UNIVERSIDAD DE COSTA RICA SISTEMA DE ESTUDIOS DE POSGRADO PROPUESTA Y EVALUACIÓN METODOLÓGICA PARA LA DELIMITACIÓN DE LA EVOLUCIÓN DEL USO DEL SUELO Y LAS ZONAS DE AMENAZA MEDIANTE EL USO DE SIG, EN EL CANTÓN DE MONTES DE OCA. Trabajo Final de investigación aplicada sometido a la consideración de la Comisión del Programa de Estudios de Posgrado en Geografía para optar al grado y título de Maestría Profesional en Sistemas de Información Geográfica y Teledetección. MONTSERRAT JIMÉNEZ BONILLA Ciudad Universitaria Rodrigo Facio, Costa Rica 2022 ii Agradecimientos A mi equipo de trabajo: mi tutor y mis lectores por hacer posible el desarrollo de este proyecto. A Diana por la paciencia, esfuerzo y el apoyo brindado. A mi familia y a mis amigos de topografía por estar ahí siempre. Al grupo de maestría a quienes estimo mucho y fueron parte muy importante durante este trabajo. iv TABLA DE CONTENIDO Agradecimientos .......................................................................................................................... ii Hoja de aprobación.................................................................................................................... iii TABLA DE CONTENIDO ....................................................................................................... iv Resumen ...................................................................................................................................... ix LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. x LISTA DE TABLAS ................................................................................................................ xii CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN............................................................................................. 1 1.1 INTRODUCCIÓN AL TEMA .................................................................................... 1 1.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ................................................................................... 5 1.3 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 8 1.4 OBJETIVOS .................................................................................................................... 14 1.4.1 Objetivo General: ..................................................................................................... 14 1.4.2 Objetivos específicos: .............................................................................................. 14 CAPITULO 2. MARCO CONCEPTUAL .............................................................................. 15 2.1 Identificación de amenazas por deslizamiento .............................................................. 16 2.2 Características de la zona de estudio: Características Geológicas ............................... 16 2.2.1 Unidad de lavas Alto Pizote .................................................................................... 17 2.2.2 Unidad de Lahar Roosevelt ..................................................................................... 18 2.2.3 Unidad de Cenizas Mansiones................................................................................. 18 v 2.2.4 Unidad de depósitos cuaternarios ............................................................................ 18 2.3 Características hidrográficas e hidrológicas de la zona de estudio .............................. 19 2.3.1 Características del manejo de aguas........................................................................ 21 2.4 Características Geomorfológicas de la zona de estudio ............................................... 21 2.5 Gestión de amenazas ....................................................................................................... 22 2.5.1 Amenaza ................................................................................................................... 22 2.5.2 Vulnerabilidad .......................................................................................................... 23 2.6 Eventos de desastre ......................................................................................................... 23 2.6.1 Deslizamientos ......................................................................................................... 23 2.6.1.1 Tipos de movimientos en masa ............................................................................ 24 2.6.1.2 Volcamientos ......................................................................................................... 25 2.6.1.3 Deslizamiento rotacional ...................................................................................... 25 2.6.1.4 Flujos...................................................................................................................... 25 2.6.2 Inundaciones ............................................................................................................. 26 2.7 Identificación de zonas susceptibles a inundación ........................................................ 27 2.7.1 Acumulación de flujo:.............................................................................................. 28 2.7.2 Pendiente: ................................................................................................................. 28 2.7.3 Altitud: ...................................................................................................................... 29 2.7.4 Distancia a Drenajes: ............................................................................................... 29 2.7.5 Permeabilidad de los suelos:.................................................................................... 29 vi CAPITULO 3. METODOLOGÍA ........................................................................................... 31 3.1 Instrumentos de trabajo................................................................................................... 31 3.1.1 ArcGIS Pro ............................................................................................................... 31 3.1.2 ArcGIS Online .......................................................................................................... 31 3.1.3 Equipo de cómputo .................................................................................................. 33 3.1.4 Dispositivo para levantamiento de campo .............................................................. 33 3.2 Etapa 1: Recopilación de insumos disponibles para identificación y análisis sobre zonas de amenaza. ................................................................................................................. 34 3.3 Etapa 2: Creación de Base de Datos geográfica con información de eventos históricos por inundación y deslizamientos. ......................................................................................... 35 3.3.1 Entidades del Modelo ER. ....................................................................................... 36 3.4 Etapa 3: Levantamiento de campo de sitios afectados por inundaciones y deslizamientos. ...................................................................................................................... 39 3.5 Etapa 4: Identificación de áreas con susceptibilidad a deslizamientos........................ 39 3.5.1 Método Mora -Vahrson ........................................................................................... 40 3.5.1.2 Factor litológico: ................................................................................................... 42 3.5.1.3 Factor humedad: .................................................................................................... 43 3.5.1.4 Sismicidad: ............................................................................................................ 43 3.5.1.5 Intensidad de precipitaciones: .............................................................................. 44 3.6 Etapa 5: Identificación de áreas con susceptibilidad a inundaciones. ......................... 44 vii 3.7 Etapa 6: Análisis de la evolución de la ocupación del suelo y zonas de amenaza en Montes de Oca. ...................................................................................................................... 48 3.7.1 Delimitación de la ocupación del suelo. ..................................................................... 48 3.8 Etapa 7: Publicación de información elaborada mediante una aplicación Web. ........ 49 4. RESULTADOS ..................................................................................................................... 50 4.1 Base de Datos geográfica con información de eventos históricos por inundación y deslizamientos. ...................................................................................................................... 50 4.1.1 Modelo Físico elaborado para Base de Datos ........................................................ 50 4.2 Levantamiento de campo de eventos ambientales. ....................................................... 51 4.3 Identificación de áreas con susceptibilidad a deslizamientos. ..................................... 53 4.3.1 Factor pendiente. ...................................................................................................... 53 4.3.2 Factor litológico. ...................................................................................................... 54 4.3.3 Factor humedad. ....................................................................................................... 55 4.3.4 Factor de sismicidad................................................................................................. 57 4.3.5 Factor de intensidad de precipitaciones. ................................................................. 58 4.3.6 Mapa de susceptibilidad por deslizamientos .......................................................... 59 4.4 Identificación de áreas con susceptibilidad a inundaciones. ........................................ 60 4.4.1 Acumulación de flujo. .............................................................................................. 60 4.4.2 Pendientes. ................................................................................................................ 62 4.4.3 Altitud. ...................................................................................................................... 63 viii 4.4.4 Distancia a drenajes. ................................................................................................ 64 4.4.5 Permeabilidad de Suelos .......................................................................................... 66 4.4.6 Áreas con susceptibilidad a inundaciones. ............................................................. 67 4.5.1 Ocupación del suelo 2016. ....................................................................................... 68 4.5.2 Ocupación del suelo 2005. ....................................................................................... 70 4.6 Análisis de la ocupación del suelo, las zonas con susceptibilidad a deslizamientos e inundaciones y la normativa vigente. ................................................................................... 72 4.6.1 Zonas con susceptibilidad a deslizamientos. .......................................................... 74 4.6.2 Zonas con susceptibilidad a inundaciones. ............................................................. 77 4.6.3 Ocupación de las áreas de protección de los ríos en Montes de Oca. ................... 78 4.7 Publicación Web de datos resultantes de la investigación. .......................................... 80 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................. 82 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 86 ANEXOS ................................................................................................................................... 92 ix Resumen La prevención de riesgos mediante la identificación de posibles amenazas es un ítem importante a considerar dentro de la planificación territorial en Costa Rica. El uso de herramientas espaciales como Sistemas de Información Geográfica permite la delimitación de áreas con susceptibilidad a amenazas en el territorio. El análisis SIG generado en la presente investigación generó un aporte a la planificación territorial y al trabajo conjunto a realizar con las comunidades para la prevención de posibles afectaciones por eventos como inundación o deslizamientos. Mediante el estudio realizado se generó una metodología que facilita la identificación de zonas con susceptibilidad a amenazas por deslizamiento e inundaciones en donde se puede evaluar con datos espaciales la ocupación del suelo para identificar la exposición a amenazas por parte de la población, y considerar la situación actual tomando en cuenta la normativa vigente en el cantón de Montes de Oca siendo la zona de estudio. x LISTA DE FIGURAS Figura 1. Delimitación de la zona de estudio. ........................................................................... 4 Figura 2. Mapa de amenazas, Montes de Oca. .......................................................................... 9 Figura 3. Mapa de susceptibilidad al deslizamiento, Cantón de Montes de Oca. ................. 10 Figura 4. Mapa de zonificación a la susceptibilidad de la inundación, deslizamientos, flujos laháricos y falla Cipreses, Cantón de Montes de Oca. ............................................................ 11 Figura 5. Mapa Geológico de Montes de Oca. ........................................................................ 17 Figura 6. Distritos que abarca la subcuenca del río María Aguilar. ....................................... 19 Figura 7. Litología en la microcuenca del Río Torres, San José – Cartago, Costa Rica, 2015. .................................................................................................................................................... 20 Figura 8. Clasificación general de los movimientos en masa. ............................................... 24 Figura 9. Modelo ER de base de datos. ..................................................................................... 36 Figura 10. Eventos ambientales en Montes de Oca. ............................................................... 38 Figura 11. Parámetros para el factor pendiente, Método Mora – Vahrson. ........................... 41 Figura 12. Clasificación del factor litológico valorando la estabilidad de las laderas, Método Mora – Vahrson. ........................................................................................................................ 42 Figura 13. Clasificación de valores medios mensuales de precipitación............................... 43 Figura 14. Escala de factor de Sismicidad. .............................................................................. 43 Figura 15. Escala de factor de intensidad de Precipitación. ................................................... 44 Figura 16. Escala relativa a factores del análisis de susceptibilidad. ..................................... 45 Figura 17. Asignación de pesos a cada capa temática. ........................................................... 46 Figura 18. Modelo físico, Base de Datos. ................................................................................ 51 Figura 19. Mapa de eventos ambientales, ArcGIS Online. .................................................... 52 Figura 20. Mapa de Pendientes en Montes de Oca. ................................................................ 53 xi Figura 21. Factor Sr de Pendientes en Montes de Oca. .......................................................... 54 Figura 22. Mapa litológico para Montes de Oca. .................................................................... 55 Figura 23. Clasificación de valores medios mensuales de precipitación............................... 57 Figura 24. Clasificación del peligro de deslizamiento. ........................................................... 59 Figura 25. Áreas con susceptibilidad a deslizamientos. ......................................................... 60 Figura 26. Capa temática de acumulación de flujo. ................................................................ 61 Figura 27. Factor Sr de Pendiente, según el modelo Mora-Vahrson. .................................... 63 Figura 28. Capa temática de altitud. ........................................................................................ 64 Figura 29. Distancia rectilínea hasta el drenaje más próximo. ............................................... 66 Figura 30. Áreas con susceptibilidad a inundación................................................................. 68 Figura 31. Construcciones de distritos San Pedro, Mercedes y Sabanilla año 2016. ........... 69 Figura 32. Construcciones de distrito de San Rafael año 2016. ............................................. 70 Figura 33. Construcciones de distritos de San Pedro, Mercedes y Sabanilla año 2005. ...... 71 Figura 34. Construcciones de distrito de San Rafael año 2005. ............................................. 72 Figura 35. Construcciones en zonas con susceptibilidad alta y media a deslizamiento. ...... 73 Figura 36. Construcciones en zonas con susceptibilidad moderada a inundaciones. ........... 74 Figura 37. Plan Regulador, zonificación del distrito de San Rafael. ..................................... 75 Figura 38. Plan Regulador, mapa de renovación urbana. ....................................................... 76 Figura 39. Plan Regulador, zonificación para fraccionamiento. ............................................ 77 Figura 39. Construcciones nuevas en periodo 2005 – 2016 dentro de zonas de protección de ríos. ............................................................................................................................................. 79 Figura 40. Aplicación Web, Mapas por susceptibilidad. ........................................................ 81 xii LISTA DE TABLAS Tabla 1. Promedio mensual de precipitación para estaciones del IMN. ................................ 56 Tabla 2. Precipitación diaria máxima de estaciones. .............................................................. 58 1 CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN 1.1 INTRODUCCIÓN AL TEMA El cantón de Montes de Oca se encuentra conformado por cuatro distritos: San Pedro, Sabanilla, Mercedes y San Rafael. Los distritos con mayor desarrollo residencial son San Pedro, Sabanilla y Mercedes; el distrito de San Rafael presenta mayor actividad agropecuaria y debido a sus restricciones normadas en el plan regulador actual presenta menor desarrollo residencial. En cuanto a sus características topográficas el distrito de San Rafael presenta una mayor altitud con elevaciones de hasta 1920m sobre el nivel medio del mar. Este distrito presenta pendientes altas, son las mayores pendientes en la superficie del cantón, su topografía es menos irregular al acercarse al límite con el distrito de Sabanilla, el distrito de Sabanilla presenta altitudes de hasta 1310m sobre el nivel medio de mar y sus pendientes se consideran moderadas en comparación con sus distritos colindantes. El distrito de San Pedro presenta elevaciones de hasta 1270m sobre el nivel medio del mar, mientras que el distrito de Mercedes de hasta 1240m sobre el nivel medio del mar, en cuanto a sus pendientes ambos distritos presentan pendientes de moderadas a bajas con respecto a los distritos restantes, estas pendientes aumentan considerablemente en los alrededores del Río Torres; en cuanto a sus características topográficas San Pedro y Mercedes presentan una situación similar, aunque San Pedro presenta una altitud menor que Mercedes considerando que su menor valor en altitud ronda los 1160m sobre el nivel medio del mar. En cuanto a la distribución de la red hídrica en el cantón, se presenta una mayor concentración de ríos y quebradas en el distrito de San Rafael por lo que este distrito es considerado como 2 una importante fuente de agua dentro y fuera del cantón. Sabanilla cuenta con una menor cantidad de afluentes, en donde se presenta un mayor caudal es en la Quebrada Cas y el Río Torres. El distrito de Mercedes recoge las aguas provenientes del Río Torres en donde el caudal aumenta de forma importante en época lluviosa y al sur colinda con la Quebrada Los Negritos la cual también cruza el distrito de San Pedro. San Pedro presenta una menor densidad de ríos hacia el centro del distrito, entre los afluentes de caudal más importante se encuentra el Río Ocloro, la Quebrada Cas y la Quebrada los Negritos. En cuanto al desarrollo urbano de los distritos existe una menor presencia de construcciones en el distrito de San Rafael esto se ve reflejado no solamente por la presencia de una normativa restrictiva desde el año 2007, sino también por su situación de altas pendientes y alta densidad de ríos en este sector. La influencia hidrológica dentro del cantón es un factor considerable para la planificación territorial y el cantón presenta características litológicas variadas en su mayoría de origen volcánico que generan valles fluviales de pendientes bajas, moderadas y altas. La planificación territorial dentro del cantón se ha desarrollado por medio de instrumentos como la Ley de Planificación Urbana N° 4240 y dos Planes Reguladores (1972 y 2007). Considerando las características de la zona de estudio como su topografía, desarrollo urbanístico y ubicación de las construcciones de acuerdo a las zonas de retiro de protección de los ríos, es importante evaluar de forma integral la gestión del riesgo ambiental, con el fin de prevenir la afectación de las comunidades por posibles eventos de desastre ambiental y en 3 caso de que se presenten afectaciones por un evento de este tipo poder responder de manera adecuada para brindar protección a las comunidades afectadas. Debido a las características particulares del cantón es importante una adecuada gestión del riesgo ambiental, esta se puede considerar como el conjunto de acciones para identificar, prevenir y atender situaciones de riesgo dentro de un ambiente definido. El riesgo ambiental consiste en la posibilidad de tener un daño a consecuencia de un evento que puede ser natural o también puede estar relacionado con acciones humanas. La gestión del riesgo ambiental en la actualidad se ve afectada por factores no solo naturales sino también del entorno en las comunidades. El riesgo se ha considerado históricamente desde una visión en donde la ocurrencia de desastres existe debido a eventos naturales únicamente, pero al evaluar la situación de comunidades afectadas por eventos de desastres se pueden tomar previsiones desde un punto de vista más integral. Una componente de suma importancia dentro de la gestión del riesgo es la prevención, al tomar medidas preventivas se debe tomar en cuenta el grado de exposición a amenazas en que se encuentran las comunidades en su entorno debido a su ubicación, cercanía a fuentes de riesgo, características constructivas de la zona, entre otros. La tendencia del crecimiento urbano en el territorio es un factor relevante dentro de la planificación territorial y la posible prevención en unidades territoriales vulnerables. Los mapas de amenaza pueden delimitar las zonas más vulnerables a eventos específicos con el fin de tomar medidas preventivas para procurar la seguridad de los habitantes. El presente 4 estudio abordará el análisis de áreas de susceptibilidad por eventos de inundación y deslizamientos tomando en cuenta la variable asociada a la ocupación del territorio. El ámbito geográfico en que se desarrollará la propuesta metodológica para identificación de zonas de amenaza se muestra en la Figura 1. Un enfoque más natural para delimitar zonas de susceptibilidad podría ser considerar las microcuencas como áreas de estudio, pero se debe considerar en este caso que la gestión del territorio depende de la división territorial administrativa del país. Figura 1. Delimitación de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia. 5 1.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA El cantón de Montes de Oca se encuentra conformado por cuatro distritos: San Pedro, Sabanilla, Mercedes y San Rafael, estos distritos presentan desarrollos diversos en áreas de uso habitacional, educacional, salud, comercial y servicios dentro de su delimitación. Los distritos de San Pedro, Mercedes y Sabanilla presentan un mayor desarrollo urbano mientras que el distrito de San Rafael es considerado por el Instituto de Desarrollo Rural como territorio rural, según el acuerdo tomado por la junta directiva del Instituto de Desarrollo Rural en la sesión ordinaria N°13 del año 2019, considerando como territorio rural: “Territorio rural: Unidad geográfica dedicada al desarrollo de actividades agrarias y no agrarias, compuesta por un tejido social e institucional particular, asentada en una base de recursos naturales propios, con formas de organización, producción, consumo, intercambio y manifestaciones de identidad comunes…”. (Ley N° 9036, 2012). Con el fin de mejorar el ordenamiento territorial dentro del cantón Montes de Oca, el gobierno local ha trabajado con instrumentos para su ordenamiento: la Ley de Planificación Urbana N° 4240, el Plan regulador del año 1972 y el Plan regulador vigente del año 2007. Los planes reguladores como instrumentos del ordenamiento territorial a nivel local tienen el objetivo principal de mejorar la calidad de vida de los habitantes, brindando normas que permitan el acceso justo a los recursos y dando lineamientos para procurar la seguridad de la población. 6 El plan regulador vigente de Montes de Oca menciona que: “Es indispensable regular las diferentes actividades dentro de una normativa local que proteja los derechos y las necesidades de los habitantes de hoy y del futuro. Así mismo el Plan Regulador de Montes de Oca pretende dar a diferentes directrices o acuerdos municipales un sustento legal que proteja los intereses de la comunidad contra abusos de algunas minorías”. (Municipalidad de Montes de Oca, 2007). Tomando en cuenta que un plan regulador deber responder a las necesidades de los habitantes y que estas pueden cambiar con el paso de los años, es necesario realizar modificaciones a la normativa: considerando la gestión del riesgo y gestión de usos de la tierra, en función de los cambios que se presentan a nivel local. Se presenta la necesidad de realizar estudios que permitan definir con datos y de forma clara la evolución de las áreas urbanas, considerando la situación actual del cantón y por medio de análisis mediante un sistema de información que facilite generar productos de utilidad para la toma de decisiones. El cantón de Montes de Oca ha presentado múltiples eventos con afectaciones por deslizamientos e inundaciones en los últimos años, algunas de las áreas afectadas son: Urbanización Mansiones, Urbanización Rosemary, Karpinsky y alrededores del Río Torres, considerando estas afectaciones en el año 2013 se realizó una alerta de emergencia en esta zona por parte del gobierno local. Se han realizado algunos estudios de diagnóstico para prevención de riesgos previos a la implementación del plan regulador actual. Estos estudios han realizado aportes importantes, pero no han tenido un seguimiento adecuado. 7 El diagnóstico realizado por Camacho et al. (2004) indica lo siguiente: “Las zonas de muy baja y baja susceptibilidad al deslizamiento abarcan la mayor parte del área, principalmente al oeste del cantón, es en esta zona donde se ha dado la concentración de los asentamientos humanos, sin embargo, es posible encontrar obras de infraestructura en sitios catalogados como de mediana, alta y muy alta susceptibilidad al deslizamiento”. (p. 38) Actualmente en Montes de Oca se trabaja en el área de gestión ambiental con mapas de susceptibilidad a inundaciones y deslizamientos realizados por Camacho et al. en 2004, sin embargo, se desconoce la situación actual por este tipo de amenazas y la forma en que podrían estas amenazas afectar a la población considerando la ocupación actual del territorio. El gobierno local tiene la necesidad de productos que representen la situación actual de las amenazas del cantón, esta información es de interés por su uso continuo por parte de la Unidad de Gestión Ambiental de Montes de Oca, además, estos productos serían un insumo importante para la futura actualización del plan regulador. La información cartográfica existente en esta área no presenta un grado de detalle adecuado o se encuentra desactualizada para realizar el estudio específico de la susceptibilidad por amenazas en el cantón, en donde se analiza no solo la delimitación de las áreas vulnerables a amenazas sino también la ocupación del suelo. 8 1.3 JUSTIFICACIÓN La Gestión de territorio considerando factores de riesgo tiene una gran relevancia en los Gobiernos locales con el fin de preservar la seguridad de los habitantes y proteger las necesidades de las comunidades. En el cantón de Montes de Oca se han presentado casos de poblaciones vulnerables por eventos de inundaciones y deslizamientos, esto se ha evidenciado por las 12 órdenes de inhabitabilidad reportadas por el Ministerio de Salud, en donde el Vigésimo informe de Estado de la Nación en desarrollo humano Sostenible en 2013 indicaba al cantón de Montes de Oca como uno de los 6 cantones dentro del Gran Área Metropolitana que presentaron situaciones de riesgo inminente (Informe de Estado de la Nación, 2013). Con el fin de realizar una adecuada gestión de amenazas, en donde se consideren factores de amenaza en la otorgación de permisos municipales, la Comisión Nacional de Emergencias pone a disposición pública una serie de mapas de amenazas a Escala 1: 50 000. 9 Figura 2. Mapa de amenazas, Montes de Oca. Fuente: CNE, Accesado en: 2020. El mapa de la Figura 2 muestra las áreas propensas a inundaciones: los alrededores de la quebrada Los Negritos en el distrito de San Pedro y alrededores del Río Torres en el área del distrito de Mercedes que colinda con el cantón de San José. Como áreas con riesgo a deslizamientos la Comisión Nacional de emergencias indica que: “Los terrenos más vulnerables a esta clase de procesos son aquellos de fuerte pendiente localizados hacia los márgenes de los principales ríos y quebradas del cantón”. CNE, (Accesado en: 2020). 10 Una de las observaciones importantes de estos productos es que en la parte inferior del mapa indican que estos mapas no sustituyen mapas técnicos a una escala más detallada para la identificación y cartografiado de amenazas. Otros recursos utilizados en Montes de Oca como insumos para la gestión ambiental son los mapas de susceptibilidad elaborados por Camacho et al. en 2004: Figura 3. Mapa de susceptibilidad al deslizamiento, Cantón de Montes de Oca. Fuente: Camacho et al., (2004). En la Figura 3 se puede observar según el diagnóstico realizado por Camacho et al. en 2004 que el distrito de San Rafael presenta una susceptibilidad de baja a media en la mayor parte de su cobertura e identifica zonas de alta y muy alta susceptibilidad en áreas de menor 11 tamaño. Este mapa de susceptibilidad a deslizamientos fue generado mediante el método Mora-Vahrson-Mora. Figura 4. Mapa de zonificación a la susceptibilidad de la inundación, deslizamientos, flujos laháricos y falla Cipreses, Cantón de Montes de Oca. Fuente: Camacho et al., (2004). En la Figura 4, se muestra un mapa de susceptibilidad multiamenaza considerando amenazas como: inundación, deslizamientos, flujos laharicos y la falla Cipreses en el cantón. Con respecto a la Figura 4, Camacho et al. (2004) indican que: “El sector oeste presenta susceptibilidades muy bajas y bajas al deslizamiento, mientras que el área susceptible a la inundación natural y flujos laháricos es mayor. En el sector este, aumentan las zonas con susceptibilidades media, alta y muy alta al deslizamiento y la susceptibilidad a la inundación se restringe a puntos críticos como terrazas y planicies de inundación, entre tanto, los flujos laháricos podrían afectar los valles de los ríos. Por su parte, los depósitos de caída afectarían toda el área del 12 cantón de manera similar, en mayor grado a las zonas que están más cercanas al volcán Irazú”. (p. 38) En el caso de susceptibilidad por inundación o deslizamientos por flujos de Lahares según la Figura 4, el estudio delimita áreas en todos los distritos del cantón de Montes de Oca; la Figura 3 indica, áreas susceptibles a deslizamiento mayormente en el distrito de San Rafael y alrededores del Río Torres, considerando en este caso que el mapa fue elaborado utilizando como insumos datos geomorfológicos y mapas de pendientes. Al considerar los recursos disponibles actualmente, los mapas de amenaza de la Comisión Nacional de Emergencias muestran datos muy generalizados, por lo que para un estudio más detallado de las áreas de amenaza en el cantón se puede trabajar con una mayor densidad de información de la zona de estudio. El estudio realizado por Camacho et al. generó insumos importantes para el gobierno local e identificó zonas de susceptibilidad de forma más detallada y a menor escala que los mapas de la CNE, sin embrago, se debe tomar en cuenta que no se ha dado un seguimiento a este estudio desde el año 2004. Para el gobierno local la gestión de amenazas es de suma importancia para procurar el bienestar de los habitantes de las comunidades del Cantón, por esto uno de sus objetivos plasmados en el Plan de desarrollo humano local de Montes de Oca 2013-2023 menciona la necesidad de contar un plan cantonal para la gestión de Riesgos (PCDHL, 2012). La actualización de los datos de amenazas dentro del cantón es relevante para la elaboración de un plan cantonal para la gestión de Riesgos considerando variables ambientales, además, podrá ser un insumo para la actualización futura del plan regulador en donde se establezca de forma clara la delimitación de amenazas y la situación actual del uso del territorio. 13 Se pretende subsanar la necesidad de una metodología por medio de una aplicación en Sistemas de Información Geográfica (SIG) que facilite la actualización de la información, siendo un recurso base para la gestión de amenazas por inundaciones o deslizamientos considerando la evolución de la ocupación del suelo a través del tiempo, los cuales adquieren relevancia en la gestión de amenazas considerando que las deficiencias en el desarrollo de la ocupación del territorio afecta directamente la susceptibilidad por amenazas en la población. La actualización de información en el área de amenazas y evolución de las construcciones en el cantón son metas de interés para la gestión municipal con el fin de optimizar la gestión del territorio para la prevención de desastres y la toma de medidas preventivas de forma integral procurando el bien común de los habitantes del cantón. 14 1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo General: Analizar la evolución de la ocupación del territorio y las zonas de amenaza en el Cantón de Montes de Oca, a través de su variabilidad espacio-temporal y considerando la normativa establecida en el Plan Regulador. 1.4.2 Objetivos específicos:  Evaluar la tendencia del crecimiento urbano considerando áreas de coberturas de ocupación del suelo: centros de estudio, áreas verdes, comercial, residencial y público, para 2 épocas diferentes: 2005 y 2016.  Identificar zonas de amenaza (por inundación y deslizamientos) por medio de una aplicación en sistemas de información geográfica, que tome en cuenta características topográficas e hidrológicas del área de estudio.  Analizar la evolución de la ocupación del suelo y las zonas de amenaza identificadas, al evaluar si se toman en cuenta dentro de la normativa vigente. 15 CAPITULO 2. MARCO CONCEPTUAL La evaluación metodológica a realizar pretende actualizar los mapas de amenaza por deslizamiento e inundaciones para el cantón de Montes de Oca, y generar insumos para la actualización de la normativa de acuerdo a los resultados obtenidos. Los estudios de zonas de amenazas son un recurso necesario para optimizar la planificación urbana, en algunos países de América Latina como Colombia y Argentina se han implementado este tipo de estudios utilizando Sistemas de Información Geográfica y Sensores Remotos, por medio del análisis de imágenes satelitales y análisis multicriterio considerando en algunos casos factores como: datos geológicos, uso del suelo, pendientes, densidad de drenajes, precipitación, datos climatológicos, distancia a cauces, datos sísmicos, datos hidrológicos, densidad de población, geomorfología y datos edafológicos. En algunos estudios realizados, Gómez (2009) y Camacho et al. (2004), se puede destacar la importancia de un registro histórico de eventos ambientales, en parte de estos análisis se ha tomado en cuenta la relación entre las formaciones litológicas y la ubicación de los eventos históricos. En otros estudios para delimitación de áreas de susceptibilidad se ha tratado de predecir la ocurrencia de eventos por medio de análisis de datos de precipitación, pero se ha determinado que no se puede predecir la ocurrencia de eventos por medio de una regresión múltiple con datos de precipitación, mientras que al realizar análisis multicriterio y álgebra de mapas se pueden obtener resultados positivos para delimitación de las zonas de interés (Gonzalez, 2006). 16 En Costa Rica se han desarrollado diversos tipos de análisis y metodologías con el fin de delimitar zonas susceptibles a eventos de riesgo por deslizamiento, uno de los métodos más utilizados por su eficacia y precisión es el método Mora-Vahrson. 2.1 Identificación de amenazas por deslizamiento La identificación de las áreas de amenaza por deslizamiento se puede presentar por diversos métodos, en este caso se aplicará uno de los métodos utilizados con mayor frecuencia en Costa Rica: el método Mora – Vahrson, este método se relaciona por medio de factores con características geológicas, hidrológicas y geomorfológicas de la región de estudio. 2.2 Características de la zona de estudio: Características Geológicas El cantón de Montes de Oca presenta características Geológicas volcánicas provenientes en su mayoría del volcán Irazú, dentro de sus rasgos principales se presentan 4 unidades litológicas principales (Camacho et al. 2004): Unidad de lavas Alto Pizote, Unidad de Lahar Roosevelt, Unidad de Cenizas Mansiones y Unidad de depósitos cuaternarios. 17 Figura 5. Mapa Geológico de Montes de Oca. Fuente: Camacho et al. (2004). 2.2.1 Unidad de lavas Alto Pizote Es una unidad de andesíticas basálticas presente en las zonas altas del Distrito de San Rafael, “se trata de una colada de lava andesítica y andesítica-basáltica, con una estructura columnar bien definida, donde las columnas son principalmente prisma pentagonales y hexagonales, con diámetros que varían desde 10 centímetros hasta 60 centímetros” Camacho et al. (2004). 18 2.2.2 Unidad de Lahar Roosevelt Unidad de sedimentos volcánicos, compuesto por diversos tipos de roca, su origen se da a partir de flujos de lava y agua que se trasladaban desde laderas del volcán, “constituye un depósito volcaniclástico compuesto, principalmente, de andesitas y andesitas basálticas de distintos tamaños, de 5 centímetros hasta 1,5 metros. Se encuentran clastos tanto redondeados como angulares, los cuales presentan distintos grados de alteración. Es posible, sin embargo, encontrar fragmentos relativamente frescos” Camacho et al. (2004). 2.2.3 Unidad de Cenizas Mansiones Se puede definir ceniza como: “Partícula de roca, cristal o vidrio volcánico con diámetro menor de 2mm. Se origina durante las erupciones” RSN (2015). La Unidad de cenizas de Mansiones se encuentra conformada por las cenizas provenientes del volcán Irazú, acumuladas sobre el tipo de unidades de lavas y lahares. 2.2.4 Unidad de depósitos cuaternarios Se compone por depósitos del cuaternario, han sido trasladados por los ríos y se pueden ubicar mayormente en ellos según la Figura 5. “En esta unidad se agrupan los materiales que han sido erosionados de las zonas de mayor altura y luego transportados por procesos fluviales, para posteriormente depositarlos en las partes más bajas. Estos depósitos están formados por fragmentos de rocas volcánicas, redondeados y subredondeados, con tamaños que varían de centimétricos hasta métricos; además, es posible encontrar depósitos inconsolidados, formando pequeñas barras de arenas y limos con fuerte influencia cinerítica” Camacho et al. (2004). 19 2.3 Características hidrográficas e hidrológicas de la zona de estudio El cantón de Montes de Oca cuenta con una gran cantidad de ríos, en su mayoría ubicados en el distrito de San Rafael, los ríos del cantón pertenecen a la cuenca del Río Grande de Tárcoles la cual pertenece a la vertiente del pacífico. Montes de oca contempla dentro de su cobertura la subcuenca del Río María Aguilar (Figura 6) y subcuenca del Río Torres (Figura 7). Figura 6. Distritos que abarca la subcuenca del río María Aguilar. Fuente: MINAE-GEF-PNUD (2019). 20 Figura 7. Litología en la microcuenca del Río Torres, San José – Cartago, Costa Rica, 2015. Fuente: Fallas, N. (2015). Los ríos principales del cantón son: el Río Torres y Ocloro, además, cuenta con las quebradas: Patal, Salitrillo, Negritos, Cas, Poró, Mina, Pizote, Terrazas y Limburgia. 21 2.3.1 Características del manejo de aguas La zona de estudio tiene un porcentaje alto de impermeabilización de los suelos en los distritos de San Pedro, Sabanilla y Mercedes por lo que tanto los sistemas de drenaje naturales como artificiales toman relevancia principalmente en la estación lluviosa. El encargado directo de los sistemas de alcantarillado pluvial para Montes de Oca es AyA, se utiliza un sistema de drenaje antiguo en la mayor parte del cantón. En algunas ocasiones presenta la necesidad de dispositivos que prevengan la obstrucción de tuberías por desechos sólidos. 2.4 Características Geomorfológicas de la zona de estudio La zona de estudio presenta diferentes características que se clasifican en 3 tipos de unidades principales (Zuidam 1986):  Unidades o formas de Origen Denudacional: laderas compuestas por masas de rocas volcánicas como basaltos, generalmente presentan pendientes de medias a bajas, son producto del movimiento de unidades preexistentes y erosión pluvial.  Unidades o formas de Origen Estructural: plataformas arrastradas por la erosión, contienen materiales sedimentarios, presentan una mayor pendiente.  Unidades o formas de Origen fluvial: se identifican en los drenajes naturales y corrientes de agua del cantón, pueden presentar pendientes altas, medias o bajas. Partiendo de un conocimiento general de las características geológicas, hidrológicas y morfológicas del área de estudio, se requiere estudiar mediante una propuesta metodológica la gestión de riesgos y posibles amenazas por desastres, desde un abordaje consciente en 22 torno a las consecuencias de las medidas que se han tomado o no como sociedad, en el área de control urbano tanto en el pasado como en la actualidad. 2.5 Gestión de amenazas La gestión de amenazas se puede percibir como el conjunto de medidas para la prevención, atención y mitigación de amenazas tanto naturales como provocadas por los seres humanos. Este tipo de gestión se encuentra relacionada de forma importante con la situación de susceptibilidad en la que se encuentran algunos sectores de la población por lo que presentan mayor disposición a algunas amenazas contemplando su entorno específico en cuanto a factores ambientales, económicos y sociales, además, tienden a delimitarse para un sector con una ubicación específica, Gellert-de Pinto (2012). 2.5.1 Amenaza La definición de amenaza según la Ley Nacional de Emergencias y Prevención del Riesgo (Ley N° 8488), corresponde a “peligro latente representado por la posible ocurrencia de un fenómeno peligroso, de origen natural, tecnológico o provocado por el ser humano, capaz de producir efectos adversos en las personas, los bienes, servicios públicos y el ambiente”. Al considerar una amenaza como un evento dependiente de su entorno se debe tomar en cuenta la exposición de la población a eventos como deslizamientos e inundaciones, con este tipo de estudios se debe tomar en cuenta la vulnerabilidad de las poblaciones a factores que pueden aumentar la probabilidad de ocurrencia de un evento de peligro con el fin de tomar medidas preventivas para procurar la seguridad de la población del área de estudio. 23 2.5.2 Vulnerabilidad Vulnerabilidad, se define por la Ley Nacional de Emergencias y Prevención del riesgo (Asamblea legislativa de la República de Costa Rica, 2006) como la “condición intrínseca de ser impactado por un suceso a causa de un conjunto de condiciones y procesos físicos, sociales, económicos y ambientales. Se determina por el grado de exposición y fragilidad de los elementos susceptibles de ser afectados tales como la población, sus haberes, las actividades de bienes y servicios y el ambiente, así como la limitación de su capacidad para recuperarse”. En este estudio se aborda la gestión de amenazas tomando en cuenta la probabilidad de una afectación por el riesgo a un evento determinado y la relación que tiene la gestión de amenazas con el grado de exposición a desastres que enfrentan los pobladores del área de estudio. La metodología propuesta debe contemplar un enfoque global considerando la relación entre vulnerabilidad y amenazas para un momento y lugar determinado. 2.6 Eventos de desastre 2.6.1 Deslizamientos Los deslizamientos son eventos en donde se presenta un desplazamiento descendente de material en una superficie, pueden ser provocados por efectos naturales o por causas antrópicas. Los deslizamientos pueden ser clasificados de acuerdo con el tipo de material que se mueve o el tipo de desplazamiento del material. Vargas (2000) define deslizamiento como: “Son movimientos caracterizados por desarrollar una o varias superficies de ruptura, una zona de desplazamiento y una zona de acumulación de material 24 desplazado bien definidas. Son los movimientos que presentan más criterios de clasificación. Ocurren sobre ladera de pendientes suaves a escarpadas, sobre todo tipo de materiales litológicos, a diferentes velocidades y en ellos pueden operar distintamente uno o varios agentes motores de movimiento (agua, hielo, viento)”. 2.6.1.1 Tipos de movimientos en masa Los tipos de movimientos en masa presentan diversas clasificaciones según algunos autores, Hutchinson (1988) y Varnes (1958 y 1978). Para este caso de estudio se considerarán algunos tipos de movimientos de la clasificación realizada por Varnes (1958 y 1978): volcamiento, deslizamiento rotacional, deslizamiento traslacional y flujos. Para este caso en la figura 8 se muestra una clasificación de los tipos de movimientos en masa en función de la forma de caída del material. Figura 8. Clasificación general de los movimientos en masa. Fuente: Skinner & Porter (1992). Clasificación general de los movimientos en masa. 25 2.6.1.2 Volcamientos Los volcamientos pueden ser comunes en pendientes altas en el terreno, tienden a darse en materiales rocosos, al tener un movimiento de caída suelen ser movimientos rápidos. “Son movimientos producidos sobre una ladera o talud debidos a los colapsos de material rocoso, se caracterizan por una heterogeneidad litológica y estructural. El movimiento se produce por la acción de la gravedad y por la rotación, hacia delante, de un material rocoso (Capa litológica o paquete de rocas estratificadas o diaclasadas) alrededor de un punto de giro localizado en su parte inferior”. 2.6.1.3 Deslizamiento rotacional Desplazamiento curvo de material, generalmente se observa en bloques o gradas, puede depender del tipo de suelo y factores detonantes. “La superficie de ruptura es circular o semicircular y cóncava hacia arriba. El movimiento se efectúa por rotación alrededor de un eje paralelo al talud. A su vez, estos movimientos pueden subdividirse en simple, sucesivo y múltiple. Generalmente, los mecanismos de ruptura se presentan en los terrenos constituidos por los depósitos inconsolidados y las rocas muy alteradas o fracturadas.” Vargas, G. (2000). 2.6.1.4 Flujos Se presentan generalmente a consecuencia de lluvias intensas por la acumulación de agua en materiales arcillosos y pueden estar relacionados con la deforestación o disminución de la vegetación. “Son movimientos relativos de material litológico de textura fina y gruesa que se deslazan a lo largo de una superficie de falla bien definida, generalmente de orden planar, la cual sigue una discontinuidad formada por un cambio litológico (contacto suelo – roca), una estructura geológica (plano de estratificación), una característica geotécnica (contacto 26 roca fresca – roca meteorizada), etc. Aunque comúnmente lo flujos están caracterizados como movimientos rápidos y compuestos por lodos, también pueden ser lentos y compuestos por rocas y suelos no saturados”. Vargas, G. (2000). Algunos elementos del entorno pueden afectar los deslizamientos o incluso ser detonantes como las lluvias intensas o la actividad sísmica, también, las actividades desarrolladas en el territorio pueden afectar por ejemplo en la construcción de obra civil o movimiento de materiales (corte o rellenos) o por deforestación de terrenos para desarrollo de actividades agropecuarias. Adicionalmente a los eventos por deslizamiento a los que se encuentran expuestos algunos sectores de la población de Montes de Oca, debe señalarse también que existe un riesgo por inundación el cual es relevante en la Gestión de Amenazas, en este tipo de evaluación de susceptibilidad se debe de tomar en cuenta las condiciones tanto por elementos naturales como por elementos artificiales que forman parte de la red de drenaje del área de estudio. 2.6.2 Inundaciones Evento que se presenta cuando el nivel del agua sube a una elevación en donde normalmente no corre el agua, puede afectar áreas con construcciones o áreas de cultivo. Estos eventos pueden provocarse por eventos meteorológicos, fallas en sistemas de drenaje, aumento del caudal de los ríos, entre otros. “Las inundaciones se definen como la incursión o desborde del agua sobre zonas o áreas que en condiciones normales son o se encuentran secas. Pero por el efecto del desborde temporal de un río, lago u otro; se inundan o son anegados.” CNE (Accesado en: 2020). 27 2.7 Identificación de zonas susceptibles a inundación El área de estudio cuenta con deficiencias en el sistema de drenaje artificial, por este motivo la identificación de áreas con mayor susceptibilidad por inundación ayuda a priorizar las intervenciones necesarias a sistemas de drenaje y alcantarillado pluvial. Considerando las elevaciones y pendientes del terreno en algunas áreas de la zona de estudio, tomando en cuenta el caudal de los ríos y quebradas se puede realizar un análisis de zonas propensas a un evento de desastre por inundación. Un factor relevante dentro del análisis a realizar es el hecho que no en toda el área de estudio se respetan los retiros constructivos debido a presencia de cuerpos de agua, los cuales se encuentran indicados en el Artículo 33 de la Ley Forestal N° 7575, sino por el contrario, se pueden identificar gran cantidad de construcciones dentro de estas áreas de retiro lo que representa en gran parte una problemática por una exposición mayor de la población. Para la identificación de las zonas susceptibles a inundación se deben considerar diversos factores de la zona de estudio. El trabajo con Sistemas de Información Geográfica facilita la aplicación de análisis multicriterio para evaluación de susceptibilidad por inundación, este tipo de evaluación permite a través de datos de campo e información de un modelo digital de elevaciones determinar el nivel de susceptibilidad al que se encuentra una zona determinada, de acuerdo con una serie de factores, por ejemplo: acumulación del flujo, pendiente, altitud, distancia a drenajes y permeabilidad de los suelos. 28 Según Moncada y Ojeda (2018): “La EMC (Evaluación multicriterio) se fundamenta en la valoración de una serie de opciones que territorialmente se hallan representadas por entidades espaciales; la valoración de un espacio determinado se realiza conforme a múltiples de sus particularidades, mediante variados juicios y preferencias en pugna”. 2.7.1 Acumulación de flujo: Representa la acumulación del flujo con respecto a la información de pixel de un ráster. “El resultado de Acumulación de flujo es un ráster de flujo acumulado para cada celda, determinado por la acumulación del peso de todas las celdas que fluyen hacia cada celda de pendiente descendente”. ESRI (2016). Al utilizar un procesamiento SIG para determinar la acumulación de flujo se obtiene como resultado una imagen en donde se representan con valores más altos las celdas hacia donde tiende el flujo por su dirección y pendiente. Para obtener una imagen de acumulación de flujo mediante ArcGIS Pro®, se debe generar anticipadamente una imagen de dirección de flujo la cual representa la dirección del flujo de acuerdo a su pendiente descendente. Al generar una imagen de dirección de flujo se debe tener como base un modelo digital de elevaciones. 2.7.2 Pendiente: Un mapa de pendientes identifica las variantes en elevación entre un punto y otro respecto a una distancia horizontal, la pendiente puede ser calculada en porcentaje o en grados, a menor pendiente en un mapa se representa un terreno más plano. 29 “La pendiente se calcula para cada triángulo en los TIN y para cada celda en los rásteres. Para una red irregular de triángulos (TIN), ésta es la tasa máxima de cambio en elevación a través de cada triángulo. Para los rásteres, es la tasa máxima de cambio en elevación sobre cada celda y sus ocho vecinas”. ESRI (2016). 2.7.3 Altitud: Un mapa de altitud representa las elevaciones de puntos en el terreno con respecto al nivel medio del mar, permite visualizar los cambios en la superficie, las zonas altas y bajas del área representada. 2.7.4 Distancia a Drenajes: Criterio utilizado dentro de la Evaluación multicriterio para la distancia horizontal entre los causes y los puntos de la superficie en la zona de interés, considerando un mayor riesgo por inundación a menor distancia entre un punto y el cauce. Una herramienta para obtener mediante ArcGIS Pro® la distancia desde los drenajes, es la función de distancia euclidiana, esta función describe mediante una imagen resultante la relación en distancia de cada celda de un área de interés con un elemento o un conjunto de elementos. 2.7.5 Permeabilidad de los suelos: Criterio utilizado para medir la infiltración del agua en la zona de estudio, según Moncada y Ojeda (2018): “Cuanto menor es la capacidad de infiltración hídrica de las Unidades Cartográficas de Suelos, mayor es la susceptibilidad acrecida (tendente a 1); igualmente, cuanto 30 mayor es el potencial de penetración del agua en las Unidades Cartográficas de Suelos, menor es la susceptibilidad a avenida (tendente a 0)”. 31 CAPITULO 3. METODOLOGÍA La metodología propuesta presenta una serie de procesos para la identificación de zonas de amenaza en el cantón de Montes de Oca mediante el uso de programas informáticos para manejo de información geográfica. Para la elaboración del trabajo se iniciará con un proceso de recolección de datos geográficos del área de estudio, organización de la información, levantamiento de datos de interés y procesamiento de la información geográfica recolectada y levantada en campo. Se elaborará una propuesta metodológica en donde se podrá visualizar los resultados obtenidos en diferentes mapas web, se brindará acceso a la información de zonas de amenaza y evolución del uso del suelo en el cantón, con el fin de generar un aporte a la toma de decisiones tanto a nivel interno como externo de la Municipalidad de Montes de Oca. 3.1 Instrumentos de trabajo 3.1.1 ArcGIS Pro Para un mayor aprovechamiento de los recursos disponibles de la institución, se realizará el procesamiento de la información geográfica en el software licenciado ArcGIS Pro con el que cuenta la municipalidad, este software facilita el uso de herramientas de análisis y geoprocesamiento de datos espaciales, actualmente funciona con una suscripción de ArcGIS online la cual fue suministrada también por la Municipalidad. 3.1.2 ArcGIS Online Es una opción para trabajar datos SIG en una nube, permite la publicación de aplicaciones web, mapas web y algunas otras funcionalidades. Se puede realizar levantamiento de campo por medio de las aplicaciones vinculadas a ArcGIS online: 32 Survey123 permite la programación de formularios mediante hojas de cálculo, tiene una variedad de funciones para agilizar el proceso de levantamiento de datos por medio de ventanas para selección de subtipos y otras funcionalidades al realizar cálculos a partir de datos ingresados. Con los formularios elaborados se puede ingresar a la aplicación móvil y generar un punto georreferenciado vinculado al formulario de levantamiento. Field Maps funciona a partir de mapas web publicados con capas de datos, en donde los atributos asociados a cada una de las entidades geométricas, son datos que se pueden ingresar desde campo con la visualización del mapa web en un dispositivo móvil. Ambas aplicaciones tienen la funcionalidad de poder almacenar la información en tiempo real mediante conexión a internet y dan la posibilidad de adjuntar archivos de imagen, documentos Word, documentos PDF, entre otros. El levantamiento de datos en campo será realizado por medio de la aplicación ArcGIS Online Field Maps, debido a que no se requiere de aplicaciones de cálculo y se elaborará una capa base de información geográfica previo al inicio del levantamiento de datos. La capa base de puntos que se trabajará para el levantamiento de información, facilitará la ubicación y almacenamiento de puntos con información obtenida desde oficina y agregar algunos datos de interés de eventos ambientales, se podrán generar puntos nuevos o completar su información asociada desde las visitas a campo. 33 3.1.3 Equipo de cómputo El equipo de cómputo será suministrado por la Municipalidad de Montes de Oca, para la realización de los procesos necesarios, el equipo cuenta con características para que sea eficiente con el uso de herramientas SIG. Equipo de escritorio marca Dell. Procesador: Intel core i7 de 2.6Ghz RAM: 16GB Disco duro: 1TB Sistema operativo: Windows 10 para 64 bits 3.1.4 Dispositivo para levantamiento de campo El levantamiento de datos de campo será realizado utilizando un dispositivo Android proporcionado por la Municipalidad:  Marca: Huawei  Modelo: Y9s  Red: 2G, 3G Y 4G LTE  Pantalla: 6.59”, resolución: 2340 x 1080  Memoria: 6 GB RAM  Cámara: Principal 48 mpx + 8mpx + 2mpx, Frontal 16mpx  Procesador: Huawei octacore, kirin 710F  Sistema Operativo: Actualizable Android + Emui 10 34  Conectividad: GPRS- EDGE- HSPA- LTE- WLAN- BLUETOOTH- USB tipo C- GPS Este dispositivo tendrá conexión a Internet para el almacenamiento de datos de campo en tiempo real. 3.2 Etapa 1: Recopilación de insumos disponibles para identificación y análisis sobre zonas de amenaza. Se realizará una recopilación de datos geográficos: ortofotos y cartografía de vuelos fotogramétricos elaborados por Registro Nacional en años 2005 y 2016; cartografía elaborada por la Municipalidad previo al Plan Regulador actual, Plan Regulador de la Municipalidad, Imágenes Satelitales WorldView-2 época 2018 ortorrectificadas con resolución de 0.5m las cuales serán de apoyo para evaluar la evolución de las coberturas del suelo, delimitación de áreas geológicas, geomorfológicas y de vulnerabilidad consideradas en el estudio realizado por Camacho et al. en 2004. Estos datos serán un insumo importante en la ejecución de la propuesta metodológica. Se obtuvo parte de la información del Registro Nacional correspondiente a ortomosaicos y cartografía y modelo digital de elevaciones (a escala 1:5000) por medio de la Municipalidad de Montes de Oca, la información obtenida se acopla con necesidades del estudio debido a que las fechas de origen de los datos coinciden con las épocas de interés para el análisis a realizar dentro de los años 2005 y 2016. La información obtenida será procesada a escala 1:5000 con el fin de obtener un mejor detalle en los resultados del análisis. 35 Los datos puestos a disposición por la Municipalidad serán utilizados con fines académicos únicamente, serán gestionados, almacenados y procesados por la persona encargada del presente estudio. 3.3 Etapa 2: Creación de Base de Datos geográfica con información de eventos históricos por inundación y deslizamientos. Como información complementaria a datos existentes y con el fin de actualizar los antecedentes por eventos ambientales en el área de estudio, se desarrolló una base de datos espacial que permite el almacenamiento de eventos ambientales tomando en cuenta como atributos principales para almacenamiento de información: eventos por inundación, eventos por deslizamiento y datos asociados a la estructura organizacional de la Municipalidad con respecto a los encargados de almacenamiento de la información. 36 Modelo entidad relación asociado a la Base de datos. Figura 9. Modelo ER de base de datos. Fuente: Elaboración propia. 3.3.1 Entidades del Modelo ER.  Eventos: la entidad eventos almacena datos de eventos por inundación o deslizamientos que han sido registrados, contiene datos como identificador, si existe una orden del ministerio de salud, el área afectada, si existe un reporte de daños, registro fotográfico y fecha del evento.  Inundaciones: entidad geográfica que ubica un evento de inundación y almacena información relevante sobre el evento como: si existen marcas de agua, el nivel máximo del agua en metros, si existe sistema de drenaje en la zona y observaciones. 37  Deslizamientos: entidad geográfica que ubica un evento de por deslizamiento y almacena información relevante sobre el evento como: el tipo de deslizamiento, las condiciones climáticas en el momento del evento, características del deslizamiento, si ocurrió de forma simultánea a un evento sísmico, la unidad geológica y geomorfológica en la ubicación del evento.  Técnico: corresponde a la persona encargada de ingresar los datos registrados por el evento ambiental, se almacenan datos como: nombre, identificación y número de cédula.  Departamento: entidad que almacena el departamento al cual pertenece el técnico que realiza el levantamiento de la información, se almacena el nombre del departamento, los teléfonos de contacto del departamento y un identificador numérico de cada departamento.  Ríos: entidad geográfica que contiene información de los ríos dentro del cantón de Montes de Oca, contiene datos de elevación por secciones del río, longitud, nombre del río y un identificador numérico.  Distritos: entidad geográfica que contiene los límites distritales dentro del cantón de Montes de Oca contiene el nombre del distrito y el cantón al que pertenece, la cantidad de población por distrito, área de cada distrito y un identificador numérico.  Predios: entidad geográfica que contiene los límites de las propiedades del cantón, se almacenan datos de identificador único (id municipal), número de finca, duplicado y horizontal. 38 Mediante un levantamiento de requerimientos dentro de las oficinas municipales se realizó el diseño del modelo entidad-relación y modelo relacional para la creación de una base de datos con eventos ambientales, la base de datos cumplirá la función de brindar la estructura de datos necesaria para almacenamiento de datos históricos y levantamientos de campo por parte de inspectores y técnicos municipales, los cuales contribuirán al resguardo, mantenimiento y actualización de la información. Utilizando los datos históricos brindados por la Oficina de Gestión Ambiental de la Municipalidad de Montes de Oca se generó un mapa inventario con eventos de inundación y deslizamientos (Figura 10). Figura 10. Eventos ambientales en Montes de Oca. Fuente: Elaboración propia. Cada uno de los eventos tendrá asociada información como: fotografías, si existen documentos de orden sanitaria de desalojo del ministerio de salud y notificaciones por parte de la municipalidad las cuales deben ser parte de un expediente para cada caso. Un mapa de inventario de eventos puede ser de utilidad para la realización de un análisis de áreas con susceptibilidad a deslizamientos al sobreponer los datos con unidades geológicas 39 de la zona, además, presenta la ventaja que almacena en sus registros detalles de los eventos y fotografías. 3.4 Etapa 3: Levantamiento de campo de sitios afectados por inundaciones y deslizamientos. La estructura de base de datos generada será utilizada en el levantamiento de datos desde campo mediante el dispositivo móvil proporcionado por la Municipalidad. El registro de antecedentes en el área de estudio será un recurso valioso para el análisis de las áreas identificadas con susceptibilidad a inundación o deslizamientos. 3.5 Etapa 4: Identificación de áreas con susceptibilidad a deslizamientos. Para la delimitación de zonas de riesgo por deslizamiento existen distintos modelos posibles a utilizar: modelos teóricos, estáticos, dinámicos y probabilísticos, en este caso se utilizará el método Mora-Vahrson debido a que se ha utilizado en estudios a nivel nacional e internacional con una efectividad comprobada, su uso es útil en estudios relacionados al ordenamiento territorial y considera el factor sísmico que es relevante dentro de la zona de estudio debido a su cercanía a la falla Cipreses. En el cantón de Montes de Oca es un tema importante el factor sísmico, ha sido determinante en la amenaza por deslizamiento en algunos casos, por ejemplo, en el área de Mansiones se realizó un estudio en el año 2012 para determinar la estabilidad del talud principal de la urbanización Mansiones, el resultado del estudio determinó que en condición estática el talud es estable, pero al presentar una aceleración horizontal de 20% presentaría una falla inminente en la estabilidad del talud (Mora, 2012), por este tipo de situaciones se considera 40 la utilización de un método que considere el factor sísmico en la evaluación de la vulnerabilidad. La relevancia de la utilización del método Mora – Vahrson en comparación con el método morfométrico para delimitación de áreas susceptibles a deslizamientos se acentúa en que el Método Mora – Vahrson considera 5 factores principales en los que se incluyen elementos pasivos y activos, mientras que el método morfométrico, aunque presenta una mayor simplicidad en su realización utiliza únicamente las curvas de nivel y los cauces de los ríos. (Quesada, 2017). Los mapas de riesgo por deslizamiento a elaborar serán generados a una escala 1 :10 000 para obtener un mayor detalle de la zona de estudio. 3.5.1 Método Mora -Vahrson Este método se ha utilizado para su aplicación en procesos de ordenamiento del territorio, se puede describir como: “un sistema diseñado para permitir la clasificación de los riesgos a deslizamientos en zonas tropicales sísmicamente activas” Quesada (2018). Para esta etapa se considerarán una serie de factores necesarios para realizar los cálculos, la determinación del grado de susceptibilidad a deslizamientos dependerá directamente de la susceptibilidad intrínseca del sitio y la sumatoria de los factores detonantes de un deslizamiento. Según Chaverri (2016), la ecuación principal de cálculo se encuentra dada por: H = (Sr * Sl * Sh) * (Ts + Tp) Ecuación (1) 41 Donde: H = Grado de susceptibilidad a deslizamientos Sr = Factor pendiente o relieve Sl = Factor litológico Sh = Factor de humedad del suelo Ts = Sismicidad Tp = Intensidad de precipitaciones De la ecuación (1) se puede derivar la siguiente ecuación: H = (Sr * Sl * Sh *Ts) + (Sr* Sl * Sh * Tp) Ecuación (2) 3.5.1.1 Factor pendiente: El cálculo de la pendiente será realizado a partir de un mapa de pendientes en grados, se clasificarán las pendientes por rangos para obtener la clasificación de menor a mayor pendiente según un peso asignado, la descripción de su clasificación se muestra en la figura 11. Figura 11. Parámetros para el factor pendiente, Método Mora – Vahrson. Fuente: Quesada (2018). 42 3.5.1.2 Factor litológico: Determina la relación entre la estructura geológica del área de estudio y la incidencia de deslizamientos, utilizando una escala de acuerdo al grado de susceptibilidad y la resistencia de los materiales. Se utilizará como insumo los datos de litología elaborados por Camacho et al. en 2004, y se trabajará con una tabla de parámetros para su clasificación que se muestran en la figura 12. Figura 12. Clasificación del factor litológico valorando la estabilidad de las laderas, Método Mora – Vahrson. Fuente: Quesada (2018). 43 3.5.1.3 Factor humedad: Para determinar el factor humedad se trabaja con la precipitación media mensual, con el valor acumulado de índices de precipitación se determina el factor promedio de precipitación. Se trabajará con los índices según los valores medios mensuales de precipitación, la clasificación a utilizar en el factor humedad se muestra en la figura 13. Figura 13. Clasificación de valores medios mensuales de precipitación. Fuente: Quesada (2018). 3.5.1.4 Sismicidad: Relaciona la intensidad sísmica con el grado de susceptibilidad a un deslizamiento de acuerdo a los criterios de la Escala de Mercalli modificada, según se muestra en la Figura 14. Figura 14. Escala de factor de Sismicidad. Fuente: Quesada (2018). 44 3.5.1.5 Intensidad de precipitaciones: Este factor relaciona la intensidad de la lluvia con la posibilidad de un deslizamiento, se trabaja con datos de precipitación máxima en 24 horas en un periodo de retorno de 100 años. Se trabajará con una clasificación de los datos en rangos de precipitación máxima para definir el factor de intensidad de precipitación. Figura 15. Escala de factor de intensidad de Precipitación. Fuente: Quesada (2018). 3.6 Etapa 5: Identificación de áreas con susceptibilidad a inundaciones. Se realizará una evaluación multicriterio de áreas con susceptibilidad a inundación considerando 5 factores: Acumulación de Flujo, Pendiente, Altitud, Distancia a drenajes y Permeabilidad de suelos. Inicialmente se generará el conjunto de capas temáticas que consideran los 5 factores: acumulación de flujo, pendiente, altitud, distancia a drenajes y permeabilidad de suelos, estas capas serán normalizadas mediante una reclasificación basada en la aplicación del método del valor máximo según Moncada & Ojeda (2018). 45 La clasificación será realizada tomando en cuenta que se divide cada uno de sus valores entre el valor máximo presente en la capa, reclasificando un rango continuo de 0 a 1 en donde 1 representa mayor susceptibilidad. Para la evaluación multicriterio se trabajará con una matriz de cálculo en donde se comparan los pares de capas temáticas considerando la relevancia de una capa respecto a la otra (Figura 16), con estos datos se determinará la ponderación de cada capa (Figura 17). Nivel de importancia Definición 1/9 Extremadamente Menos importante 1/7 Fuertemente 1/5 Moderadamente 1/3 1 Igualmente importante 3 Moderadamente Más importante 5 7 Fuertemente 9 Extremadamente Figura 16. Escala relativa a factores del análisis de susceptibilidad. Fuente: Moncada & Ojeda (2018). 46 Los pesos asignados a cada capa se determinarán a partir de la matriz de importancia relativa elaborada por Gómez y Barredo (2005). Matriz de Jerarquización de Flujo A c u m u la c ió n d e F lu jo P e n d ie n te A lt it u d D is ta n c ia a D r e n a je s P e r m e a b il id a d d e l o s su e lo s P r o m e d io P e so r e la ti v o P e so e n p o r c e n ta je Acumulación de Flujo 1 3 5 7 9 5 0.44 43.61 Pendiente 1/3 1 3 5 7 3.27 0.28 28.49 Altitud 1/5 1/3 1 3 5 1.91 0.17 16.63 Distancia a Drenajes 1/7 1/5 1/3 1 3 0.94 0.08 8.16 Permeabilidad de los suelos 1/9 1/7 1/5 1/3 1 0.36 0.03 3.12 Sum 11.5 1 100 Figura 17. Asignación de pesos a cada capa temática. Fuente: Moncada & Ojeda (2018). Se trabajará con el método de jerarquías analíticas (Saaty, 1987), con el fin de priorizar la relevancia de las capas temáticas dentro del análisis, mediante la comparación de las capas temáticas por pares para optimizar la ponderación de los valores. Con las capas normalizadas y la ponderación de los criterios se realizará una suma lineal ponderada para determinar el valor de susceptibilidad por inundación. SI = 0.44*AF + 0.28*P + 0.17*Al + 0.08*Dd + 0.03*Ps Dónde: SI: Susceptibilidad a Inundación AF: Acumulación de flujo 47 P: Pendiente Al: Altitud Dd: Distancia a drenajes Ps: Permeabilidad de suelos Según Moncada y Ojeda (2018): “En la adjudicación de ponderaciones a las variables se consideraron los siguientes argumentos: (a) la acumulación de flujo modela el movimiento del agua a través de la superficie terrestre, examinando el conjunto topografía - humedad; (b) los fenómenos de inundación ocurren en zonas donde existe concentración potencial del escurrimiento superficial; (c) los eventos de desbordamiento se producen en las planicies de inundación y no en sitios de relieve abrupto; (d) la elevación tiene una relación directa con la concentración potencial del escurrimiento superficial; (e) la proximidad a la red de drenajes es poco relevante en áreas con pendiente abrupta y escasa concentración potencial del escurrimiento superficial; y (f) la práctica invariabilidad territorial de las capacidades de infiltración de los suelos”. El nivel de exposición de la población en zonas de protección de los ríos se considerará en los mapas de amenaza por inundación, se representará la correcta delimitación de las zonas de protección de los ríos de acuerdo con su pendiente según lo indicado en el artículo 33 de la Ley Forestal: “Se declaran áreas de protección las siguientes: a) Las áreas que bordeen nacientes permanentes, definidas en un radio de cien metros medidos de modo horizontal. b) Una franja de quince metros en zona rural y de diez metros en zona urbana, medidas 48 horizontalmente a ambos lados, en las riberas de los ríos, quebradas o arroyos, si el terreno es plano, y de cincuenta metros horizontales, si el terreno es quebrado. c) Una zona de cincuenta metros medida horizontalmente en las riberas de los lagos y embalses naturales y en los lagos o embalses artificiales construidos por el Estado y sus instituciones. Se exceptúan los lagos y embalses artificiales privados. d) Las áreas de recarga y los acuíferos de los manantiales, cuyos límites serán determinados por los órganos competentes establecidos en el reglamento de esta ley.” 3.7 Etapa 6: Análisis de la evolución de la ocupación del suelo y zonas de amenaza en Montes de Oca. Tomando en cuenta las etapas anteriores de delimitación de áreas de amenaza por deslizamiento e inundación, se identificarán las coberturas del uso de suelo para 2 épocas diferentes, analizando la tendencia del uso del suelo y si existe una posible relación con la susceptibilidad a amenazas en los habitantes del cantón. 3.7.1 Delimitación de la ocupación del suelo. Se delimitarán mediante el uso de programas de gestión de información geográfica para el área de estudio en 2 épocas diferentes: 2005 y 2016. Las épocas han sido delimitadas en función de los insumos disponibles y la cercanía de la fecha de la primera época con la entrada en vigencia del plan regulador actual. Se realizará un análisis de la información de coberturas de uso del suelo en el cantón, se efectuará la delimitación de coberturas de usos de suelo de acuerdo a los recursos disponibles para cada época. 49 Se generará clasificación de las diferentes coberturas en las fotografías aéreas por medio de métodos de fotointerpretación y revisión de recursos vectoriales disponibles entre los cuales se encuentran capas de construcciones, delimitación de cuadrantes urbanos, zonas verdes y calles a escala 1:5000. Estos insumos permiten visualizar el grado de avance en el desarrollo urbano del cantón. Época 1: Ortomosaico y cartografía del año 2005 a escala 1:5000, será una base para fotointerpretación y delimitación de áreas de cobertura de construcciones. Época 2: Ortomosaico y cartografía del año 2016 a escala 1:5000, será una base para fotointerpretación y delimitación de áreas de cobertura de construcciones. 3.8 Etapa 7: Publicación de información elaborada mediante una aplicación Web. Mediante la herramienta ArcGIS pro se publicarán mapas web con los resultados obtenidos en las etapas anteriores. Por medio de Model Builder de ArcGIS online, se generará una aplicación web para publicar la información de los datos obtenidos de la investigación, con herramientas de utilidad para la consulta de los datos: como medición de distancias o áreas, ubicación de posición en mapa desde la ubicación en que se realiza la consulta, y algunas facilidades para extraer coordenadas o imágenes desde la aplicación web. La utilización de una aplicación web agilizará el acceso a los datos ya que a diferencia de un mapa web alojado en ArcGIS online estas aplicaciones no necesitan de un usuario registrado para tener acceso a la información contenida dentro de la aplicación. 50 4. RESULTADOS 4.1 Base de Datos geográfica con información de eventos históricos por inundación y deslizamientos. Se trabajó en el diseño de una estructura de base de datos espacial adaptando los requerimientos levantados de la municipalidad y considerando los roles de los usuarios que realizarán ediciones de la base de datos para alimentar la información de los eventos ambientales históricos. Las entidades que se incluyen dentro del modelo espacial son: ríos, distritos, predios y eventos ambientales. Se consideró dentro del esquema de la base de datos tablas con información literal de los departamentos involucrados en levantamiento de información y los posibles editores por cada departamento. 4.1.1 Modelo Físico elaborado para Base de Datos Mediante la herramienta PgModeler® y utilizando el esquema entidad relación planteado en la metodología (Figura 9), se elaboró el modelo físico de la base de datos utilizada para el almacenamiento de los datos por eventos ambientales (Figura 18). 51 Figura 18. Modelo físico, Base de Datos. Fuente: Elaboración propia. 4.2 Levantamiento de campo de eventos ambientales. Se realizó un levantamiento de campo verificando la ubicación de los eventos ambientales históricos registrados por la oficina de Gestión Ambiental de la Municipalidad de Montes de Oca. Para realizar este levantamiento se publicó un mapa en ArcGIS Online® con los eventos ambientales, distritos, predios y ríos, lo que facilitó su ubicación dentro del cantón. Se corroboró la ubicación del sitio y mediante la aplicación Field Maps utilizada con un dispositivo móvil se permitió el levantamiento de información literal y la carga de imágenes adjuntas e informes de las inspecciones realizadas para cada punto. En términos generales, se verificó que el sitio coincida con el registro de los datos que se tiene por parte de la oficina de Gestión Ambiental, si existe alguna intervención en 52 infraestructura o cambios a través de los años y las características generales de la zona. Los datos de esta verificación se adjuntaron mediante un archivo en formato .pdf a cada entidad de puntos que identifican eventos por deslizamiento o inundación. La información levantada desde la aplicación Field Maps se puede visualizar en tiempo real en el mapa web desde el momento de su publicación, como se muestra mediante la ventana emergente del mapa en la Figura 19, en donde se ven los detalles de un evento por deslizamiento para el año 2019. Figura 19. Mapa de eventos ambientales, ArcGIS Online. Fuente: Elaboración propia. 53 4.3 Identificación de áreas con susceptibilidad a deslizamientos. 4.3.1 Factor pendiente. A partir de un modelo digital del terreno a escala 1:5000 se derivó un mapa de pendientes, este mapa de pendientes representa los cambios en grados de la pendiente en la superficie de Montes de Oca. Este mapa permite visualizar los sectores con mayor pendiente en las zonas del distrito de San Rafael, en donde a mayor pendiente se presenta un mayor factor de susceptibilidad a deslizamientos para algunos sectores. Figura 20. Mapa de Pendientes en Montes de Oca. Fuente: Elaboración propia. Se realizó una reclasificación del mapa de pendientes realizado de manera que se represente el factor de pendiente según el método Mora-Vahrson como se muestra en la figura 21. 54 Figura 21. Factor Sr de Pendientes en Montes de Oca. Fuente: Elaboración propia. 4.3.2 Factor litológico. Se conformó un mapa litológico en donde se contempla la clasificación del método Mora- Vahrson según materiales para Montes de Oca (Figura 22), utilizando los datos proporcionados por Camacho (2004), se clasifica el factor litológico en: aluviones, rocas sedimentarias y materiales aluviales. 55 Figura 22. Mapa litológico para Montes de Oca. Fuente: Elaboración propia. 4.3.3 Factor humedad. En el cálculo del factor humedad se trabajó con datos proporcionados por el Instituto Meteorológico Nacional, al realizar un estudio local de la susceptibilidad a deslizamiento se utilizaron estaciones con datos de precipitación que se encuentran con una mayor cercanía al área de estudio (Montes de Oca), las estaciones utilizadas fueron: CIGEFI, ARANJUEZ, ZAPOTE Y JABONCILLAL. Se utilizaron valores promedio mensuales de las estaciones con los años disponibles de datos para determinar un factor de humedad. 56 Para la estación CIGEFI se utilizaron datos anuales desde el año 1999 hasta 2021, en la estación INM (ARANJUEZ) desde el año 1996 hasta 2021, en la estación ZAPOTE desde el año 2008 hasta 2021 y en la estación JABONCILLAL desde el año 2014 hasta 2021. Lluvia (mm) Estación Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio CIGEFI 13 7 8 60 249 259 IMN, ARANJUEZ 12 10 10 52 248 250 ZAPOTE, SAN JOSÉ 10 2 11 57 231 268 JABONCILLAL EL CARMEN, GUADALUPE 11 11 4 73 272 274 Valor Asignado 0 0 0 0 1 2 Lluvia (mm) Estación Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre CIGEFI 198 238 338 318 149 40 IMN, ARANJUEZ 181 220 331 297 138 33 ZAPOTE, SAN JOSÉ 167 202 346 319 140 34 JABONCILLAL EL CARMEN, GUADALUPE 224 220 353 467 217 74 Valor Asignado 1 1 2 2 1 0 Tabla 1. Promedio mensual de precipitación para estaciones del IMN. Al realizar la asignación de valores y su sumatoria, el valor resultante es igual a 10, al encontrarse en un rango de valor acumulado del índice de precipitación entre 10 y 14 se obtiene un factor Sh de 3 que corresponde a un índice medio según la precipitación mensual, 57 dentro de una escala determinada mediante la aplicación del método Mora-Vahrson en donde el factor de humedad se clasifica como: muy bajo, bajo, medio, alto y muy alto, de acuerdo al valor acumulado del índice de precipitación según se muestra en la figura 23. Figura 23. Clasificación de valores medios mensuales de precipitación. Fuente: Quesada (2018). 4.3.4 Factor de sismicidad. Se utiliza un factor considerando la intensidad de sismos para un periodo de retorno de cien años según lo indicado en el método Mora-Vahrson. Al no encontrarse estos datos disponibles se utilizaron datos estimados según el proyecto RESIS II (Evaluación de la amenaza sísmica en Costa Rica), elaborado por la Red Sismológica Nacional, Escuela Centroamericana de Geología, Instituto Costarricense de Electricidad y la Universidad Politécnica de Madrid (2008). Se consideraron los datos de amenaza sísmica para un periodo de retorno de 500 años los cuales permiten una mejor aproximación del factor de sismicidad al evaluar los datos actualmente disponibles, en este caso el parámetro de amenaza que se indica aproximadamente para el sector del GAM estima una intensidad media según la escala de Mercalli de VII, esto corresponde a un Factor Ts de 5. 58 4.3.5 Factor de intensidad de precipitaciones. Mediante datos de precipitación se generó un cálculo de la precipitación diaria máxima para las estaciones: CIGEFI, ARANJUEZ, ZAPOTE Y JABONCILLAL del IMN utilizadas previamente en el cálculo del Factor de Humedad. De igual forma que en el factor de humedad, para la estación CIGEFI se utilizaron datos anuales desde el año 1999 hasta 2021, en la estación INM (ARANJUEZ) desde el año 1996 hasta 2021, en la estación ZAPOTE desde el año 2008 hasta 2021 y en la estación JABONCILLAL desde el año 2014 hasta 2021. Se obtuvieron datos de la precipitación diaria máxima registrada por cada mes del año, de donde se obtuvo el valor de precipitación máxima para cada una de las estaciones. La cantidad de precipitación en la zona permite clasificar el factor de precipitación en donde a mayor precipitación se tiene un mayor grado de susceptibilidad a deslizamientos, por lo que este factor influye directamente en el mapa de susceptibilidad resultante. Nombre Latitud (grados decimales) Longitud (grados decimales) Altitud (m) Precipitación Max (mm)/día CIGEFI 9.9364 -84.0453 1210 138.6 ARANJUEZ 9.9379 -84.0697 1181 147.8 ZAPOTE 9.9228 -84.0592 1192 127.0 JABONCILLAL 9.9557 -83.9811 1643 110.5 Tabla 2. Precipitación diaria máxima de estaciones. Al encontrarse la precipitación en el rango entre 101-200 mm/día según la escala de factor de intensidad de precipitación (Figura 15), se estima un factor Tp de 2 con la clasificación de Baja precipitación. 59 4.3.6 Mapa de susceptibilidad por deslizamientos Se generó primeramente un mapa de susceptibilidad al multiplicar los factores de pendientes, litología y humedad. Se realizó el cálculo de un mapa de factor de disparo al sumar el factor sismicidad más el factor de intensidad de precipitación. Al multiplicar el mapa de susceptibilidad por el mapa de factor de disparo se obtuvo el mapa de susceptibilidad el cual fue reclasificado bajo los criterios indicados en la figura 24. Figura 24. Clasificación del peligro de deslizamiento. Fuente: Quesada (2018). Una vez reclasificado el mapa se puede visualizar la clasificación del peligro por deslizamiento para las zonas del cantón. 60 Figura 25. Áreas con susceptibilidad a deslizamientos. Fuente: Elaboración propia. Según el mapa generado en la figura 25, las áreas que cuentan con un peligro bajo corresponden a un área de 0.06 kilómetros cuadrados (0.42% del cantón), las áreas con un peligro moderado a 5.75 kilómetros cuadrados (36.52% del cantón), las áreas con un peligro medio a 9.87 kilómetros cuadrados (62.63% del cantón) y las áreas con un peligro alto a 0.068 kilómetros cuadrados (0.43% del cantón). 4.4 Identificación de áreas con susceptibilidad a inundaciones. 4.4.1 Acumulación de flujo. Se generó una imagen que representara la dirección del flujo a través de la zona del cantón, partiendo de una imagen con elevaciones de la superficie mediante herramientas de 61 hidrología de ArcGIS Pro®, se obtiene como resultado una imagen donde los valores de cada celda representan una dirección de flujo sobre las pendientes en la superficie. A partir de la información de la dirección de flujo se generó una capa temática de acumulación de flujo, se realizó un archivo de imagen con celdas en donde se representa el peso del flujo acumulado para todo el cantón. Figura 26. Capa temática de acumulación de flujo. Fuente: Elaboración propia. Según la Figura 26, el lugar donde se presenta una mayor acumulación de flujo de agua es en el Río Torres con su dirección de agua desde el distrito de San Rafael hacia el distrito de Mercedes, esto indica una mayor concentración de agua en esta zona por lo que en este caso la capa temática representa una mayor susceptibilidad a inundación en las zonas donde se tiene una mayor acumulación de aguas. 62 4.4.2 Pendientes. Se trabajó con el mapa de pendientes elaborado para la creación del mapa por susceptibilidad a deslizamientos (Figura 20). Con este mapa de pendientes se generó una capa temática inversa en donde se puede apreciar a menor pendiente una mayor susceptibilidad a inundación (Figura 27). Las pendientes fueron reclasificadas en un rango de 0 a 1 en intervalos iguales según el método de valor máximo aplicado por Roa (2006), con el fin de normalizar las capas temáticas para determinar finalmente a partir de las capas normalizadas un mapa de susceptibilidad. Las pendientes juegan un factor importante en la elaboración del mapa de susceptibilidad por inundación ya que reflejan la situación de la superficie. Este mapa ayuda a visualizar en donde incrementan las diferencias de nivel en la superficie del terreno de forma más abrupta y las zonas en que se presenta un relieve más llano. 63 Figura 27. Factor Sr de Pendiente, según el modelo Mora-Vahrson. Fuente: Elaboración propia. 4.4.3 Altitud. Se tomó en cuenta las elevaciones del terreno para la zona de estudio mediante un mapa de altitud, donde cada celda representa un valor de elevación referida al nivel medio del mar dentro de la superficie del cantón. De igual forma que para la capa temática de pendientes, se procede a generar una capa con escala invertida en donde se puede apreciar a menor altitud una mayor susceptibilidad a inundación. Los valores de altitud se reclasifican en un rango de 0 a 1 en intervalos iguales (Figura 28), esto de acuerdo con la normalización de los valores de la capa por método del valor máximo según Roa (2006), con el fin de generar un mapa de susceptibilidad. 64 Figura 28. Capa temática de altitud. Fuente: Elaboración propia. 4.4.4 Distancia a drenajes. Se generó una capa temática en donde se representan valores que indican la cercanía a los drenajes naturales del cantón, considerando la distancia desde los ríos del cantón hacia cualquier punto dentro de la zona de estudio, para esto se utilizó una capa de ríos proporcionada por Instituto Geográfico Nacional a través del SNIT a escala 1:5000. Mediante ArcGIS Pro se utilizó la función de distancia euclidiana la cual genera una relación de distancias desde una entidad de origen que para este caso son los ríos dentro de Montes de Oca. 65 La función de distancia euclidiana permite determinar la distancia desde objetos de interés identificados, en este caso aplica para los ríos. Por medio del algoritmo de esta función se realizan escaneos en donde se determina la distancia medida desde cada celda hasta el origen más cercano (para este caso la red hídrica), se obtiene un resultado mediante una imagen en formato ráster. El uso de la función distancia euclidiana es frecuente en la realización de análisis espacial para obtener la relación de distancias desde una capa objeto de interés. En este caso se realizó una reclasificación de la capa temática considerando como criterio de susceptibilidad que a mayor cercanía a los ríos mayor susceptibilidad a inundaciones. Por lo que se calculó la relación inversa de la distancia euclidiana dentro de un rango de 0 a 1 como se muestra en la figura 29. 66 Figura 29. Distancia rectilínea hasta el drenaje más próximo. Fuente: Elaboración propia. 4.4.5 Permeabilidad de Suelos Para el caso de permeabilidad de suelos se aplicó un factor de acuerdo con los valores de infiltración de precipitaciones para Costa Rica proporcionados por el CATIE mediante un informe de infiltración de precipitaciones. Al encontrarse gran parte del GAM incluyendo Montes de Oca en un valor de 231 – 880 mm de precipitación que se infiltra, tomando en cuenta un rango total de infiltración de entre 231 – 5940 mm, se puede considerar una baja permeabilidad de suelos para el área de estudio. Al tomar en cuenta la precipitación de la zona se utilizó un valor de 0.55 dentro de la capa temática, considerando una escala de 0.5 para permeabilidad moderada, 0.55 para permeabilidad de moderada a moderadamente lenta y 0.45 para permeabilidad de moderada 67 a moderadamente rápida según Moncada y Ojeda (2018), en este caso corresponde a una permeabilidad de moderada a moderadamente lenta. 4.4.6 Áreas con susceptibilidad a inundaciones. Se realizó una clasificación del mapa de susceptibilidad a inundaciones en Montes de Oca mediante el método de intervalos iguales según el método de Moncada & Ojeda (2018), en donde se clasificó la susceptibilidad en: muy baja, baja, moderada, alta y muy alta, con el fin de facilitar la comprensión del mapa en donde la visualización de la información se representa de forma intuitiva para los posibles usuarios del mapa, tomando en cuenta el público en general, la oficina de gestión ambiental y los usuarios dentro del área de planificación urbana de la municipalidad. Para este mapa se generó un área de estudio que se extiende al menos 300 metros fuera de los límites del cantón de Montes de Oca, esto debido a que en el límite norte del cantón se encuentra el Río Torres y este representa un factor importante dentro del análisis a realizar por lo que no se recomienda descartar esta área geográfica dentro de la investigación. Las zonas con muy baja susceptibilidad a inundación alcanzan un área de 0.30 kilómetros cuadrados (1.15%), con baja susceptibilidad a inundación 12.35 kilómetros cuadrados (46.58%), con moderada susceptibilidad a inundación 13.78 kilómetros cuadrados (51.97%), con alta susceptibilidad a inundación 0.04 kilómetros cuadrados (0.18%) y con muy alta susceptibilidad a inundación 0.03 kilómetros cuadrados (0.12%). En la figura 30 se puede apreciar que las áreas que representan susceptibilidad alta y muy alta a inundaciones se encuentran en los alrededores del Río Torres en el sector oeste del río, 68 que coinciden con las áreas con mayor acumulación de flujo de agua dentro del cantón según la capa temática generada de acumulación de flujo para Montes de Oca. Figura 30. Áreas con susceptibilidad a inundación. Fuente: Elaboración propia. 4.5 Evolución de ocupación del suelo en Montes de Oca. 4.5.1 Ocupación del suelo 2016. Se generó un mapa de información con datos correspondientes a la ocupación del suelo en Montes de Oca para el año 2016 (Figura 31 y Figura 32), algunas de las construcciones identificadas son: viviendas, edificios privados, salones comunales, centros de salud, hoteles, cementerios, canchas, parques municipales y estaciones eléctricas. 69 Se generó una capa posterior a una depuración topológica y fusión de capas de la zona de interés, clasificando por código de objeto los elementos según el catálogo de objetos geográficos (Instituto Geográfico Nacional, 2016). Figura 31. Construcciones de distritos San Pedro, Mercedes y Sabanilla año 2016. Fuente: Elaboración propia. 70 Figura 32. Construcciones de distrito de San Rafael año 2016. Fuente: Elaboración propia. 4.5.2 Ocupación del suelo 2005. Se generó información de construcciones para la época 2005 mediante archivos de cartografía en formato CAD brindados por el Registro Inmobiliario a la Municipalidad de Montes de Oca. A partir de los archivos CAD se generaron coberturas de polígonos en formato shape verificando la posición de las construcciones con la ortofoto existente. El mapa generado de ocupación del suelo para el año 2005 se puede apreciar en la figura 33 y la figura 34. 71 Figura 33. Construcciones de distritos de San Pedro, Mercedes y Sabanilla año 2005. Fuente: Elaboración propia. 72 Figura 34. Construcciones de distrito de San Rafael año 2005. Fuente: Elaboración propia. 4.6 Análisis de la ocupación del suelo, las zonas con susceptibilidad a deslizamientos e inundaciones y la normativa vigente. Se puede observar la presencia de construcciones nuevas en las zonas con alta y media susceptibilidad a