Expansión Urbana y del Lago, y Disponibilidad de Tierras para el Desarrollo Sostenible de la Cuenca del Lago de Valencia, Venezuela
Trabajo presentado ante la Ilustre Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat, por el Ing. Jesús Arnaldo Viloria Rendón como requisito parcial para optar a su incorporación como Miembro Correspondiente por el estado Aragua.
Resumen La expansión urbana es un fenómeno mundial. Comprender este proceso es crucial para mitigar sus impactos adversos. Este estudio ha caracterizado el crecimiento del área urbana y el lago en la depresión del lago de Valencia, en Venezuela, con base en imágenes satelitales de 1976, 1985, 1986, 2000 y 2017. La serie de datos de crecimiento urbano fue extendida hasta 1939 con información de otras fuentes. Los mapas producidos fueron introducidos en un programa de sistema de información geográfica (SIG) y comparados con un mapa de suelos a escala 1:25 000. Con el SIG se determinó la calidad de las tierras afectadas por la expansión urbana y del lago, y la disponibilidad de tierras para un desarrollo sostenible de esta región. Las áreas urbanizadas aumentaron en promedio 621 ha/año, entre 1939 y 2017 y el lago ha crecido 229 ha/año desde 1976. Más del 50% de las tierras incorporadas al uso urbano entre 1985 y 2017 o inundadas por el lago en el periodo 2000-2017 tenían un potencial agrícola alto. Actualmente, 28% de las tierras disponibles tienen potencial agrícola alto y pocas limitaciones para ingeniería. Dado el valor y escasez de este recurso, su uso prioritario debería ser agrícola. Un 20% de las tierras tienen baja capacidad de soporte y deberían quedar excluidas del crecimiento urbano. Aproximadamente 12% de la superficie estudiada tiene potencial de uso predominantemente urbano y 23% debería ser preservada para protección ambiental. El resto del área puede ser usado para desarrollos urbanos o agrícolas con restricciones.
Palabras clave: teledetección, imágenes satelitales, sistemas de información geográfica, potencial agrícola de la tierra, limitaciones de suelos para ingeniería.
Expansion of Cities and Lake and Land Availability for Sustainable Development at the Lake Valencia Depression, Venezuela
Abstract Urban expansion is a global phenomenon. Understanding this process is crucial to mitigate its adverse impacts. This study has characterized the expansion of the lake and the urban area at the Lake Valencia depression, in Venezuela, based on satellite images from 1976, 1985, 1986, 2000 and 2017. The series of data on urban expansion was extended to 1939 with information from other sources. The produced maps were introduced into a geographic information system (GIS) program and compared with a soil map at 1:25 000 scale. The GIS was used, to determine the quality of the lands affected by the lake and urban expansion, and the land availability for a sustainable development of this region. Urbanized areas grew at an average rate of 621 ha/year between 1939 and 2017 and the lake has spread 229 ha/year since 1976. More than 50% of the land incorporated into urban use in the period 1985-2017 or flooded by the lake in the 2000-2017 interval had high agricultural potential. Currently, 28% of the available land has high agricultural potential and few engineering constraints. Given the value and scarcity of this resource, its priority use should be agricultural. About 20% of the land has low support capacity and should be excluded from urban growth. Approximately 12% of the surface studied has a predominantly urban potential and 23% should be preserved for environmental protection. The rest of the area can be used for urban development or agriculture with restrictions.
Keywords: remote sensing, satellite imagery, geographic information systems, land agricultural potential, engineering soil limitations
Contenido Introducción ...... 5
El Área de Estudio ...... 7
Materiales y Métodos ...... 9
Datos Espaciales ...... 10
Procesamiento de las Imágenes Satelitales ...... 11
Ajuste Visual y Validación ...... 13
Expansión Urbana y del Lago de Valencia...... 14
Determinación del potencial agrícola y limitaciones para ingeniería de las tierras de la depresión ...... 14
Resultados y Discusión ...... 15
Expansión urbana...... 15
Calidad de las Tierras Afectadas por el Crecimiento Urbano ...... 23
Expansión del Lago ...... 24
Calidad de las Tierras Afectadas por la Expansión del Lago ...... 27
Potencial de uso de las tierras no urbanizadas de la depresión del lago de Valencia ...... 28
Reflexión Final ...... 32
Conclusiones ...... 34
Agradecimientos ...... 34
Referencias Bibliográficas ...... 35
Introducción El crecimiento urbano es un fenómeno social y económico de importancia en todo el mundo. Más del 70% de la población de América, Europa y Oceanía y, aproximadamente, 40% de la de Asia y África ya eran urbanas en 2007 (Weng, 2007; Li et al., 2013; Patiño y Duque, 2013). El rápido crecimiento de la población urbana ha dado lugar a una expansión acelerada del área ocupada por las ciudades. Esta se cuadruplicó mundialmente durante el período de 1970 a 2000 (Weng, 2007).
Por sus consecuencias, el aumento creciente del área urbana es una espada de doble filo (Wang et al., 2012). Por un lado, promueve el desarrollo socioeconómico y mejora la seguridad, la calidad de las viviendas y las oportunidades de empleo (Wang et al., 2012; Li et al., 2013; Dadras et al., 2015). Por el otro lado, convierte ecosistemas naturales y seminaturales en superficies impermeables con importantes efectos ambientales, como pérdida y fragmentación de bosques y tierras agrícolas, contaminación, destrucción de hábitats, pérdida de biodiversidad, alteración hidrológica y cambio climático (Weng, 2007; Xu, 2007; Wang et al., 2012; Li et al., 2013; Dadras et al., 2015). Además, la influencia del crecimiento urbano en el entorno físico usualmente se extiende mucho más allá de los límites de la ciudad. Aunque el suelo urbano cubre menos del 3% de la superficie terrestre global, los impactos ecológicos y ambientales de la expansión urbana pueden ser mundiales (Li et al., 2013).
El patrón de expansión urbana no suele seguir un crecimiento continuo y ordenado a partir de un núcleo urbano. Frecuentemente es mucho más complejo, como resultado de la interacción de diferentes fuerzas que compiten entre sí (Masek et al., 2000). De este modo, en muchas zonas urbanas el crecimiento ha sido descontrolado y disperso, lo cual ha obstaculizado el desarrollo regional sostenible. Por esta razón, es crucial comprender el proceso de expansión urbana y sus factores impulsores para una planificación y gestión eficaces del crecimiento urbano, que permita mitigar sus impactos adversos. Consecuentemente, se ha realizado una cantidad considerable de investigación para entender los patrones espaciales, los factores impulsores, y las consecuencias ecológicas y sociales de la expansión urbana (e.g., Camagni et al., 2002; Dadras et al., 2015; Ma y Xu, 2010; Michishita et al., 2012; Wang et al., 2012; Li et al., 2013). La evaluación y el seguimiento del proceso de urbanización y de otros cambios de uso de la tierra a escala regional es una tarea difícil. Hoy en día, la teledetección satelital se ha convertido en un valioso apoyo para el monitoreo del cambio de cobertura de la tierra, porque esta tecnología de observación proporciona mediciones iterativas y consistentes de las condiciones de la superficie terrestre. Los datos aportados por los censos de población proporcionan una visión estadística de la demografía y la economía; pero los patrones espaciales reales de la infraestructura urbana emergen solo de imágenes de percepción remota. Además, la disponibilidad de datos de sensores satelitales adquiridos en fechas sucesivas permite actualizar constantemente nuestra visión del paisaje, creando una serie cronológica detallada del crecimiento urbano (Masek et al., 2000; Ma and Xu, 2010).
Sin embargo, generar una clasificación satisfactoria de áreas urbanas con imágenes satelitales no es sencillo. Los paisajes urbanos suelen estar compuestos por elementos que son más pequeños que la resolución espacial de muchos sensores, ya que consisten en una combinación compleja de edificios, caminos, jardines, árboles, suelo y agua (Lu and Weng, 2005). Esta característica se manifiesta en forma de píxeles mixtos en imágenes de resolución espacial media (píxeles entre 10 y 30 m). Como resultado, la precisión de la clasificación de la cubierta de la tierra en áreas urbanas es frecuentemente baja (Rashed et al. 2001; Lu and Weng, 2004 y 2005). No existe un método universalmente aceptado para la clasificación de imágenes con paisajes urbanos. La clasificación manual es lenta y laboriosa, especialmente si el área es extensa y se desea repetir la clasificación en diferentes fechas para estudiar la evolución del crecimiento urbano. Esto ha inducido a la aplicación de diferentes métodos para la identificación automatizada de áreas urbanas (e.g. Rashed et al., 2001; Phinn et al., 2002; Lu and Weng, 2005; Zha et al., 2003; Xu, 2007, 2008; Hu y Weng, 2009; Weng, 2012). Algunos de estos métodos han dado mejores resultados que otros, pero hasta ahora, ninguno es enteramente satisfactorio.
La cuenca del lago de Valencia está conformada por una depresión central rodeada de montañas. En la depresión se encuentran ubicadas dos de las principales ciudades de Venezuela: Maracay y Valencia, además de otros centros urbanos importantes El área urbana en la depresión se ha expandido de forma anárquica, desde mediados del siglo XX por efecto de múltiples factores económicos, sociales y políticos, así como a la ausencia de planes eficaces de ordenación territorial (Zinck, 1977). Aquí se concentra, hoy en día, 14% de la población total de Venezuela en menos de 0,2 % del territorio nacional, lo cua l la ha convertido en una de las regiones más densamente pobladas del país. Gran parte del área afectada por la expansión urbana en esa localidad corresponde a tierras con una combinación óptima de atributos para producir cultivos agrícolas con rendimientos altos y sostenidos (Zinck, 1977; Ormeño y Viloria, 2005). Las tierras con estas características son un recurso escaso mundialmente, y la sociedad debería velar por su preservación y aprovechamiento adecuado.
El impacto del crecimiento urbano sobre las tierras agrícolas se ha acentuado por la expansión del lago que ocupa el centro de la depresión. Este fenómeno es consecuencia de la importación de unos 8 m3/s agua, a partir de 1978 y 7,5 m3/s adicionales desde 1996, procedentes de una cuenca adyacente (cuenca del río Pao) para satisfacer la demanda de la creciente población asentada en la cuenca del lago de Valencia (Morassutti et al 2016). Dada la condición endorreica de esta cuenca, y el retraso en la aplicación de medidas para extraer el exceso de aguas servidas, el lago ha crecido aceleradamente. Como consecuencia, la población asentada alrededor del lago ha sido afectada por la inundación de áreas agrícolas y urbanas.
Este trabajo ha caracterizado la expansión del área urbana y el lago en la dcuenca del lago de Valencia, con base en una clasificación de imágenes satelitales de fechas sucesivas. La información producida ha sido complementada con datos de revisión bibliográfica para analizar los factores que han incidido sobre la expansión urbana en el área de estudio desde la década de 1940. Asimismo, la información obtenida ha sido comparada con mapas de suelos a escala 1:25 000 para determinar cuál era la calidad de las tierras consumidas por la expansión urbana y la expansión del lago. De igual forma se ha estimado el potencial de uso de las tierras aun disponibles, como base para planificar el desarrollo sostenible de esta región.
El Área de Estudio La cuenca del lago de Valencia, localizada en el centro norte de Venezuela (Figura 1) ocupa una superficie aproximada de 3150 km2 (0,3% del país). Esta cuenca se formó como consecuencia de un hundimiento tectónico ocurrido en la Cordillera de la Costa, el cual formó una depresión con una extensión de unos 1990 km2 y altitud variable entre 410 y 590 msnm, aproximadamente. El centro de la depresión está ocupado por el lago de Valencia o de los Tacarigua. Estudios sedimentológicos, palinológicos y de radiocarbono indican que, entre 13 000 y 10 000 años AC, el lago era un pantano o una laguna intermitente, rodeado de vegetación semiárida. A partir de entonces, el clima se hizo más húmedo y se formó el lago. La oscilación del lago continuó durante el Holoceno con alternancia de períodos de expansión y desecación (Schubert, 1980; Salgado-Labouriau, 1980; Bradbury et al., 1981; Leyden, 1985; Curtis et al., 1999). El lago drenaba. inicialmente, hacia un afluente del río Orinoco, pero se hizo endorreico al comienzo del siglo XVIII, cuando la desecación redujo su altura por debajo 427 msnm (Böckh, 1956; Peeters, 1968). En 1978, el lago alcanzó su cota mínima (401 msnm) (Lewis, 1983); desde entonces, el nivel del lago ha venido creciendo debido al trasvase de agua desde la cuenca del río Pao.
Figura 1. Ubicación del área de estudio.
La depresión ha sido rellenada por sedimentos del cuaternario de distinta naturaleza y edad, lo cual ha dado origen a varios tipos de paisaje diferentes (Zinck, 1977), como se muestra en la Figura 2. En el centro de la depresión los sedimentos forman una llanura de origen lacustre muy reciente. Son fuertemente calcáreos y porosos, y se distribuyen en terrazas concéntricas alrededor del lago. La llanura lacustre está rodeada por una llanura de sedimentos aluviales recientes, que recubre la mayor parte de la depresión y los valles adyacentes. El extremo occidental de la depresión está ocupado por una altiplanicie de sedimentos aluviales más antiguos. Las llanuras lacustre y aluvial, y la altiplanicie son planas (1 a 2% de pendiente) y están rodeadas por una franja de piedemonte, constituida por sedimentos de diferentes edades, dispuestos en planos inclinados, con pendiente variable entre 3 y 16%.
Figura 2. Tipos de paisaje de la depresión del lago de Valencia.
Materiales y Métodos El estudio consistió en una clasificación de imágenes Landsat de diferentes años, para determinar la evolución de la superficie del lago y de las áreas urbanizadas. La serie de datos de extensión de las áreas urbanas fue complementada con revisión bibliográfica hasta 1939. La información producida fue integrada en un sistema de información geográfica con mapas de suelos a escala 1:25 000. De esta manera se determinó la calidad de las tierras consumidas por la expansión urbana y el crecimiento del lago, así como la disponibilidad actual de tierras para un desarrollo sostenible de esta región. Para el procesamiento de las imágenes satelitales se utilizó el programa ENVI (ITT Visual Information Solutions, Version 4.7, 2009). La integración de la información espacial en un sistema de información geográfica se realizó con el programa QGIS (2.8.1-Wien).
Datos Espaciales Se utilizaron datos espaciales en formato reticular con 30 m de resolución, procedentes de imágenes multiespectrales de satélite de la serie Landsat y de un modelo digital de elevación (MDE). Este último fue generado a partir de las curvas de nivel de las hojas cartográficas a escala 1:25 000 del Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar. Además se utilizó un mapa digital de suelos de escala 1:25 000, en formato vectorial. Todos los datos espaciales fueron georreferenciados con coordenadas UTM 19N, con el datum SIRGAS – REGVEN (datum oficial para Venezuela desde 1999).
La Tabla 1 muestra las imágenes satelitales utilizadas para determinar el crecimiento de las áreas urbanizadas, y la Tabla 2 indica las imágenes usadas para estudiar la evolución de la extensión del lago. Para delimitar las áreas urbanas se seleccionaron dos imágenes adyacentes para cada año, porque el sector occidental de la depresión del lago de Valencia aparece en una imagen y el sector oriental aparece en la imagen contigua. La selección de imágenes sin cobertura de nubes sobre el área de estudio obligó a utilizar vistas adyacentes con casi un año de diferencia de fecha de adquisición para 1985.
Tabla 1. Imágenes utilizadas para determinar el crecimiento de las áreas urbanizadas.
Año Satélite Sensor Fecha de adquisición 1985 Landsat 5 Thematic Mapper (TM) 17/03/1985 24/01/1986
2000 Landsat 7 Enha nced Thematic Mapper Plus (ETM+) 23/01/2000 14/01/2000
201 7 Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) and Thermal Infrared 14/02/2017 Sensor (TIRS) 04/01/2017
Se creó un polígono rectangular alrededor del área de estudio, el cual fue utilizado para cortar el MDE y las imágenes satelitales. Dentro de este polígono se delimitó el área de estudio en forma de dos polígonos concéntricos, delineados con base en el MDE. El polígono externo delimita a la cuenca del lago de Valencia a lo largo de su parte aguas. El polígono interno demarca a la depresión del lago de Valencia como el área con altitud < 593 msnm y pendiente < 7 grados.
Tabla 2. Imágenes satelitales utilizadas determinar el crecimiento del lago.
Año Satélite Sensor Fecha de Adquisición 1976 Landsat 2 Multispectral Scanner (MSS) 22/12/1975
1986 Landsat 5 Thematic Mapper (TM) 24/01/1986
2000 Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) 23/01/2000
2017 Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) and Thermal 14/02/2017 Infrared Sensor (TIRS)
El mapa de suelos procede del estudio semidetallado de suelos de la depresión del lago de Valencia, realizado por el Estado venezolano a finales de la década de 1970 y comienzos de los 80s. Este estudio fue ejecutado originalmente por sectores, llamados bloques de levantamiento. Posteriormente, los mapas y perfiles de suelos de los diferentes sectores fueron integrados en un solo producto y organizados en el sistema de información de suelos de la depresión del lago de Valencia (SISDELAV) (Viloria et al., 1998).
Procesamiento de las Imágenes Satelitales De las imágenes seleccionadas para cada fecha (Tabla 1) se escogieron las bandas mostradas en la Tabla 3. Se transformaron los números digitales a valores de reflectancia y se apilaron las bandas transformadas para obtener un nuevo archivo multiespectral. En cada nuevo archivo se cortó una sección rectangular dibujada alrededor de la cuenca. De esta manera, el sector occidental de la cuenca aparecía en una sección y el oriental se mostraba en la sección adyacente. Ambas secciones fueron fusionadas para crear un mosaico de toda el área de estudio. La identificación automatizada de las áreas urbanizadas se basó en una combinación del índice de vegetación ajustado al suelo (SAVI), el índice modificado de diferencia normalizada de agua (MNDWI) y el índice de diferencia normalizada de construcciones (NDBI) (Xu, 2007; Xu et al., 2009). Estos índices son valores obtenidos por medio de las siguientes operaciones matemáticas realizadas pixel a pixel entre bandas de la misma imagen:
Tabla 3. Bandas del espectro electromagnético utilizadas en esta investigación. Longitud de Onda (µm) Bandas Landsat 5 y 7 Landsat 8 Azul 0,45 - 0,52 0,45 - 0,51 Verde 0,52 - 0,60 0,53 - 0,59 Rojo 0,63 - 0,69 0,64 - 0,67 Infrarrojo (IR) cercano 0,77 - 0,90 0,85 - 0,88 Infrarrojo (IR) medio 1,55 - 1,75 1,57 - 1,65
Índice de vegetación ajustado al suelo (SAVI, por Soil-adjusted vegetation index) (Huete, 1988):
SAVI = [(IR cercano – ROJO) / (IR cercano + ROJO+ L)] * (1 + L) [1] donde L es el factor de corrección del brillo del suelo. Su valor varía desde L = 0 en regiones de vegetación muy alta; hasta L = 1 en áreas sin vegetación verde. En este estudio se utilizó un valor L = 0,5.
Índice modificado de diferencia normalizada de agua (MNDWI, por Modified normalized difference water index) (Xu, 2006):
MNDWI = (VERDE- IR medio) / (VERDE + IR medio) [2]
Índice de diferencia normalizada de construcciones (NDBI, por Normalized Difference Built-up Index) Zha et al. (2003):
NDBI = (IR medio - IR cercano) / (IR medio + IR cercano) [3] Para identificar las áreas urbanas se seleccionaron valores críticos de estos índices y se combinaron por medio de árboles de decisión. El perímetro del lago fue identificado con base en el MNDWI. Los valores de este índice son positivos para los cuerpos de agua, e iguales o menores que cero para áreas construidas, vegetación y suelo desnudo. Realizada la clasificación de las imágenes se aplicó sucesivamente un análisis de la mayoría (majority analysis) para eliminar pixeles aislados.
Ajuste Visual y Validación La combinación de índices permitió discriminar claramente entre áreas urbanizadas, vegetación y cuerpos de agua. Sin embargo, se presentó cierto grado de confusión entre áreas urbanizadas y áreas de suelos desnudos en la planicie lacustre. Estos suelos tienen una reflectancia parecida a la de las áreas construidas porque su alto contenido de carbonato de calcio les da un color blanquecino. En estos casos se hizo un ajuste visual para separar manualmente las áreas de suelo desnudo de las áreas construidas, tomando en consideración criterios espaciales adicionales como forma, ubicación y entorno.
Una vez realizado el ajuste visual, se seleccionaron 125 puntos aleatoriamente sobre la imagen clasificada de 2017. En cada punto se comparó la cobertura de la tierra predicha por la clasificación, con la cobertura observada en imágenes de Digital Globe y CNES/Airbus de alta resolución espacial, disponibles en Google Earth (2017).
Se determinó la exactitud general de la clasificación como el cociente entre los puntos correctamente clasificados (verdaderos positivos) entre el número total de puntos de validación. Adicionalmente se calculó el coeficiente kappa de Cohen como:
κ = (po - pe) / (1 - pe) [4] donde po es al número de puntos correctamente clasificados y pe es la probabilidad hipotética que el valor predicho y el valor observado coincidan por azar. Cuando todos los valores predichos coinciden con los observados κ = 1.
Se evaluó solo la clasificación del mosaico de imágenes de 2017, porque no se encontraron imágenes de alta resolución para las fechas anteriores. Se consideró que si la clasificación de 2017 es satisfactoria, las clasificaciones de 1985 y 2000 también son adecuadas, porque para todas las fechas se aplicó el mismo método de clasificación.
La evaluación de la clasificación de cobertura de la tierra de 2017 reveló que el mapa obtenido tiene una exactitud general igual a 0,98, con un coeficiente kappa igual a 0,97. Estos valores son altos e indican que el mapa es adecuado para la detección del crecimiento urbano. Como referencia, Weng (2002) obtuvo valores de 0,89 de exactitud general e índices kappa de 0,83, y Xu et al. (2009) alcanzaron valores de exactitud general de 0,97 en la clasificación de áreas urbanas en regiones de China.
Expansión Urbana y del Lago de Valencia Las áreas de expansión urbana en los lapsos 1985-2000 y 2000-2017 se determinaron por medio de un análisis espacial por superposición de imágenes, para calcular las diferencias simétricas entre las áreas urbanas delimitadas en las imágenes de 1985, 2000 y 2017. Se aplicó un procedimiento similar para determinar las áreas inundadas por el lago en estos mismos lapsos de tiempo.
Adicionalmente, se aplicó la siguiente fórmula para determinar la tasa de expansión urbana, la cual indica el aumento de tamaño del área urbanizada por unidad de tiempo (Xiao et al., 2006; Ma y Xu, 2010):
TE = [(Ua - Ub) / Ua] x 1/T x 100% [5] donde TE es la tasa anual de incremento del área urbana, Ua y Ub indican la extensión del área urbana en el tiempo a y el tiempo b, respectivamente, y T es el número de años entre a y b.
Determinación del potencial agrícola y limitaciones para ingeniería de las tierras de la depresión Para establecer el potencial agrícola de las tierras de la depresión se realizó una adaptación de los criterios de clasificación de la capacidad de uso agropecuario de las tierras de Venezuela, propuestos por Comerma y Arias (1971). Esta adaptación dio lugar al modelo interpretativo expuesto en la Tabla 4. Este modelo divide el potencial agrícola de las tierras en cuatro clases: Alto (clases I y II de capacidad de uso), Moderado (clases III y IV), Bajo (clases V y VI) y Muy bajo (clases VII y VIII). Se generó un programa de computación en lenguaje R para aplicar este modelo interpretativo a la base de datos de SISDELAV.
Tabla 4. Criterios de clasificación del potencial agrícola de las tierras de la cuenca del lago de Valencia.
Potencial Pendiente Granulo- Cobertura Profun- Salinidad Fertilidad Drenaje Inundación Agrícola (%) metria de piedras didad CE PSI pH Clase Clase % (cm) (dSm (%) /m) Alto ------Mediano ≥ 3 a, aF 0,1 - 3 ≤ 60 ≥ 4 < 15 ≤ 6,0 o ≥7,8 ID Estacional con salida Bajo ≥ 8 a, aF o 3 - 15 ≤ 45 ≥ 8 < 15 ≤5,5 o ≥8,5 PD Estacional esquelética sin salida Muy bajo ≥ 45 a, aF o ≥ 15 ≤ 15 ≥ 12 ≥15 < 4,5 o ≥9,0 MPD Permanente o esquelética crecidas anuales a: arena; aF: areno francosa; ID: imperfectamente drenado; PD: pobremente drenado; MPD: muy pobremente drenado.
Las limitaciones de las tierras para obras de ingeniería civil se establecieron en función de atributos disponibles en la base de datos de SISDELAV. Estos atributos incluyeron: pendiente, granulometría, pedregosidad superficial, drenaje, inundación, salinidad, y presencia de sedimentos lacustres o arcillas expansibles. Los valores de estos atributos fueron organizados en un modelo interpretativo que considera cuatro grados de limitación: ligero, moderado, fuerte y muy fuerte para la construcción de viviendas y caminos (Tabla 5). Las restricciones para ejecutar estas obras, así como su costo de construcción y mantenimiento, aumentan con el grado de limitación. Se creó un programa de computación en lenguaje R para aplicar este modelo interpretativo a la base de datos de SISDELAV.
Resultados y Discusión
Expansión urbana La Figuras 3 muestra cómo se han expandido el área urbana y el lago en la depresión desde la década de 1970, en los estados Carabobo y Aragua. En ambos estados, las estribaciones de la Cordillera de la Costa imponen una barrera topográfica a la expansión urbana. La Fig. 3a revela que, entre 1970 y 1985, Valencia se expandió hacia el norte hasta donde lo permitió la barrera de la Cordillera de la Costa, y al oeste hasta unirse con Tocuyito. A partir de 1985, Valencia se expandió hacia el sur y el nordeste y formó una conurbación con Flor Amarilla, El Roble, Los Guayos, Guacara, San Diego y Yagua. A esta conurbación tienden a sumarse San Joaquín y Mariara en un futuro próximo. El crecimiento urbano posterior al año 2000 ha ocurrido principalmente al sur de Valencia, en El Roble, San Diego y entre Guacara y San Joaquín. Más al sur, también se observan nuevas áreas urbanas alrededor de Tacarigua y Güigüe.
Tabla 5. Criterios de clasificación del grado de limitación de las tierras de la cuenca del lago de Valencia para la construcción de viviendas y caminos.
Limitación Pendiente Cobertura Salinidad Material parental Drenaje Inundación para % de piedras CE Clase Clase Ingeniería % (dS/m) Ligera ------
Moderada ≥ 8 ≥ 0,1 ≥ 2 - - Estacional con salida
Fuerte ≥ 20 ≥ 3 ≥ 4 Sedimentos lacustres o ID o PD Estacional con salida arcillas expansibles Muy fuerte ≥ 20 ≥ 15 ≥ 12 MPD Permanente, crecidas anuales o estacional sin salida CE: conductividad eléctrica; ID Imperfectamente drenado; PD Pobremente drenado; MPD Muy pobremente drenado En el Estado Aragua (Fig. 3b), el crecimiento de Maracay está limitado al norte por la Cordillera de la Costa y al sur por el lago de Valencia. Esta ciudad se ha expandido lateralmente y ha formado una conurbación con Turmero, Palo Negro y Cagua. A esta conurbación tienden a sumarse Santa Cruz y Turagua. Un poco más al Este, la expansión La Victoria, El Consejo y Las Tejerías también tiende a formar una sola urbe. La expansión urbana posterior al año 2000 ha sido considerablemente menor en Aragua que en Carabobo. (3a)
(3b)
Figura 3. Expansión de las áreas urbanas en la depresión del lago de Valencia desde 1970 hasta 2015 y expansión del lago entre 1975 y 2017: (3a) Estado Carabobo, (3b) Estado Aragua.
La Tabla 6 muestra el crecimiento del área urbana en la depresión del lago de Valencia desde 1939 hasta 2017. Las cifras incluyen la extensión del área urbana determinada a partir de imágenes satelitales de 1985, 2000 y 2017 e información recopilada por otros autores (Amaya y Montesinos, 1976 y Zinck, 1977) desde 1939. El análisis de los valores presentados en la Tabla 6 revela que la extensión del área urbana en la depresión del lago de Valencia aumentó 12 veces entre 1939 y 2015, con una tasa promedio de crecimiento de 2,6% por año. Este crecimiento puede ser ajustado al siguiente modelo de regresión lineal, con un coeficiente de determinación R2 = 0,97.
Y = 6,21 X + 45,08 [6] donde Y es el área urbana en km2 y X es el número de años acumulados desde 1939.
De acuerdo a este modelo, el área dedicada a uso urbano se expandió 621 ha/año en el período considerado. Este ritmo de expansión es un poco menor al valor de 790 ha/año, estimado por Ormeño y Viloria (2005) para el lapso 1980 - 2000.
Tabla 6. Expansión urbana en la depresión del lago de Valencia desde 1939 hasta 2017.
Año Años Área Urbana Tasa de Expansión Acumulados km2 % 1939 1 0 42 - 19511 12 84 4,2 19611 22 191 5,6 19721 33 283 3,0 19772 38 333 3,0 1985 51 348 0,6 2000 61 432 1,3 2017 76 487 0,8 Fuente: 1Amaya y Montesinos (1976); 2Zinck (1977).
Sin embargo, la curva de crecimiento de la superficie urbana (línea continua en la Figura 4) no es totalmente lineal. Por el contrario, muestra algunos puntos de inflexión que indican la ocurrencia de varias fases diferentes de expansión, a lo largo del período estudiado. Así, la expansión urbana fue lenta entre 1940 y 1950, se aceleró entre 1950 y, aproximadamente, 1980 (lapso en el cual el área urbana aumentó cuatro veces de tamaño), creció linealmente en el periodo 1985 y 2000, y se desaceleró ligeramente en el lapso 2000-2017.
600
500
400
300 km2 200
100
0 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Año
Figura 4. Área urbana de la depresión del lago de Valencia desde 1939 hasta 2017. La línea sesgada corresponde al modelo de regresión lineal representado por la ecuación [6].
El proceso de expansión urbana y su impacto sobre el paisaje de la depresión del lago de Valencia han sido determinados por la influencia de diversos factores geográficos, políticos y socioeconómicos. Para entender la naturaleza de este proceso es necesario considerar cómo ha sido el crecimiento de la población de Venezuela, particularmente, en la región centro-norte costera. Esta región, conformada por los estados Aragua, Carabobo, Miranda, Vargas y el Distrito Capital, ha sido tradicionalmente un área de atracción de actividad económica y población. Esto obedece a sus ventajas comparativas con relación al resto de Venezuela, entre las cuales se destacan las siguientes. Primero, su ubicación en el centro- norte del país, con dos puertos importantes (La Guayra y Puerto Cabello) que facilitan el intercambio comercial con el exterior. Segundo, la existencia en ella de varios valles y depresiones intramontanas, con suelos de buena calidad para la producción agrícola. Tercero, la menor incidencia de enfermedades en esta región, que son endémicas en otras zonas del país. Gracias a estas ventajas, la región centro-norte costera ha sido el centro político y administrativo de Venezuela desde el periodo colonial y, con mayor énfasis, desde el siglo XIX. En Venezuela se dispone de datos censales desde 1873, entre esa fecha y 1940 la población venezolana creció a un ritmo lento (Siso, 2012). A fines del siglo XIX la población de Venezuela era predominantemente rural. En 1920 solo el 17% de la población habitaba en centros urbanos y la mayor densidad demográfica se concentraba en la región centro-norte costera (Romero, 2007; Bolívar, 2008).
Entre 1920 y 1930 la economía venezolana cambió de un modelo económico agroexportador a otro basado en la exportación petrolera. En esa década las exportaciones de café y cacao descendieron de 92% a 15%, mientras que las exportaciones de petróleo y sus derivados aumentaron de 2% a 83%. En 1940, 94% de las exportaciones de Venezuela correspondieron a petróleo y solo 4% a café y cacao (Chen, 1973). En la etapa inicial de consolidación de la industria petrolera, el crecimiento demográfico fue lento, con una tasa geométrica anual de 1,67%. La concentración de la población urbana llego a alcanzar el 39% para 1941, provocada principalmente por la atracción de la población rural hacia las oportunidades económicas de los nuevos centros poblados petroleros (Romero, 2007).
Bolívar (2008) señala que el aumento del crecimiento de la población venezolana a partir de 1940 fue impulsado por tres factores: la alta natalidad que persistió hasta la década de 1960, la disminución de la mortalidad, y el saldo positivo de migración internacional que prevaleció en la segunda mitad del siglo XX. Sin embargo, el aumento poblacional no fue igual en todo el territorio nacional. La distribución espacial asimétrica del gasto público y de la inversión de la renta petrolera promovió el desarrollo de un proceso de urbanización en la segunda mitad del siglo XX.
En efecto, una vez consolidada la industria petrolera, la explotación del crudo dejó de ser la fuerza inductora de la distribución espacial de la población, al ver limitada su oferta de nuevos empleos. El Estado venezolano se convirtió en el ente dinamizador de la economía, a través del gasto público. La renta petrolera le permitió al Estado invertir en la infraestructura de las ciudades y en la infraestructura de integración del sistema de ciudades. Esto promovió una acelerada migración interna de población hacia centros urbanos, en búsqueda de mejores oportunidades de trabajo y de los servicios prestados en ellos (Romero, 2007). Esta tendencia se acentuó a en la década de 1950, por la entrada en vigencia de una nueva legislación que aumentó significativamente el impuesto sobre la renta pagado por la industria petrolera.
En adición a esto, el Estado adoptó una política de industrialización orientada al mercado interno, que atrajo inversión privada externa para ejecutar un programa de sustitución de importaciones (Thorp, 1998; Romero, 2007). La depresión del lago de Valencia fue receptora de una parte significativa de la inversión del Estado en obras de infraestructura, así como de inversión privada para la sustitución de importaciones. Consecuentemente, se produjo un fuerte crecimiento de su oferta de empleo y una atracción de actividades comerciales y financieras que reforzaron la concentración de población en sus centros urbanos (Romero, 2007).
En 1974 se cuadruplicó el precio internacional del petróleo lo cual le permitió al Estado venezolano emprender nuevos proyectos de inversión. El incremento del gasto público produjo una expansión de la actividad inmobiliaria privada, con una importante repercusión en el mercado de viviendas y en la concentración urbana en las principales ciudades de l país. De manera opuesta, el precio del petróleo descendió substancialmente a inicios de la década de los ochenta. Este descenso produjo una fuerte contracción del gasto público, sobre todo en el sector de la construcción, principal actividad generadora de empleo en áreas urbanas (Romero, 2007). Este evento coincide con un descenso en la tasa de expansión urbana en el área de estudio, como se aprecia en la Tabla 6 y la Figura 4.
Por las razones expuestas, la población venezolana experimentó un proceso acelerado de urbanización en la segunda mitad del siglo XX. De esta manera, la población urbana de Venezuela se calculó en 87,7% en el año 2001 y, particularmente, en los estados Aragua y Carabobo, más del 90% de la población habita en áreas urbanas desde 1971 (Siso, 2012). Este proceso ha venido acompañado por un descenso del índice de natalidad. Consecuentemente, la tasa de crecimiento de la población venezolana ha venido descendiendo desde la década de 1980.
Negrón (1941) destaca que el Estado ha jugado un papel decisivo en la configuración de las ciudades venezolanas. Desde 1958 comenzó a predominar la idea de que era necesario frenar el crecimiento de las grandes ciudades, particularmente Caracas, a través de políticas territoriales capaces de crear polos alternos de atracción de población. Tal idea alcanzó su formulación más completa en la primera mitad de los años 70 con la "estrategia de desconcentración industrial", del V Plan de Desarrollo de la Nación. A partir de entonces, la tasa de crecimiento de Caracas ha disminuido progresivamente y, desde 1980, ha sido inferior al promedio nacional (Cuadro 7). Por el contrario, Valencia, Maracay y La Victoria, ubicadas en la depresión del lago de Valencia, han crecido a una tasa mayor que promedio nacional. Según Negrón (1991), el resultado de esta política ha sido el virtual abandono de toda estrategia urbanística explícita sobre la ciudad capital del país y el resto de las ciudades. Como consecuencia, en esta últimas se han reproducido, a veces agravados, muchos de los males que se suelen atribuir a las "grandes ciudades".
Tabla 7. Tasa de crecimiento de Venezuela, Caracas, Valencia, Maracay y La Victoria desde 1941 hasta 2000. 1941 1950 1961 1971 1981 1991 2000 Venezuela 2,7 3,0 3,7 3,6 3,7 2,7 2,3 Caracas 6,5 7,8 6,1 5,0 2,8 2,0 1,7 Valencia 2,2 9,1 5,0 7,2 7,9 4,3 3,3 Maracay 2,1 8,5 9,5 6,9 6,4 4,0 3,0 La Victoria 1,4 3,8 5,8 7,6 11,5 4,7 3,6 Fuente: Negrón (1991)
La población de Venezuela refleja el proceso mundial de transición demográfica (Siso, 2012). Este fenómeno, se caracteriza por una sucesión de etapas demográficas que pueden sintetizarse en un primer lapso de crecimiento bajo y estacionario, seguido de una explosión demográfica debido a un aumento de la tasa de natalidad y reducción de la de mortalidad. Posteriormente, sigue una etapa de estabilización, en la cual las tasas de natalidad y mortalidad disminuyen y tienden a emparejarse, produciéndose de nuevo un crecimiento débil y estacionario. El autor citado considera Venezuela ha cubierto los dos primeros períodos y, a pesar de la poca información disponible, parecería estar atravesando la última etapa transicional.
A pesar del descenso de la tasa de crecimiento de la población venezolana, la expansión urbana en la depresión del lago de Valencia ha continuado en el presente siglo, lo cual ha coincidido con el incremento del precio del petróleo ocurrido en el lapso 2000-2014. Esto parece confirmar la relación entre la expansión urbana en el área de estudio y el comportamiento de la economía venezolana. En efecto, la tasa de expansión urbana en el lapso 1972 - 2017 mostró una correlación lineal positiva (r= 0,85) con el PIB per cápita a precios constantes de 2010 (Banco Mundial. Datos, 2017). Otros autores también han encontrado una fuerte correlación entre la expansión urbana y el crecimiento económico (e.g. Ma y Xu, 2010; Michishita et al., 2012; Li et al., 2013). Las nuevas urbanizaciones y centros comerciales construidos en el periodo 2000-2017 corresponden a desarrollos particulares, más que a obras realizadas por inversión directa del Estado. Esto revela que la expansión urbana en el área de estudio es un proceso que tiende a autoalimentarse, por efecto del crecimiento del gasto público sobre la actividad inmobiliaria privada.
Calidad de las Tierras Afectadas por el Crecimiento Urbano El crecimiento del área urbana en la depresión del lago de Valencia ha consistido principalmente en una expansión de la periferia de los principales centros poblados, con viviendas unifamiliares y amplios centros comerciales. Este patrón de crecimiento, denominado urban sprawl, en inglés, tiende a consumir grandes extensiones periurbanas, con fuerte impacto ecológico (Camagni et al., 2002).
La Tabla 8 muestra que más de 7000 ha de tierras de alto potencial agrícola fueron incorporadas a uso urbano entre 1985 y 2017. Esto representa más de la mitad del área urbanizada en este período. La propensión al crecimiento de las ciudades sobre tierras de alto potencial agrícola obedece a que las tierras de esta clase, también suelen tener pocas limitaciones para la construcción de obras de ingeniería. De esta manera, 58% de las tierras incorporadas al área urbana entre los años 1985 y 2017 tenía pocas limitaciones para ingeniería (Tabla 8).
Sin embargo, en el periodo considerado también fueron urbanizadas casi 2000 ha de tierras con limitaciones muy fuertes para la construcción de viviendas y caminos. Estas corresponden mayormente a las vegas de quebradas y ríos, así como algunas áreas muy pobremente drenadas o inundables que quedaron incluidos dentro del perímetro urbano. La incorporación de estas tierras a las ciudades aumenta el costo de construcción y mantenimiento de las edificaciones y la vialidad urbana, y pone en riesgo a sus habitantes por las amenazas de inundación. Tabla 8. Potencial agrícola y limitaciones para ingeniería de las tierras incorporadas a uso urbano en el período 1985-2017.
Potencial Agrícola Limitaciones para Ingeniería Clase ha % Clase ha % Alto 7260 53 Ligera 7939 58 Mediano 3209 23 Moderada 2418 18 Bajo 1774 13 Fuerte 1411 10 Muy bajo 1503 11 Muy fuerte 1978 14 Total 13746 100 Total 13746 100
Expansión del Lago La Tabla 9 muestra cómo ha crecido la superficie del lago de Valencia desde 1976 hasta 2017. La expansión de la superficie del lago se puede modelar por medio de la siguiente ecuación de regresión, con un coeficiente de determinación R2 = 0,99 (línea sesgada en la Figura 5).
Y = 2,29X + 318,8 [7] donde Y es la superficie del lago en km2 y X es el número de años acumulados desde 1976.
Tabla 9. Variación de la superficie del lago de Valencia desde 1976 hasta 2017.
Año Años Superficie Acumulados km2 1976 0 322 1986 10 343 1990 14 349 2000 24 379 2017 41 410
El modelo de regresión indica que la superficie del lago ha crecido linealmente 229 ha por año desde 1976. En total, el área ocupada por el lago aumentó 8870 ha entre 1976 y 2017. Esta cifra abarca más del 50% de la superficie que ocupaba la llanura de sedimentos lacustres, cuando comenzó la expansión del lago. El carácter lineal que ha mantenido el proceso de crecimiento del lago revela que este ha sido poco afectado por los desniveles de terraza que caracterizaban la configuración topográfica original de la llanura lacustre.
450 400 350 300 250 km2 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Años desde 1976
Figura 5. Aumento de la superficie del lago de Valencia desde 1939 hasta 2017. La línea sesgada corresponde al modelo de regresión lineal representado por la ecuación [7].
La expansión del lago se podrá detener solo cuando se logre implantar un sistema efectivo de control del exceso de agua que ingresa a la cuenca por trasvase. El aumento del nivel del lago ha sido analizado desde la década de 1980 y se han propuesto varias formas de controlarlo. Bolinaga (1987) analizó siete alternativas técnicas para controlar el nivel del lago de Valencia. El antiguo Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables (MARNR) seleccionó preliminarmente cuatro de estas alternativas, la cuales fueron analizadas posteriormente por el consorcio CALTEC-OTEPI- Camp, Dresser & McKee International, Inc. (1995) desde el punto de vista técnico y económico. Este análisis derivó en la preselección de las dos opciones que consideraban la extracción directa de aguas del Lago para ser trasvasadas al mar Caribe. Sin embargo, ambas opciones requieren cuantiosas inversiones, su ejecución es lenta y generan sólo el beneficio de evitar daños por inundación de las áreas ribereñas del Lago. Con base en estas consideraciones, se propuso una nueva opción que comprende un tratamiento terciario de las aguas servidas para ser desviadas hacia la cuenca del río Pao, conjuntamente con otras acciones complementarias. El consorcio referido sostiene que esta solución es menos costosa que las anteriores, requiere menos tiempo para su ejecución y tiene como beneficio adicional la reutilización del agua para satisfacer el crecimiento previsto de la demanda futura.
Todas las soluciones propuestas consideraban la cota 408 msnm como el nivel deseable del lago. Las obras principales debieron ser ejecutadas antes del año 2000, como parte del programa de saneamiento y control de nivel del Lago de Valencia. Sin embargo, la ejecución de las obras se retrasó por razones diversas y el lago alcanzó la cota 408 msnm aproximadamente en el año 2000 y, en el lapso 2000-2017, inundó unas 3900 hectáreas adicionales (Tabla 10).
Los graves problemas económicos y sociales causados por la expansión incontrolada del lago condujo a tomar medidas urgentes de extracción de agua de la cuenca. En 2005 se desvió el río Cabriales hacia el embalse Pao-Cachinche, al oeste de la cuenca, a través del río Paíto. En 2007 se desviaron 4100 l/s del lago y 1500 l/s de aguas provenientes de la planta de tratamiento de aguas servidas de Los Guayos al río Cabriales, y de allí al embalse Pao-Cachinche. Estas acciones causaron un problema ambiental y sanitario muy grave, porque por falta de coordinación con otras acciones del programa de saneamiento de la cuenca, las aguas fueron trasvasadas sin tratamiento. El embalse Pao-Cachinche es la fuente principal de agua de la ciudad de Valencia y el río Cabriales recoge las aguas servidas de esta ciudad. De esta manera, Valencia comenzó a ser surtida con aguas reutilizadas no tratadas. Esto trajo como consecuencia el colapso total de la calidad de las aguas del Embalse Pao - Cachinche y de la capacidad de potabilización de la Planta Alejo Zuloaga, que surte a la referida ciudad (Gómez y Pérez Godoy, 2012; Morasuti, 2016)
En 2009 se puso en servicio un sistema de bombeo para trasvasar un caudal de 3000 l/s desde el embalse Taiguaiguay hacia el Río Tucutunemo, al sudeste de la cuenca. Este río es afluente del Río Guárico, con descarga final en el embalse Camatagua que suministra agua a la región capital. El embalse Taiguaiguay recibe aguas no tratadas provenientes de la planta de tratamiento homónima. Dado que esta última no se encuentra operativa, existe preocupación con relación a las consecuencias de esta acción sobre la calidad del agua suplida al área metropolitana de Caracas y ciudades vecinas (Morasuti, 2016). Calidad de las Tierras Afectadas por la Expansión del Lago Los valores expuestos en la Tabla 10 revelan que, a medida que ha transcurrido el tiempo, la expansión del lago ha venido inundando tierras agrícolas de calidad cada vez mejor. Así, 57% de las tierras inundadas en el lapso 1985-2000 correspondía a tierras de potencial agrícola bajo o muy bajo y sólo 31% eran tierras de potencial agrícola alto. En cambio, más de 50% de las tierras perdidas por la inundación en el intervalo 2000-2017 tenían un potencial agrícola alto, mientras que solo 11% tenían un potencial agrícola bajo o muy bajo. Esto se debe a la configuración topográfica de la llanura lacustre, cuando comenzó la expansión de este cuerpo de agua. Esta estaba conformada por terrazas distribuidas en forma concéntrica alrededor del lago. El nivel más bajo y más cercano a la ribera consistía mayormente en un pantano con muy bajo potencial agrícola. Este pantano estaba rodeado por tres niveles diferentes de terraza, cuya altura relativa se elevaba en proporción directa a su distancia al lago. El drenaje del suelo y, consecuentemente, el potencial agrícola de las tierras mejoraban desde la terraza inferior hasta la superior. En los primeros años, la inundación afectó principalmente a tierras pantanosas de las riberas y tierras pobremente drenadas de la terraza inferior. Sin embargo, con el tiempo, la expansión del lago ha inundado tierras de las terrazas más altas, las cuales inicialmente eran bien drenadas y de alta calidad agrícola (Figura 6).
Tabla 10. Potencial agrícola de las tierras inundadas por el lago en el período 1985-2017.
Potencial Agrícola 1985 - 2000 2000 - 2017
Clase ha % ha %
Alto 950 31 2007 52 Mediano 373 12 1459 37 Bajo 1722 56 396 10 Muy bajo 11 1 32 1
Total 3056 100 3894 100
De manera contrastante con su potencial agrícola, la mayor parte de las tierras inundadas por el lago tenía limitaciones fuertes o muy fuertes para la construcción de caminos y viviendas, porque a sus deficiencias de drenaje se sumaba la baja estabilidad estructural de los sedimentos lacustres.
Figura 6. Distribución espacial del potencial agrícola de las tierras inundadas por el lago en el período 1985-2017.
Potencial de uso de las tierras no urbanizadas de la depresión del lago de Valencia La Cuenca del Lago de Valencia fue establecida como Área Crítica con Prioridad de Tratamiento por el Decreto No. 304 (1979), y su Plan de Ordenamiento y Reglamento de Uso fue definido en el Decreto No. 964 (2000). La aplicación de estos decretos amerita conocer la cantidad, calidad y distribución de las tierras disponibles en esta región. Zinck (1977) estimó que en 1976 la depresión del lago de Valencia disponía de unas 51 mil hectáreas de tierras de alto potencial agrícola. Sin embargo, una porción importante de estas tierras se ha perdido debido a la expansión urbana y al crecimiento del lago, lo cual ha sido demostrado claramente a lo largo de este trabajo.
La Tabla 11 muestra la superficie de las diferentes clases de tierras disponibles actualmente en la depresión, ordenadas de acuerdo a su potencial agrícola y sus limitaciones para ingeniería, como indicadores de sus posibilidades de uso. Se incluyen las tierras del valle del río Tucutunemo pero, por falta de información, se han dejado por fuera las del valle de La Victoria. Las cifras presentadas proveen una idea de la disponibilidad de tierras para el crecimiento urbano, sin afectar substancialmente tierras de alto potencial agrícola ni tierras que, por sus condiciones, deberían ser mantenidas como áreas naturales protegidas.
Las tierras con potencial agrícola alto y limitaciones ligeras o moderadas para ingeniería abarcan más de 26 mil hectáreas. Estas tierras han sido calificadas como de conflicto de uso alto (Ormeño y Viloria, 2005) o “la manzana de la discordia” (Zinck,1977), porque son las de mayor aptitud para uso tanto agrícola como urbano. La planificación racional de la región urbana de la depresión del lago de Valencia debería priorizar la utilización agrícola de estas tierras, dado el valor y escasez de este recurso natural. Aunque su ubicación alrededor de centros poblados (Figura 7) dificulta su preservación de la expansión urbana, su conservación para fines agrícolas contribuiría a detener la tendencia hacia la coalescencia de centros urbanos adyacentes. De esta forma, se evitaría la formación de una larga conurbación al norte del lago de Valencia, desde Las Tejerías hasta Tocuyito.
Las tierras con potencial agrícola mediano y limitaciones ligeras o moderadas para obras de ingeniería, ocupan unas 13 mil hectáreas. Estas tierras también son aptas para uso urbano o agrícola, pero tienen ciertas limitaciones que restringen la diversidad de plantas cultivables o hacen necesario aplicar prácticas agrícolas más intensivas. Por esto, su uso agrícola no es prioritario. La Figura 7a muestra que las tierras de esta clase ocurren con mayor frecuencia en la altiplanicie de Tocuyito, al suroeste de Valencia, donde la limitación agrícola más importante es la existencia de suelos fuertemente ácidos. Estas tierras también se presentan en forma de pequeños parches, en el resto de la depresión, en los cuales los suelos tienen una profundidad efectiva restringida (45 a 60 cm).
Las tierras con potencial agrícola alto o mediano y limitaciones fuertes o muy fuertes para obras de ingeniería abarcan casi 19 mil hectáreas. Estas contienen suelos con una capacidad de soporte deficiente para obras civiles, porque han sido formados sobre sedimentos lacustres o sobre materiales con arcillas expansibles. Esta condición tiende a aumentar el costo de construcción y mantenimiento de las obras de ingeniería y, por esta razón, se debe evitar el uso de estas tierras para la expansión urbana. En la Figura 7 se observa que las áreas de sedimentos lacustres tienden a formar una aureola alrededor del lago, excepto donde la llanura lacustre ha sido inundada totalmente y al sur de Maracay, donde el crecimiento de la ciudad ha llegado hasta la orilla del lago. Por otra parte, las áreas con abundancia de arcillas expansibles se localizan en parches dispersos en el resto de la depresión.
Las tierras de uso potencial agrícola bajo y limitaciones fuertes para ingeniería corresponden a parches de suelos con drenaje deficiente que, sumados, alcanzan una extensión total de casi 1150 ha. En el estado Aragua se localizan principalmente al sur y al oeste de la laguna de Taguaiguay donde, tradicionalmente, han sido utilizadas para la siembra de caña de azúcar. En el estado Carabobo se ubican al sur de Valencia y alrededores de Guacara, por lo cual se puede prever su futura incorporación a estas ciudades. En cualquier caso, el éxito de la utilización de estas tierras para uso agrícola o urbano, dependerá de la implementación de sistemas adecuados de drenaje.
Tabla 11. Potencial de uso de las tierras de la depresión del lago de Valencia.
Uso Potencial Potencial Limitación para Superficie Agrícola Ingeniería ha %
Agrícola o urbano Alto Ligera o moderada 26341 28
Urbano o agrícola Mediano Ligera o moderada 13144 14
Agrícola Alto o mediano Fuerte o muy fuerte 18807 20
Urbano Bajo o muy bajo Ligera o moderada 7456 8
Urbano limitado Muy bajo Fuerte 3382 4
Agrícola limitado Bajo Muy fuerte 882 1
Agrícola o urbano Bajo Fuerte 1143 1 limitado Áreas de protección Muy bajo Muy fuerte 21440 23
(4a)
(4b)
Figura 7. Potencial de uso de las tierras de la depresión del lago de Valencia no urbanizadas en 2017: (7a) Estado Carabobo, (7b) Estado Aragua. Las tierras con potencial de uso predominantemente urbano ocupan, aproximadamente, 7500 ha. En estas áreas predominan suelos arenosos o fuertemente ácidos o con una cantidad abundante de grava y piedras a poca profundidad. Estas condiciones restringen la producción de plantas cultivadas pero no la construcción de obras civiles. A estas tierras se suman unas 3400 ha que se consideran potencialmente urbanizables, pero con restricciones, debido principalmente a la inclinación del terreno (16-20% de pendiente).
Finalmente, las tierras con potencial agrícola muy bajo y limitaciones muy fuertes para obras de ingeniería ocupan casi 21 500 ha. La mayor parte de estas tierras corresponde a las vegas de quebradas y ríos que conforman la red de drenaje de la depresión. Esta red continúa en el paisaje montañoso circundante, en forma de vallecitos angostos, frecuentemente cubiertos por bosques ribereños. Estas tierras deben ser mantenidas como áreas protectoras de las orillas de cursos de agua y como corredores ecológicos. Una porción menor de esta clase de tierras (un poco más de 700 ha) corresponde a áreas muy pobremente drenadas e inundables, cuyas limitaciones restringen sus posibilidades de uso para desarrollos agrícolas o urbanos. Parte de estas tierras colindan con el sur de Valencia (Figura 7a) y su incorporación a la ciudad podría acarrear altos costos y problemas sociales en el futuro. Por esta razón, estas tierras se deben preservar como áreas de protección ambiental.
Reflexión Final El desarrollo sostenible es aquel que satisface las necesidades de la generación presente sin comprometer las necesidades de las generaciones futuras e intenta lograr de manera equilibrada el desarrollo económico, el desarrollo social y la protección del medio ambiente (United Nations, 1987). Los problemas económicos, sociales y ambientales causados por el crecimiento del lago revelan la incompatibilidad de la expansión urbana no controlada, con el desarrollo sostenible de la depresión del lago de Valencia. Es inminente la necesidad de reorientar este proceso.
La cuenca como un todo puede ser considerada una región urbana, definida por Forman (2008) como la zona de interacciones activas entre una ciudad y su entorno. Según este autor, una región urbana consiste en un mosaico dinámico de sociedad y naturaleza. La sociedad está organizada en una extensa agregación central más numerosos lugares dispersos, mientras que la naturaleza varía desde algunos segmentos relativamente grandes hasta muchos fragmentos altamente degradados. La región funciona como un sistema, con flujos y movimientos a través del mosaico y, además, cambia con el tiempo. La planificación de una región urbana debe procurar beneficios tanto para la sociedad como para la naturaleza. Para esto, se debe comenzar por identificar los mejores usos para los recursos básicos y, en cierto grado fijos, de la tierra de la región.
De manera similar, Negrón (2004) sostiene que ciudad y campo no deben ser consideradas como entidades radicalmente distintas y contrapuestas. Ellas han sido históricamente rea- lidades interdependientes y, tendencialmente, las actividades rurales van adoptando las técnicas de organización y producción urbanas. Consecuentemente, ambas entidades deben ser consideradas de manera conjunta con una orientación que enfatice la emergencia de ciudades compactas y policéntricas, estructuradas alrededor del transporte público y que minimice el impacto ecológico. Sin embargo, el planteamiento de Negrón va más allá de considerar toda la cuenca del lago de Valencia como una región urbana, para incluir un complejo mucho más amplio que él ha denominado la megaciudad del norte de Venezuela. Esta comprende el sistema de ciudades integrado por las áreas metropolitanas de Caracas, Valencia, Maracay, Valles del Tuy, Litoral Vargas, Guarenas-Guatire, Puerto Cabello, La Victoria y Los Teques.
La toma de decisiones sobre el uso de la tierra es un proceso complejo en el que intervienen diversos actores con intereses diferentes. La planificación del desarrollo sostenible de la cuenca del lago de Valencia debe ser el resultado de un proceso de negociación entre estos actores. La información producida por esta investigación intenta proveer una base científica y técnica que contribuya a orientar ese proceso de negociación hacia decisio nes dirigidas a promover el desarrollo sostenible de la cuenca. El reto, a partir de ahora es la difusión de esta información. Se pueden proponer medidas para proteger de los impactos del desarrollo urbano a las tierras de alto potencial agrícola y aquellas ambientalmente frágiles. Sin embargo, si estas medidas carecen de apoyo público y político, su éxito será limitado. Conclusiones La expansión del área urbana en la depresión del lago de Valencia entre 1939 y 2017 ha experimentado varias fases diferentes, relacionadas con el comportamiento de la economía venezolana y, en particular, con la variación del gasto público en tiempo y espacio. Al impacto causado por el crecimiento urbano se suma la expansión del lago de Valencia, cuya superficie aumentó casi 8900 ha entre 1976 y 2017, con una tasa promedio de crecimiento de 229 ha por año.
Más del 50% del área incorporada a uso urbano en el periodo 1985-2017 estaba ocupada por tierras de potencial agrícola alto. La mayor parte del área inundada durante los primeros años de crecimiento del lago tenía un potencial agrícola muy bajo, porque eran por suelos mal drenados. En cambio, más de 50% de las tierras perdidas por inundación en el intervalo 2000-2017 tenía un alto potencial agrícola.
El 28% de las tierras disponibles actualmente en la depresión tienen potencial agrícola alto y relativamente pocas limitaciones para ingeniería. Dado el valor y escasez de este recurso natural, la utilización agrícola estas tierras debería tener prioridad.
Aproximadamente 12% de las tierras de esta localidad tienen un potencial de uso predominantemente urbano porque reúnen condiciones que restringen la producción de plantas cultivadas pero no la construcción de obras civiles. En cambio, un 20% de las tierras tienen potencial agrícola alto o mediano, con baja capacidad de soporte deficiente para obras civiles y, consecuentemente, deberían quedar excluidas de la expansión urbana.
Las tierras con potencial agrícola muy bajo y limitaciones muy fuertes para obras de ingeniería ocupan 23% del área estudiada y deben ser mantenidas como áreas de protección ambiental.
Agradecimientos Esta investigación fue financiada por los proyectos PEII 2013001797 del Fondo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (FONACIT) de Venezuela y PG 01-8700-2013 del Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela (CDCH-UCV). Expreso mi agradecimiento a estas instituciones. Referencias Bibliográficas Amaya C A; A C Montesinos (1976) Impactos del proceso de urbanización en los cambios del uso general de la tierra en la cuenca del lago de Valencia. Cuadernos Geográficos 7: 71-78. Universidad de los Andes, Venezuela. Banco Mundial Datos (2017) PIB per cápita (US$ a precios actuales) Consultado el 31 de mayo de 2017.
RESUMEN DE HOJA DE VIDA
INFORMACION PERSONAL Jesús Arnaldo Viloria Rendón Universidad Central de Venezuela, Facultad de Agronomía, Instituto de Edafología, Maracay. PERFIL PROFESIONAL Ingeniero agrónomo con competencia profesional en inventario de suelos, evaluación de tierras, sistemas de información geográfica, geoestadística y cartografía digital de suelos y paisajes.
FORMACIÓN ACADÉMICA Ingeniero Agrónomo (UCV, 1975). Especialista en Fotointerpretación aplicada a Estudios de suelos (CIAF, Colombia, 1977). Magister Scientiarum en Ciencia del Suelo (UCV, 1985). Doctor of Philosophy (University of Oxford, UK 1989).
EXPERIENCIA PROFESIONAL Administración Pública: Ingeniero Agrónomo I, II y III, Ministerio de Obras Públicas y Ministerio del Ambiente de Venezuela (1975-1982). Actividad: ejecución de proyectos de inventario de suelos y evaluación de tierras. Área Académica: Profesor Titular jubilado (2007) de la Universidad Central de Venezuela. Tutor de 13 trabajos de grado de Ing. Agr., 3 trabajos de grado de Especialización, 11 trabajos de grado de maestría y 3 tesis doctorales. Autor principal o coautor de 59 trabajos presentados en congresos y reuniones científicas, 27 monografías y capítulos de libros, y 32 artículos científicos publicados en revistas arbitradas. Actualmente realiza actividades de investigación, asesoramiento y docencia de postgrado. Coordinador del Programa de Especialización en Geomática (UCV, Facultad de Agronomía). Otras actividades: Consultor profesional en proyectos ejecutados en Venezuela y Ecuador. Miembro de la Comisión de Agricultura de la Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat. Representante de Venezuela en "The second Workshop of the International Network of Soil Information Institutions (INSII)", 22 a 25 de noviembre 2016, FAO, Roma, Italia.
DISTINCIONES Orden José María Vargas de la Universidad Central de Venezuela: Tercera Clase (Medalla), 1999; Segunda Clase (Placa), 2003; Primera Clase (Corbata) 2013.