Practica 3

UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA

FACULTAD: CIENCIAS AGROPECUARIAS PROGRAMA: INGENIERÍA AMBIENTAL

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PRÁCTICA No. 3 ‘’HERRAMIENTAS PARA EL ANÁLISIS DE MAPAS APLICADAS A LA SELECCIÓN DE UN SITIO PARA LA DEPOSICIÓN DE DESECHOS’’

Carlos David Moreno Castillo.

Jennifer Katherin Calvo Gamba Jenny Esmeralda Robles Escamilla

Luisa Fernanda Garcia Barbosa

JOSE LUIS GOMEZ DIAZ DOCENTE


FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS INGENIERÍA AMBIENTAL

MODELAMIENTO DE PROCESOS AMBIENTALES 2015



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INTRODUCCION

Para lograr un adecuado modelamiento de un estudio geográfico en el que se desea

ubicar un sitio para la deposición de desechos hay que tener en cuenta numerables

aspectos, lugar, ubicación, terreno, suelos, ya que no basta solo con una serie de

cálculos y de conocimientos previos para el diseño si no que también es necesario

implementar un componente que permita proyectar una abstracción del proyecto y así

realizar un modelamiento correcto, escogiendo las áreas adecuadas para la construcción

del deposición de los desechos.

Este caso práctico requiere la utilización de diferentes métodos donde permita evaluar las

condiciones de los diferentes mapas, de esta forma lograr el modelamiento viable para la

construcción del depósito de desechos. El depósito que se hace referencia en el estudio

queda ubicado en el municipio de Chinchina, del Departamento de Antioquia, la cual está

situada en la cordillera central, haciendo de este municipio un lugar con grandes áreas de

accidentalidad lo que la hace vulnerable a deslizamientos, este es un factor muy

importante a tener en cuenta para la ubicación del depósito. La ciudad cuenta con

150.000 habitantes por tanto se necesita que el depósito se encuentre por lo menos a 2

kilómetros alejado del centro del municipio y alejado a por lo menos 300 metros de

cualquier construcción. Por tanto la solución abarca multiples análisis de los mapas, esto

implicando modelos de lógica booleana que conllevan a evidencias de mapas binarios y

por tanto a lógica de fuzzy para llegar a una selección final del sitio.



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OBJETIVO GENERAL Selecciónar un terreno geográfico para la deposicion de desechos en el municipio de Chinchina por medio de herramientas de analisis que ofrece el sistemas de información geográficos ILWIS. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Establecer una zona que considere un modelamiento adecuado y unos criterios establecidos para escoger las áreas adecuadas para la deposicion de desechos en el municipio de Chinchina

Determinar una zona optima con un area mayor a 1 hectaria para la construccion del deposicion de desechos en el municipio de Chinchina.



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1. Definición de problemas: Selección del sitio de relleno

El Municipio de Chinchiná se encuentra en la Cordillera Central de los Andes en Colombia (Suramérica), se quiere investigar las áreas adecuadas para la deposición de desechos. Hasta hoy todos los desechos de la ciudad (150.000 habitantes) son descargados al río. Sin embargo, debido a un aumento en el conocimiento del entorno, el Municipio de Chinchiná ha decidido construir un sitio apropiado para la deposición de desechos.

2. Modelo de lógica Boolean

Paso 1: La deposición de desechos no se debe construir en deslizamientos de tierras que estén activos o que pueda llegar a ser activos en el futuro

En el comando de línea escribiremos el siguiente comando Ejemplo=iff(SLIDE="active","0","1"), el cual nos mostrara las áreas de deslizamiento latentes o activas en color negro y las demás siendo estables de color verde.



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Observación: Podemos evidenciar que el municipio de Chinchiná presenta varias zonas de actividad en deslizamientos y algunas de ellas presentan una gran área las cuales se deberán tener muy en cuenta en el momento de la construcción para la deposición de

desechos. Paso 2: El sitio de deposición de desecho se debe localizar en un terreno con una pendiente menor de 20 grados

Para poder tener el resultado de las áreas con pendiente menor de 20 grados escribiremos el comando Suitslope:iff(slope<=20,”1”,”0”), el cual nos mostrara de color verde las áreas menores de 20 grados y las de color gris las de mayor pendiente.

Observación: Tenemos un área extensa que cumple con el determinante de tener una pendiente menor de 20 grados lo cual es beneficioso ya que como regla general, se debe evitar construir cerca o sobre pendientes altas debido a que puede generar escorrentía

de los lixiviados que genera los desechos e incluso se produce segregación de las partículas con la distancia al punto de descarga.



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Paso 3: El sitio de deposición de desecho sólo se puede construir en áreas que no tengan importancia económica ni valor ecológico. Las únicas clases adecuadas de utilización de la tierra son: arbustos y áreas descubiertas.

Suituse:iff((landuse=”shrubs”)or(landuse=”baree”),”1”.”0”) será el código de

entrada para poder obtener las áreas de arbustos y áreas descubiertas de color

verde.

Observación: A partir de la imagen se pueden identificar varias zonas que están

conformadas por áreas arbustivas y descubiertas donde se permiten la

construcción del depósito de desechos, teniendo en cuenta las características de

estas áreas no generan un gran valor económico ni ecológico, se puede decir que

no se va a producir un impacto considerable dependiendo de la construcción del

depósito.



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Pasó 4: Los sitios de deposición de desechos se deben localizar a 2 km de distancia del centro de la ciudad de Chinchiná, y a más de 300 metros de cualquier área construida.

Csource=iff((landuse="Chinchina")or(city="Chinchina"),"1","undefined") es el código de entrada que nos muestra en municipio de Chinchiná.

Cada color que se genera nos muestra la distancia desde el punto de origen (Municipio Chinchina).



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Al entrar el comando Suitchin=iff(Cdist<=2000,"1","0") al programa nos arrojara un buffer que indica en verde las áreas a menos de 2000 de Chinchiná.

La segunda parte del cálculo es la creación del mapa Suitbuil donde las áreas localizadas a una distancia menor de 300 metros de las áreas construidas se indiquen con valor de pixel 0 y el resto con 1. Este procedimiento se hace en tres pasos:

Bsource=iff(Landuse="built-up area","1","undefined") será el comando utilizado para obtener las áreas construidas.



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Se genera una gama de colores los cuales nos muestran distintas distancias desde las áreas construidas del municipio.

Con el comando Suitbuil=iff(Bdist<=300,”0”,”1”) obtenemos un buffer con el cual podemos evidenciar de color gris la distancia a menos de 300 metros de las áreas construidas.



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Pasó 5: El sitio de desechos se debe construir en tierras ricas en arcilla (más de 50 %), con un espesor de suelo mayor a 5 metros y una permeabilidad menor a 0.05 m/día

Seleccionamos la tabla GEOL.

Obtenemos una tabla con características geológicas.

Damos clic en el menú, luego columnas y seleccionamos la opción join.



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En la opción Table seleccionamos BOREHOLE y en la opción Column seleccionamos las 3 variable almacenando los resultados de los valores promedio en las columnas Avgthick, Avgclay y Avgperm.



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Creamos una nueva columna suit y agregamos los valores según las condiciones:

- Si el espesor es menor a 5 m, la arcilla menor a 50 y la permeabilidad mayor a

1 en la columna suit asignamos 1.

- Si no cumple con todos los requisitos asignamos 0.



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Crear el mapa Suitgeol renombrando el mapa Geol con la columna Suit desde la tabla Geol.

Nos dirigimos al menu "Operations", "Raster Operations", "Attribute Map". Allí indicaremos los parámetros que solicita el ejercicio para la construcción del mapa. Parámetros: Espesor promedio >5 m, porcentaje de arcilla promedio > 50%, y permeabilidad <0.05 m/día

Observacion: Identificamos que la zona de color rosado son áreas que cumplen con los

tres criterios antes establecidos y la zona de color azul no cumple con ninguna de ellas.



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Paso 6: Combinando mapas de aptitud

Código de entrada utilizando el operador AND: Suit1=((Suitslid)and(Suitslop)and(Suituse)and(Suitbuil)and(Suitchin)and(Suitgeol))

Observación: Obtenemos un mapa en el cual reúne todas las características similares que tienen los mapas de aptitud como lo son: Las clases de deslizamientos (Activos o estables), áreas con pendiente menor de 20 grados, El sitio de deposición de desecho

sólo se puede construir en áreas que no tengan importancia económica ni valor ecológico. Las únicas clases adecuadas de utilización de la tierra son: arbustos y áreas

descubiertas, áreas localizadas a una distancia menor de 300 metros de las áreas construidas y por ultimo áreas con unidades geológicas adecuadas (el espesor promedio >5 m, porcentaje de arcilla promedio > 50%, y permeabilidad <0.05 m/día). Dicha zona en

color verde presenta una pequeña área apta o que cumple con los requisitos para la construcción del depósito de desechos.



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Código de entrada utilizando el operador OR: Suit0=((Suitslid)or(Suitslop)or(Suituse)or(Suitbuil)or(Suitchin)or(Suitgeol))

Observación: a partir del mapa se puede evidenciar las zonas demarcadas con color gris que no presentan ningún tipo de características anteriormente nombradas aptas para la

construcción del depósito de desechos Paso 7: Calculo de un sitio apto que tenga suficiente capacidad

Usando la herramienta Areanumbering creamos el nuevo mapa que lo nombraremos “Suitarea”, habilitando la opción de 8 conectados. Suitarea.mpr = MapAreaNumbering(Suit1,8), será el comando de entrada ingresado para ubicar las áreas adecuadas que tengan suficiente capacidad para almacenar los desechos siendo esta mayor a 1 kilometro.



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Observación: los sitios más óptimos y con un área mayor de 1 Hectárea se indica con

valor de 1 en el mapa, y se tornan de color azul sobre el mismo.



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Histograma del mapa Suitarea

Observación: Con respecto a la tabla de datos del mapa de “suitarea” las areas mas optimas son 2,8 y 15 ya que cumplen la condicion de tener una expansión de más de 1 hectárea y de igual manera cumplen con los criterios establecidos.

- Area 2=64531.25 m2 - Area 8=26250.00 m2 - Area 15=10781.25 m2

Teniendo en cuenta que el área 1 cumple con la condición de tener suficiente capacidad (área mayor a 1 hectárea), evidenciados que al realizar la combinación de mapas de aptitudes no cumple con tener tierras ricas en arcilla (más de 50 %), con un espesor de suelo mayor a 5 metros y una permeabilidad menor a 0.05 m/día, así que no sería optima en la construcción del depósito de desechos.



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Paso 8: Selección del sitio final

Determinación de las coordenadas en las áreas 2,8 y 15 las cuales cumplen con tener un área mayor a 1 hectárea.

- Área 2: Coordenadas métricas (830094.50 , 1045534,51)

- Área 8: Coordenadas métricas (828497.59 , 1043858.91)



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- Área 15: Coordenadas métricas (828803.56 , 1042042.30)



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SELECCIÓN FINAL DEL ÁREA MÁS ADECUADA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL DEPÓSITO DE DESECHOS.

El área 2 identificada en color azul es la zona elegida para la construcción del depósito de desechos para el municipio de Chinchiná principalmente por su capacidad de 64531.25 m2 ya que cumple ser mayor a 1 hectárea, esto nos permitirá tener una gran expansión en el caso de ser grande la demanda frente al servicio que se presta. A continuación analizáremos y justificaremos por medio de diversos criterios el por qué de nuestra selección del área 2.

Localización: Podemos evidenciar en la siguiente imagen que la ubicación del área se encuentra aproximadamente entre 1808 m y 3616 m de distancia al centro del municipio del municipio de Chinchiná, lo cual sería optimo para la construcción del depósito de desechos ya que pude generarse expansión de este y no producirá mayor impacto por olores, lixiviados, contaminación atmosférica entre otros.

Acceso al área: Evidenciamos que la zona escogida se encuentra a una aproximación media de una vía principal, sin generar impactos negativos en su trayectoria.



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Tipo de terreno: El área se encuentra ubicada dentro de un terreno estable lo cual se podría llegar a proyectar algún tipo de deslizamiento a muy largo o tiempo o nunca llegar a suceder, así que sería muy optima su construcción.



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3. Mapa de evidencia binaria

3.1 Asignando pesos iguales El comando utilizado para realizar la combinación de los seis mapas anteriores es la siguiente: Suit2=(((1*Suitslid)+(1*Suitslop)+(1*Suituse)+(1*Suitbuil)+(1*Suitchin)+(1*Suitgeol))/6)

Para reclasificar generamos:

- Crear el dominio: Para esto nos dirigimos al menú file, Create, Domain. En la ventana que aparece especifican un nombre (Reclasificacion) y seleccionan Class y group, y OK. En la ventana que aparece vamos al menú Edit y luego en la opción Add Item, o puedemos hacer click en la herramienta que tiene un ícono de paleta de colores con una cruz amarilla. En esta nueva ventana llenamos los valores Upper Bound y Name, utilizando la siguiente clasificación:

Unsuitable, = 0.2 Moderately = 0.8 suitable, = 1



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- Nos dirigimos a el menú Operations, Image Processing, Slicing. En raster map seleccionamos el mapa suit2, en mapa de salida Suit2R y en Domain seleccionamos el dominio que hemos creado Reclasificacion.



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Observación: Se genera de este modo el nuevo mapa creado por el método de mapas

de evidencia binaria, en comparación al mapa realizado por el método booleano este nos muestra tres dominios que representan las ‘’zonas adecuadas’’, ‘’inadecuadas’’ y

‘’moderadas’’ para el establecimiento del vertedero de desechos. Los tonos rojos en el mapa dan cuenta de sitios potencialmente adecuados, de color amarillo se muestran las áreas moderadas que no sirven por completo para depositar basuras y por otro lado en

color azul se muestran zonas no aptas para este tipo de usos 3.2 Asignando diferentes pesos

El dominio a utilizar de los 2 bitmas es el siguiente: Suit3=(((0*Suitslid)+(2*Suitslop)+(4*Suituse)+(6*Suitbuil)+(8*Suitchin)+(10*Suitgeol))/30)

El mapa se reclasifica usando las mismas clases del procedimiento anterior:

Unsuitable, = 0.2 Moderately = 0.8 suitable, = 1



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Observación: En el mapa Suit3 se asignanron valores diferentes de peso para cada mapa y para que cada valor midiera el grado de importancia de cada bitmap haciendo

una combinacion de todos los mapas y así asignandole un diferente valor de importancia.

En el momento de determinar y reclasificar el mapa, cada nuevo item tiene una zona mas marcada y tamaño facilmente diferenciable ya sea de mas extension o de menos

extension, tambien para el mapa Suit3 se puede decir, que al haber cambiado los pesos de cada bitmap se conserva la estructura ya vista en los anteriores mapas y es evidente

que la importancia de cada bitmap se ve manifesta en la extension y formas mas regulares de las zonas correspondientes a cada bitmap.

El conjunto del mapa suit3, sigue estableciendo las mismas zonas con las mismas

condiciones que los mapas anteriores pero realzan los bitmap con mayor peso.



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DIAGRAMA



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CONCLUSIONES

Se puede lograr la adecuada ubicación de un lugar para determinado problema geográfico por medio de herramientas informáticas que optimizan los datos suministrados dando como resultado una perfecta representación en el diseño de la solución.

Por medio de la evaluación del modelo podemos llevar a un análisis de sensibilidad de la solución formulando diferentes estrategias que acoplen a las características planteadas en la lógica del modelamiento.

Con un cantidad tan alta de datos recogidos en la etapa de pre diseño, se necesita no solo llevar una estadística sino una aproximación a la realidad por medio de modelos matemáticos esto es posible comprobar por medio de la herramienta de información geográfica (ILWIS) haciendo una combinación de diferentes mapas y realizando una interpolación de datos lógicos lo cual no tardara más tiempo del establecido gracias a la aplicación de base de datos alimentada por las variables suministradas en el problema.

Gracias a la implementación de un sistema de análisis de mapas aplicados a la selección de un sitio en este caso para la deposición de desechos, se logra una mejora en la productividad de diseño optimizando recursos materiales y humanos reduciendo tiempo de cálculos y tasas de error que comúnmente aparecen en este tipo de proyectos.

El área 2 es nuestra área seleccionada para el desarrollo del depósito de desechos ya que cumple con el principal parámetro de tener una área mayor a 1 hectárea y la mayoría de los parámetros establecidos para un adecuado desarrollo del depósito.

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