiene el nombre de las líneas que concurren a él, en
el caso específico N2 concurren las líneas a5, a1 y a2.
En la gran mayoría de los software de SIG se respetan principios establecidos que
tienen que ver con la topología, como puede apreciarse en las tablas no resulta difícil
realizar algún tipo de consulta a la base de datos, esto puede extrapolarse para la mayoría
de los paquetes que se venden en el mercado de los software.
En el modelo vectorial es posible obtener la posición cartográfica de los objetos
representados en el modelo, la posición obtenida corresponde a la posición que los
objetos tienen en el mundo real, dependiendo del tipo de coordenadas de referencia con
que se halla ingresado la información podrían obtenerse coordenadas geográficas,
coordenadas locales, coordenadas UTM. etc.
2.8 MODELO GEORRELACIONAL
El modelo georrelacional, es un arreglo por medio del cual se relacionan una base
de datos espacial con una base de datos relacional, la forma como se realiza esta relación
es mediante la conexión de la parte de la base de datos espacial que contiene los objetos
con la base de dato relacional que contiene los aspectos temáticos de la base de datos
(Figura Nº4), es decir, se relaciona una estructura de datos espacial como un arco o un
nodo con la base de datos temático utilizando un campo clave o también llamado llave,
para lograr la relación.
Figura Nº4: Modelo Georelacional
Como se ha visto la información en los SIG vectoriales es almacenada en dos
estructuras bien diferenciadas entre sí, por un lado tenemos el almacenamiento de la
información de tipo espacial que es almacenada en una estructura que maneja solamente
tres tipos de objetos espaciales (arcos, nodos, áreas), con los cuales se modela la
realidad sobre un telón de fondo llamado referencia geográfica de la información, por otro
lado tenemos la base de dato relacional.
Estos dos modelos de datos son integrados en los SIG en uno solo, a este modelo
se le conoce como modelo híbrido. El modelo híbrido establece una serie de relaciones
entre los objetos del modelo espacial y sus atributos temáticos por medio de un
identificador en común.
2.9 OPERACIONES Y ANÁLISIS DE DATOS EN LOS SIG
Las operaciones que son posibles realizar sobre los SIG son diversas, pudiéndose
consultar a la base de datos espacial como a la base de datos temática o también a las
dos simultáneamente.
En la Figura Nº5 se puede apreciar el número y tipo de operaciones aplicables a
los SIG.
Son seis los grupos, de estos sólo del segundo al cuarto serán analizados por tener
esta relación con las operaciones dentro de los SIG.
La información temática tiene la flexibilidad que le entrega la base de datos en la
cual se almacena la información.
Figura Nº 5: Operaciones de los SIG
Figura Nº6: Bases de datos relacionales
La versatilidad que tienen los SIG permite el uso de todas las herramientas
utilizadas en el manejo y explotación de las bases de datos relacionales (Figura Nº6) por
lo tanto es posible realizar un vinculo con la base de datos y realizar una consulta a la
base de datos temática a partir de una imagen desplegada en la pantalla o de algún icono
que tenga asociada alguna función válida en las base de datos relaciónales.
El tercer grupo de operaciones son aquellas que se realizan sobre la base de datos
espacial este análisis ha sido definido como:
- El análisis espacial es un amplio conjunto de procedimientos de estudio de
geográficos, en los que se considera de alguna manera sus características
espaciales.
La recuperación de y selección de objetos espaciales consiste en una selección de
una serie de objetos que estén contenidos en algún conjunto definido por el diseñador del
sistema. La recuperación por alguna condición geométrica puede realzarse por varios
aspectos:
- Cercanía o vecindad: Aplicable a capas que contengan cualquier objeto
espacial representados en los SIG
- Búsqueda, Aplicable a búsqueda intercapas, bajo ciertas condiciones es posible
buscar objetos cercanos a.... o a una distancia menor que etc.
- Edición : Esta operación permite la corrección, actualización, pudiendo además
reubicar, eliminar o introducir elementos a las capas que ya existen en le
sistema.
Algunas operaciones espaciales destacadas en los SIG categorizadas para capas
de puntos, para capas de líneas y para capas de polígonos son las siguientes:
Para capas de puntos:
- Análisis del vecino más próximo
- Medidas de centralidad y dispersión de puntos en un área
- Análisis de autocorrelación espacial
- Modelos de autocorrelación espacial
Para capas de líneas:
- Descripción de las líneas
- Medidas de cohesión de una red
- Determinación de distancias y recorrido de una red
- Medidas de accesibilidad topológica
- Análisis de proximidad y accesibilidad para polígonos
- Medidas de la forma de un polígono
- Análisis de contigüidad
- Análisis de autocorrelación espacial
- Comparación de capas
El cuarto conjunto de operaciones de los SIG es el que integra las componentes
temáticas y espaciales en un mismo proceso, este forma de acceder a la información es
único y por lo tanto hace la diferencia con los CAD (diseño asistido por computador).
Las principales operaciones que realizan los SIG en conjunto son:
- Recuperación, clasificación y medida. Esta función permite modificar la
información temática de cada objeto espacial, además puede utilizar operadores
lógicos para clasificar ordenar, pudiendo con las selecciones realizadas crear
nuevas capas. Hay operaciones de mucha utilidad que se pueden realizar para
simplificar la información contenida en las distintas capas, por ejemplo es
posible en una edición cartográfica seleccionar todos los polígonos que tengan
determinada característica.
- Operaciones de superposición. En la superposición de polígonos se pueden
distinguir aspectos tales como la superposición espacial de los objetos, en este
caso la superposición de las capas de polígonos dará origen a una nueva capa,
la cual tendrá los atributos de cada una de las capas originales, estos atributos
pueden generase también por la operación de los atributos originales dando
como resultado nuevos atributos.
-
- Operaciones de vecindad. Esta operación consiste en evaluar los objetos,
vecinos a algunos que ya han sido seleccionados con alguna característica
especial, mediante esta operación es posible evaluar que objetos se encuentran
dentro de algún polígono, esta operación puede realizarse en varias capas al
mismo tiempo permitiendo al sistema contar con una poderosa herramienta para
realizar operaciones de vecindad, además es posible realizar operaciones de
colindancia, operaciones de búsqueda radial. - Operaciones de conectividad. Es posible distinguir algunas como
contigüidad, proximidad, redes. Este tipo de funciones consiste en realizar
operaciones sobre los atributos de los objetos.
De las operaciones que es posible realizar en los SIG una de las fundamentales es
la de superposición (Figura Nº7), esta es de fundamental importancia desde el punto de
vista del modelado espacial y cartográfico, debido a que junto a la posibilidad de
superposición topológica de los objetos espaciales, se puede realizar en el mismo proceso
operaciones sobre atributos temáticos de los objetos espaciales, la particularidad de
operar sobre objetos espaciales, esta en que a partir de estas operaciones es posible
generar nueva información, esta nueva información es susceptible de ser integrada en
procesos más largos
Figura Nº7 : Análisis de superposición
CAPÍTULO III: METODOLOGÍA y DESARROLLO
3.1 PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
La Ilustre Municipalidad de Pudahuel, proporcionó un mosaico de fotografías aéreas
que comprenden el área de estudio del presente trabajo, es decir, muestran el entorno del
Estero Las cruces.
Figura Nº8. Mosaico no referenciado Sector Nor-poniente de Santiago
Las fotografías se encuentran agrupadas en tres grupos el primero de ellos cuenta
de 17 planchetas agrupadas como un mosaico no referenciado en estas imágenes se
pude ver el sector nor-poniente de Santiago el sector habitado que se aprecia en las
imágenes corresponde a la Comuna de Pudahuel y Quilicura además se aprecia toda la
red fluvial y el Aeropuerto Internación Comodoro Arturo Merino Benitez, ver figura Nº8.
Un segundo grupo de fotografías que comprende cuatro planchetas contiguas, al
grupo de 17 fotografías es mostrado en la figuraNº9 en ellas se puede apreciar un sector
habitado de la comuna de Quilicura y el barrio industrial, también se puede apreciar el
sector donde ubica sus instalaciones la empresa de aguas ESSA.SA (Empresa de
Explotaciones Sanitarias SA)
Figura Nº9: Mosaico no referenciado Comuna de Quilicura
En la figura Nº10 se muestra el último grupos de fotografías estas corresponden al
sector de la Carretera San Martín con el Estero Las Cruces
Figura Nº 10: Mosaico no referenciado Carretera San Martín/ Estero Las Cruces
Este grupo de fotografías aéreas debe ser sometido a un proceso de
georeferenciación la metodología utilizada en el presente trabajo se describe a
continuación:
En primer lugar se determinó la resolución espacial de las imágenes. Esta
resolución es cercana a los 2.5 mts por píxel. Este cálculo se realizó en forma empírica
debido a que no aparecen los datos técnicos del vuelo realizado, motivo por el cual se
contaron el número de pixeles en lugares de los cuales se conocen sus medidas reales.
Figura Nº11: Mosaico Georefenciado, Sectores aledaños Estero Las Cruces
De la resolución se puede deducir que la cartografía necesaria para realizar el
proceso de referenciación, debería ser de una escala 1:2500, sin embargo la cartografía
disponible para realizar este trabajo es de 1:50.000, de donde se obtubieron 20 puntos por
carta para la georreferenciación . La utilización de esta cartografía para realizar el proceso
de georeferenciación inducirá un error de ajuste. Esta situación desde el punto de vista
cartográfico es incompatible. Con el presente trabajo se persigue la creación de un SIG de
seguimiento Medioambiental, principalmente bioquímico del Estero Las Cruces, por lo
tanto se ha considerado la referenciación de las fotografías aéreas y su incorporación al
SIG como un aporte en el sentido de entregar una visión espacial general de la zona
estudiada ver figura Nº11.
El resultado de la georeferenciación de este conjunto de fotografías aéreas es un
mosaico donde puede apreciarse completa la zona de estudio, esto permite tener una
visión general. Como se mencionó el software utilizado para el manejo de estas fotografías
aéreas fue ENVI 3.4, dentro de las herramientas con que cuenta este software se
encuentra la de exportar en diferentes formatos entre ello se cuenta el formato BIL. Este
formato tiene una estructura que puede ser leído por ArcView©
3.2 TRABAJO EN ARCVIEW© 3.1 Con el propósito de entregar una referencia más explicita de la zona de estudio se
ha incorporado una imagen satelital donde se muestra claramente los puntos más
característicos de la Región Metropolitana aledaños al sector estudiado ver figura Nº 12
(a).
Figura Nº 12 (a): Imagen Satelital de la Zona de Estudio
El trabajo en ArcView©, se inicio con la incorporación de las diferentes cobertura al
proyecto, en primer lugar se ha ingresado la cobertura de imagen en la figura Nº12 (b).
Se pude ver un plano donde se muestra la imagen Georreferenciada, en ella se
puede apreciar claramente la zona de estudio.
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Estero Las Cruces
Estero Colina
Estero Lampa
Rio Mapocho
5000 0 5000 10000 Meters
N
Imagen Sector Monitoreado324000
324000
326000
326000
328000
328000
330000
330000
332000
332000
334000
334000
336000
336000
338000
338000
340000
340000
342000
342000
344000
344000
346000
346000
6294
000 6294000
6296
000 6296000
6298
000 6298000
6300
000 6300000
6302
000 6302000
6304
000 6304000
6306
000 6306000
6308
000 6308000
6310
000 6310000
Figura Nº12 (b). Mosaico Georefenciado procesado en ArcView©
La segunda cobertura incorporada en el proyecto es de tipo polilínea en ella se encuentran
digitalizados los borde de la red fluvial de las comunas de Pudahuel y Quilicura,
específicamente el Estero Las Cruces, Estero Colina, Estero Lampa. Un sector de
desembocadura sobre el Río Mapocho esto puede apreciarse en la figura Nº13.
Estero Las Cruces
Estero Colina
Estero Lampa
Rio Mapocho
5000 0 5000 10000 Meters
N
Red Fluvial Santiago Poniente324000
324000
326000
326000
328000
328000
330000
330000
332000
332000
334000
334000
336000
336000
338000
338000
340000
340000
342000
342000
344000
344000
346000
346000
6294
000 6294000
6296
000 6296000
6298
000 6298000
6300
000 6300000
6302
000 6302000
6304
000 6304000
6306
000 6306000
6308
000 6308000
6310
000 6310000
Figura Nº13: Red Fluvial Santiago Poniente
La tercera cobertura incorporada en el proyecto es de los sectores de muestreo, es
una cobertura de point Figura Nº14.
A ésta cobertura se ha asociado una tabla de atributos que tiene como campos la
información de los muestreos que se realizan de acuerdo al plan de contingencia creado
por la comunidad ver figura Nº14.
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Cruce c/ Carretera San Martín
Cruce c/ Ruta 5 Norte
100 mts. pasado las descargas
Estero Las Cruces / Camino Lo Echevers
Estero Las Cruces / Dren. Aeropuerto
Estero Colina / Cam. Lo Echevers
Estero Lampa/Cam. Lo Echevers
Estero Lampa / Puente El Noviciado
Rio Mapocho 200 mts arriba confluencia
Rio Mapocho 200 mts. abajo confluencia
5000 0 5000 10000 Meters
N
Puntos de Muestreo324000
324000
326000
326000
328000
328000
330000
330000
332000
332000
334000
334000
336000
336000
338000
338000
340000
340000
342000
342000
344000
344000
346000
346000
6294
000 6294000
6296
000 6296000
6298
000 6298000
6300
000 6300000
6302
000 6302000
6304
000 6304000
6306
000 6306000
6308
000 6308000
6310
000 6310000
Figura Nº 14: Puntos de Muestreo
3.3 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN
Uno de los principales objetivos que se pretenden alcanzar con el desarrollo del
presente trabajo esta relacionado con la utilización de herramientas de ArcView© para
construir un sistema que pueda a partir de los informes entregados por laboratorio, realizar
una espacialización de la contaminación sobre el Estero Las Cruces, y los efectos sobre
la red fluvial.
Para lograr algún grado de automatización ser pueden utilizar la herramienta con
que cuenta ArcView©, es así como en el desarrollo del trabajo se han creado un total de
tres tablas que cuentan con la información que se necesitará, en la construcción de los
gráficos explicativos. Estos gráficos servirán finalmente para realizar un seguimiento de la
variación de contaminación de los distintos puntos en estudio.
A continuación se muestra la estructura de las tablas utilizadas en el desarrollo de la
aplicación.
En la Figura Nº15 se muestra la estructura de la tabla denominada “Puntend” siendo la
tabla de atributos del Shape del mismo nombre y contiene la información de la ubicación
de las muestras, ésta tabla servirá de nexo para realizar la operación matricial Join con las
demás tablas del sistema.
Figura Nº15: Tabla Puntend
En la figura Nº16 se presenta un estracto de la tabla muestras.dbf, ésta es la tabla
donde se ingresará toda la información proveniente del laboratorio. La tabla cuenta con
cuatro campos:
El campo Muestra indica el lugar donde se obtuvo la muestra, el rango de variación
de este campo es de 1 a 10 que es el número de puntos de muestreo.
El campo Fecha, almacena la fecha de toma de la muestra el formato de ingreso de
los datos a este campo es YYYYMMDD, sin guiones u otro símbolo para separar los
dígitos.
El campo Tipo, en un campo numérico que almacena el tipo de elemento
muestreado los números tienen un rango de 1 a 11 este es el número de elementos
muestreados, el nombre del elemento se encuentra en otra tabla, ésta tabla será
enlazada, en caso que se desee saber el nombre del elemento medido.
El campo “Concentrac” almacena el valor entregado por laboratorio de la
concentración del elemento contenido en la muestra en la figura 61 se puede apreciar la
distribución de los campos y también algunos de los datos que pueblan la tabla.
Figura Nº16. Tabla Muestras10
Basados en la información de las coberturas, se realizaron las uniones de tablas de
tal forma de obtener los gráficos informativos para mantener el monitoreo del sistema.
En primer lugar se realizo la construcción de una unión de tablas "Join". Esta unión
juntó las tablas Puntend y la tabla Muestras10, el resultado de esta unión puede
apreciarse en la figura Nº17.
Figura Nº17: Resultados de la unión "Join" de las Tablas
Puntend y Muestras10
Posteriormente se construyeron las consultas "Query" que permitirán realizar una
búsqueda dentro de la tabla, en la figura Nº18, se muestra la query construida que
permitirá obtener los datos para realizar un análisis de la Conductividad del agua.
Figura Nº18: Query Para Análisis de Conductividad
El resultado de la búsqueda sobre la tabla se pude apreciar en la figura Nº19, allí
se puede apreciar en color amarillo los registros seleccionados.
Figura Nº19: Resultados de la Consulta "Query"
En la figura Nº20, se puede apreciar los resultados de confeccionar el gráfico a
partir de la selección, este gráfico es interactivo y puede ser actualizado modificando
solamente las tablas.
Figura Nº20. Gráfico de Conductividad
La representación espacial de las variables en ArcView© es una de las
herramientas más poderosas que tiene.
Con el análisis espacial es posible obtener planos de isoconcentración en matíces
de colores, en la figura Nº 21 se puede apreciar la influencia que tiene la contaminación
sobre el lecho fluvial.
Figura Nº21: Isoconcentración de Coliformes Fecales
En la Figura Nº22 se puede observar claramente la drástica disminución en la
concentración de Coliformes Fecales, podemos evaluar con esto el resultado de una
medida de mitigación temporal resueltas por la Superintendencia de Servicios Sanitarios
(SISS) en resolución exenta Nº 1809 del 19 agosto de 1999 donde dispone que estas
sean implementadas por una de las principales descargas, de tal forma de superar el
periodo de crítico. Las medidas contemplan, provocar la decantación de los lodos y su
posterior evacuación a un vertero de tal forma de disminuir la cantidad de coliformes
fecales en la solución final que se descargaba en el estero, además se contempla diluir el
afluente agregando 100 lts/sg a sus RILES antes de la descarga.
Figura Nº 22: Isoconcentración de Coliformes Fecales
Por el periodo del año analizado también se debe considerar un eventual aumento
de caudal por efecto de precipitaciones.
CAPÍTULO IV: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS El análisis de los resultados obtenidos deberá ser visto de dos puntos de vista, el
primero esta relacionado con el impacto sobre la comunidad y en segundo lugar la
implementación de un sistema computacional en el análisis de la información.
El control será una actividad que se realizará en base al análisis de las tablas y la
cartografía temática, en las figuras Nº 21 y figura Nº 22 se puede apreciar el potencial que
tiene las imágenes, es así como pueden distinguirse los efectos de las medidas de
mitigación o aumentos eventuales de caudal con aguas lluvia lo que implicaría una dilución
de la cantidad de coliformes fecales en estero. Esta herramienta es especialmente
importante cuando se trata de informar, la interpretación resulta clara. Es importante hacer
notar que esta misma información presentada en tablas no tiene el mismo impacto.
En un análisis un poco más detallado de los coliformes fecales, se puede apreciar
claramente una disminución del aporte de la empresa sanitaria sobre el Estero Las
Cruces, entre la muestra tomada el 6 de Junio de 1999 y la muestra tomada el 13 de Julio
de 1999, también es posible apreciar que en general el conjunto fluvial ha disminuido
notablemente la cantidad de coliformes, la norma chilena indica que la cantidad máxima
de coliformes fecales no deberá sobrepasar los 1000 en 100 ml. La situación para el 13 de
Julio representa un avance, sin embargo, los valores aún están muy lejos de encontrarse
dentro de la norma. El control sobre el estero, utilizando esta herramienta representa un
aporte desde el punto de vista de presentación, como también desde el punto de vista de
la rapidez. Las herramientas de ArcView© permiten tener gráficos interactivos, esto
significa que la modificación o incorporación de información en las tablas actualizará
automáticamente estos gráficos
Una de las herramientas utilizada para automatizar actividades dentro de ArcView©
es Avenue© , esta herramienta es un lenguaje de alto nivel, que permite realizar
operaciones, construcción de interfases para usuarios, análisis de datos, etc. La
implementación final de este sistema tiene considerado la creación de algunas rutinas de
automatización que permitan a un operador no familiarizado con el software realizar las
operaciones de ingresar información, imprimir resultados, y generar informes. Como un
objetivo a largo plazo puede considerarse el uso de una herramienta como MapObject©
para realizar un programa ejecutable, es decir, una aplicación que corra en plataforma
Window© de tal forma que pudiera implementarse un sistema un lugar donde la
comunidad tenga acceso y pueda generar sus propios informes y realizar un control del
proceso de descontaminación.
El análisis realizado sobre la contaminación por coliformes fecales es uno de los
contaminantes de los cuales se tiene informes periódicos, además se monitorean 10
elementos más, que también representan un riesgo desde el punto de vista ambiental, es
por ello que la automatización juega un papel importante, debido principalmente al
volumen de información a manejar.
CAPÍTULO V: CONCLUSIONES
Lo primero que podemos constatar con el desarrollo de este trabajo es la ventaja de
los recursos que nos ofrece el SIG, en este caso ArcView© para manejar cartografía
digital e información temática.
Para el caso del seguimiento de la calidad de aguas de un cuerpo hídrico altamente
contaminado, que tiene tanto implicancias ambientales, económicas y socioculturales, la
posibilidad de tener un sistema de monitoreo con apoyo de un SIG, que permita manejar y
mantener información actualizada, facilita realizar análisis multitemporales. Por otro lado
conocer la distribución espacial es un avance importante para tomar decisiones tanto de
largo plazo como el manejo de situaciones criticas. La ventaja de contar con una
herramienta de este tipo permite hacer evaluaciones más certeras respecto a la aplicación
de medidas de descontaminación, como el caso analizado.
El acceso y lectura de la información en estos casos normalmente está limitado a
especialistas, esto es una dificultad cuando estamos frente a un caso con distintos actores
involucrados, donde se requiere un nivel de comprensión que sea accesible a toda la
comunidad de tal forma de facilitar acuerdos respecto a las medidas más correctas a
implementar. Las interfases de salida tanto cartas, gráficos, tablas o gráficas de
isocencentración nos ayudan a resolver el entendimiento y dimensión de la situación
analizada, acercándola tanto a especialistas como a ciudadanos comunes.
Desde el punto de vista de la continuidad que nos permite este instrumento para un
sistema de monitoreo, las conclusiones son altamente positivas. Mantener y manejar
bases de datos en el tiempo es clave para el seguimiento, tener los puntos de muestreos
georeferenciados permite despersonalisar la toma de muestras y podemos tener la
seguridad que con una lista de coordenadas y un navegador GPS se podrán hacer los
muestreos en los mismo lugares, lo que le da más confiabilidad a las comparaciones en
distintos momentos.
A mediano plazo se espera que el sistema desarrollado en el presente trabajo sea
la base para un sistema mayor, que incorpore otras variables que nos permita hacer
análisis con otros alcances, como por ejemplo incorporar información de las aguas
subterráneas que son parte del mismo sistema hídrico o los efectos residuales en la
calidad de los suelos producto de presencia de contaminantes que son incorporados por
el riego.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) ESRI, Manuales ArcView© 3.1 Copyright© 1992-1998
(2) Bosques S., J. (1994): Sistemas de Información Geográfica, Madrid, Rialp.
(3) Borcosque J., Curso de ArcView© 3.0, Universidad de Santiago Chile
(4) Herrera V., Introducción a la Percepción Remota., 2001., Dpto. de Ingeniería
Geográfica, Facultad de Ingeniería, Universidad de Santiago de Chile
(5) Matus N., Crónica de una muerte decretada., 2000., Observatorio Latino
Americano de Conflictos Ambientales (OLCA).
(6) SESMA., Plan de Vigilancia Ambiental Cauces Superficiales y Aguas
Subterráneas Sector Estero Las Cruces., Junio 1999, Programa de Saniamiento
Básico, Unidad de Control y Cálidad de Agua
(7) SESMA Informe Nº1., Plan de Vigilancia Ambiental Cauces Superficiales y
Aguas Subterráneas Sector Estero Las Cruces., Julio 1999, Programa de
Saniamiento Básico, Unidad de Control y Cálidad de Agua
ANEXOS ANEXO Nº 1.-Estándares y Límites de Calidad del Agua
ANEXO Nº 2.- Requisitos Físico – Químicos y bacteriológicos establecidos en
la Norma chilena 1333 Uso de Riego.
“TODOS LOS ANEXOS MENCIONADOS, SE ENCUENTRAN EN
TESIS IMPRESA”
