Geoinformática Aplicada a La Generación De Cartografías Temáticas

Geoinformática aplicada a la generación de cartografías temáticas clima, recursos hídricos, vulnerabilidad social y deforestación UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ

Juan Ignacio Camargo Nassar Rector

Daniel Constandse Cortez Secretario General

Guadalupe Gaytán Aguirre Directora del Instituto de Arquitectura, Disenno y Arte

Jesús Meza Vega Director General de Comunicación Universitaria UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CIUDAD JUÁREZ

Geoinformática aplicada a la generación de cartografías temáticas Clima, recursos hídricos, vulnerabilidad social y deforestación

Luis Carlos Bravo Peña Luis Carlos Alatorre Cejudo (Coordinadores) dr © Luis Carlos Bravo Peña, Luis Carlos Alatorre Cejudo (por coordinación)

Geoinformática aplicada a la generación de cartografías temáticas: clima, recursos hídri- cos, vulnerabilidad social y deforestación / Coordinadores Luis Carlos Bravo Peña, Luis Carlos Alatorre Cejudo.-- Ciudad Juárez, Chihuahua: Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2019. 184 páginas. ISBN: 978-607-520-354-6

Contenido: Introducción.-- Cartografías de variables climáticas de la región central de Chihuahua: una serie temporal 2000-2011 de las estaciones climatológicas de Unifrut / Ana Karen García Peña, Luis Carlos Alatorre Cejudo, Luis Carlos Bravo Peña, Lara Cecilia Wiebe Quintana.-- Diagnóstico del funcionamiento hidráulico de la red de agua potable mediante Sistemas de Información Geográfica en Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua: recomendaciones / Yadira Iveth Ibarra Pérez, Luis Carlos Alatorre Cejudo, Mario Iván Uc Campos, Luis Carlos Bravo Peña.-- Dinámica del crecimiento del área de inundación de la Laguna de Bustillos utilizando imágenes landsat para el año 2013 / Heber Javier García Cortés, Lara Cecilia Wiebe Quintana, Luis Carlos Alatorre Cejudo, Hugo Luis Rojas Villalobos, María Elena Torres Olave.-- Prospección de indicadores de respuesta frente al abatimiento del acuífero, una exploración entre menonitas y mestizos de la región de Cuauhtémoc, Chihuahua / Jessica Iveth Cera Campos, Luis Carlos Bravo Peña, Luis Carlos Alatorre Cejudo, Ramón Leopoldo Moreno Murrieta, María Elena Torres Olave.-- Predicción de áreas susceptibles a deforestación del suroeste de Chihuahua, aplicando Sistemas de Información Geográfica (SIG) y métodos de regresión lineal múltiple / Héctor Obed Castro Beltrán, Luis Carlos Bravo Peña, María Elena Torres Olave, Lara Cecilia Wiebe Quintana.

Estaciones climatológicas – 2000 -2011 - Chihuahua. Red de agua potable - Diagnóstico (SIG) - Cuauhtémoc, Chihuahua. Laguna de Bustillos - Precipitación pluvial. Recursos hídricos (Indicadores) — Cuauhtémoc, Chihuahua. Deforestación - Chihuahua - Sistemas de Información Geográfica

HD1696.M6 G46 2019

La edición, diseño y producción editorial de este documento estuvo a cargo de la Dirección General de Comunicación Universitaria, a través de la Subdirección de Editorial y Publicaciones

Coordinación editorial: Mayola Renova González Cuidado editorial: Subdirección de Editorial y Publicaciones Diseño de portada y diagramación: Karla María Rascón

Primera edición, 2019 elibros.uacj.mx Contenido

Introducción 7 Cartografías de variables climáticas de la región central de Chihuahua: una serie temporal 2000-2011 de las estaciones climatológicas de Unifrut Ana Karen García Peña Luis Carlos Alatorre Cejudo Luis Carlos Bravo Peña Lara Cecilia Wiebe Quintana 9 Diagnóstico del funcionamiento hidráulico de la red de agua potable mediante Sistemas de Información Geográfica en Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua: recomendaciones Yadira Iveth Ibarra Pérez Luis Carlos Alatorre Cejudo Mario Iván Uc Campos Luis Carlos Bravo Peña 33 Dinámica del crecimiento del área de inundación de la Laguna de Bustillos utilizando imágenes landsat para el año 2013 Heber Javier García Cortés Lara Cecilia Wiebe Quintana Luis Carlos Alatorre Cejudo Hugo Luis Rojas Villalobos María Elena Torres Olave 71 Prospección de indicadores de respuesta frente al abatimiento del acuífero, una exploración entre menonitas y mestizos de la región de Cuauhtémoc, Chihuahua Jessica Iveth Cera Campos Luis Carlos Bravo Peña Luis Carlos Alatorre Cejudo Ramón Leopoldo Moreno Murrieta María Elena Torres Olave 101 Predicción de áreas susceptibles a deforestación del suroeste de Chihuahua, aplicando Sistemas de Información Geográfica (SIG) y métodos de regresión lineal múltiple Héctor Obed Castro Beltrán Luis Carlos Bravo Peña María Elena Torres Olave Lara Cecilia Wiebe Quintana 143

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN

Introducción

La obra presenta cinco ejercicios realizados en el programa de Licenciatura en Geoinformática, de la Univer- sidad Autónoma de Ciudad Juárez, encaminados a la generación de cartografías temáticas para la solución de problemas regionales en el centro de Chihuahua. En estos ejercicios se abordan temáticas como la producción de cartografías climáticas, cartografías de la red de agua potable y la eficiencia de su distribución, cartografías de la evolución espacio temporal de cuerpos de agua superficial en el centro de Chihuahua, cartografías dela capacidad de respuesta y vulnerabilidad social frente a fenómenos como el abatimiento del acuífero, y cartogra- fías de la deforestación y la probabilidad actual y futura de la ocurrencia de este fenómeno. Los resultados de los ejercicios anteriores son, en todos los casos, sumamente útiles para la priorización de acciones orientadas a mejorar procesos como la planeación agrícola, el manejo y cuidado de los cuerpos de agua superficial, la gestión y manejo de las redes de agua potable, el fortalecimiento de capacidades productivas entre los productores rurales, o la prevención y mitigación ambiental de procesos como la deforestación. En los cinco ejercicios se muestra la aplicación de distintas meto- dologías útiles en el análisis de información geoespacial. Estas involucran procedimientos de análisis geo-estadís- tico, análisis digital de patrones espaciales en imágenes obtenidas mediante sensoría remota, fotointerpretación, análisis de matrices, álgebra de mapas y detección de

7 dinámicas de cambio espacial, etcétera. Todos estos son procedimientos con profundo sustento teórico en la geoinformática, pero aquí se muestra su aplicación práctica en la resolución de problemas concretos. Los cinco ejercicios mostrados en la obra involucran objetivos particulares y métodos geoespaciales distintos, por lo que permiten tener un panorama de la variedad de abordajes que se realizan en el programa de Licenciatura en Geoinformática, para atender problemas que no son exclusivos de Chihuahua. Es frecuente la ausencia de cartografías detalladas y actualizadas para auxiliar la acción de los seres humanos en el manejo del territorio, y a nivel nacional esta carencia es más evidente en regiones alejadas del centro del país. Todas estas razones dan relevancia a la obra. El potencial de la Geoinformática para atender y contribuir a la solución de problemas territoriales es enorme, pero su conocimiento es muy escaso por parte de los tomadores de decisiones. Se espera por lo tanto, que la divulgación de sus alcances y su potencial, contribuya a su adopción sistemática por aquellos que tienen la responsabilidad de manejar y gestionar el territorio. Se agradece profundamente a los autores de los trabajos (alumnos y maestros) por compartir sus resultados. Se agradece también a la Srita. Karla Mishel Valdez Zavala por su apoyo inva- luable en la organización de la información incluida en esta obra.

Atentamente: Luis Carlos Bravo Peña Luis Carlos Alatorre Cejudo

8 Ciudad Cuauhtémoc Chihuahua, a 20 de septiembre de 2018.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN

Cartografías de variables climáticas de la región central de Chihuahua: una serie temporal 2000-2011 de las estaciones climatológicas de Unifrut

Ana Karen García Peña Luis Carlos Alatorre Cejudo Luis Carlos Bravo Peña Lara Cecilia Wiebe Quintana

Resumen

na densa red de estaciones climatológicas es muy importante para el desarrollo de las regiones geográficas, para U así tener una mejor representación de las variables climá- ticas de una forma espacialmente distribuida. El objetivo de este trabajo fue determinar cartografías de variables climáticas con una red alternativa de estaciones climatológicas de la Unión Agrí- cola Regional de Fruticultores del Estado de Chihuahua (Unifrut), región central, debido a que la red de estaciones climatológicas del Servicio Meteorológico Nacional (SMN) no es lo suficiente- mente densa para representar de forma adecuada la variabilidad espacial del clima en la región. El área de estudio comprende los municipios de Cuauhtémoc, Bachíniva, Guerrero, Na- miquipa y Cusihuiriachi, en los cuales se localizan 11 estaciones climatológicas. Se utilizaron tres métodos de interpolación del módulo Geostatistical Analisys de ArcGis 10.1. Fue posible

9 comparar diversos métodos de interpolación y establecer el óp- timo, en función de los errores de predicción, error medio y cua- drático medio. Finalmente, mediante la información climatoló- gica registrada en el periodo 2000-2011, se obtuvieron cartogra- fías de los valores medios de 7 variables climatológicas.

Palabras clave: Cartografía climática, región central de Chihuahua, serie temporal 2000-2011, estaciones climatológicas de UNIFRUT, Geoestatistical Analisys.

Maps of climatic variables of the central region of Chihuahua: a time series 2000-2011 of climatological stations Unifrut

Abstract

A dense network of weather stations is very important for the development of regions, in order to have a better representation of weather variables spatially distributed. The aim of this study was to determine cartography of weather variables by mean of an alter- native network of weather stations of the Regional Union of Fruit- farming and Agricultural (Unifrut), in the central region of Chihua- hua. This has been necessary because the network of weather stations of the National Weather Service (NWS) is not dense enough to adequately represent the spatial variability of climate in the region. The study area includes the municipalities of Cuauhtémoc, Bachíniva, Guerrero, Namiquipa and Cusihuiriachi, where 11 weather stations are located. Three interpolation meth- 10 ods modules of ArcGIS Geostatistical Analisys 10.1 were used. All interpolation methods were compared in order to establish the most optimal in terms of prediction error, mean error and RMS. Fi- nally using climate information recorded in the period 2000-2011, the mean values mapping 7 climatic variables were obtained.

Keywords: climatic cartography, central region of Chihua- hua, time series 2000-2011, Unifrut weather stations, geoestatistical analisys.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN comparar diversos métodos de interpolación y establecer el óp- Introducción timo, en función de los errores de predicción, error medio y cua- Muchos de los procesos bióticos y abióticos están determinados drático medio. Finalmente, mediante la información climatoló- por las características climáticas del entorno, además en las dis- gica registrada en el periodo 2000-2011, se obtuvieron cartogra- ciplinas científicas como la agronomía, la climatología, la biolo- fías de los valores medios de 7 variables climatológicas. gía, la ecología y la geografía física, entre otras, el uso de datos Palabras clave: Cartografía climática, región central de climáticos con fines científicos y técnicos son indispensables. Ge- Chihuahua, serie temporal 2000-2011, estaciones climatológicas neralmente los datos climáticos presentan problemas asociados de UNIFRUT, Geoestatistical Analisys. a la calidad de la información (Bustamante, J., 2003), sobre todo pobre cobertura espacial y temporal de los datos. En algunos ca-

sos estos problemas se ven mitigados por métodos de control de Maps of climatic variables of the central region of Chihuahua: a calidad y de homogeneización (Vicente-Serrano et al., 2003). La time series 2000-2011 of climatological stations Unifrut disponibilidad de una red de estaciones climatológicas con una buena distribución espacial es más problemática, debido a que

la información que se registra en las estaciones meteorológicas Abstract es permanente, pero se encuentra muy dispersa. En muchas ocasiones, los datos climáticos no están disponibles donde más se ne- A dense network of weather stations is very important for the de- cesitan. velopment of regions, in order to have a better representation of weather variables spatially distributed. The aim of this study was to Como solución, se han desarrollado diversos métodos esta- determine cartography of weather variables by mean of an alter- dísticos para predecir los valores climáticos en zonas donde se native network of weather stations of the Regional Union of Fruit- carece de estaciones meteorológicas. Estos métodos difieren en farming and Agricultural (Unifrut), in the central region of Chihua- su concepto y formulación matemática (Borrough & McDonnell hua. This has been necessary because the network of weather 1998). La literatura científica se centra más en las variables climá- stations of the National Weather Service (NWS) is not dense ticas en las zonas montañosas (Daly et al., 1994, Prudhomme & enough to adequately represent the spatial variability of climate Reed 1998, Goovaerts 1999), debido a que la complejidad topo- in the region. The study area includes the municipalities of gráfica genera una gran diversidad de microambientes donde Cuauhtémoc, Bachíniva, Guerrero, Namiquipa and Cusihuiriachi, los valores climáticos son muy difíciles de predecir (Daly et al., where 11 weather stations are located. Three interpolation meth- 2002). Hay menos dificultades en zonas más llanas. Sin embargo, ods modules of ArcGIS Geostatistical Analisys 10.1 were used. All en regiones donde el terreno transita por una topografía llana- 11 interpolation methods were compared in order to establish the piedemontes-sierras, los patrones climáticos son muy complejos, most optimal in terms of prediction error, mean error and RMS. Fi- debido a la presencia de cadenas montañosas, ocasionando nally using climate information recorded in the period 2000-2011, variaciones estacionales de los flujos de aire y la acumulación fre- the mean values mapping 7 climatic variables were obtained. cuente de aire frío en los valles inferiores, que producen inversio- nes térmicas y la niebla, entre otros (Vicente-Serrano et al., 2003). Keywords: climatic cartography, central region of Chihua- Esta complejidad climática provoca una gran variación entre lo- hua, time series 2000-2011, Unifrut weather stations, geoestatistical calidades vecinas y hace que sea difícil predecir valores climáti- analisys. cos donde las estaciones no están disponibles. A pesar de lo

CARTOGRAFÍAS DE VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE CHIHUAHUA: UNA SERIE TEMPORAL 2000-2011 DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE UNIFRUT anterior, la predicción de los valores climáticos en estas zonas montañosas es relevante tanto en términos científicos y aplica- dos, debido a las actividades humanas, agrícolas, económicas y recreativas que se concentran en estas regiones (Vicente-Se- rrano et al., 2003).

Los métodos, como interpolaciones locales solo utilizan los datos climáticos de estaciones meteorológicas. Para la predic- ción climática, en un momento dado, se toman en cuenta los datos de las estaciones meteorológicas más cercanas (New et al., 2000). Usando estos datos, se puede construir una función ma- temática, que luego se utiliza para predecir el valor climático en un punto dado. El proceso es espacialmente continuo y termina cuando los datos climáticos son predichos para todos los puntos (New et al. 2000). Por otra parte, interpoladores locales tales como polígonos de Thiessen, el inverso de la distancia ponderada (IDW), funciones de base radial como: i) completely regula- rizes spline; ii) spline with tensión, multiquadratic; iii) multiquadratic inverse; y iv) thinplatespline, también se han utilizado con frecuencia en la predicción climática y generación de cartografía (New et al. 2000).

Hoy en día, con los modelos de regresión, las técnicas más utilizadas en la cartografía climática son geoestadísticas (Busta- mante, J., 2003), que analizan la correlación espacial entre los datos registrados en varias estaciones meteorológicas. Este aná- lisis da predicciones imparciales con variación espacial mínima (Curran & Atkinson, 1998). Los métodos aseguran predicciones óptimas de acuerdo con la variación espacial de los datos (Bo- 12 rrough & McDonnell 1998). Numerosos autores utilizan la geoesta- dística para interpolar datos climáticos (Dingman et al., 1988; Kar- nieli, 1990; Bigg, 1991; Phillips et al., 1992; Bacchi Kottegoda, 1995), con resultados variados.

El estado de Chihuahua cuenta con dos redes de estaciones climatológicas: I) Servicio Meteorológico Nacional (SMN) y II) Unión Agrícola Regional de Fruticultores del Estado de Chihuahua (Unifrut). La primera cuenta, a nivel estatal, con una red con mayor número de estaciones, más no en la región central del estado

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN de Chihuahua. El objetivo del presente estudio se centra en generar cartografías climáticas a partir de los datos de la red de Unifrut, con base en una metodología empírica experimental mediante la comparación de métodos de interpolación para analizar la mejor predicción de cada uno de ellos.

Materiales y métodos

Área de estudio

El área de estudio se localiza en la parte central del estado de Chihuahua, México; comprende los municipios de Cuauhtémoc (3018 km2), Bachíniva (1691 km2), Guerrero (5603 km2), Namiquipa (4212 km2) y Cusihuiriachi (1810 km2), con un área total de 16 334 km2 (Figura 1). El rango altitudinal se caracteriza por presentar una altitud media de 2366 metros sobre el nivel medio del mar (msnm), aunque se pueden encontrar zonas serranas que alcanzan elevaciones de 3081 msnm y valles intramontanos con elevaciones de 1651 msnm (Figura 2).

En el área de estudio se presentan dos tipos de clima: en los municipios de Cuauhtémoc y Cusihuiriachi es subhúmedo templado con transición hacia los municipios de Guerrero, Bachíniva y Namiquipa con climas semifríos y en algunos lugares climas se- miáridos.

Por otra parte, el estado de Chihuahua cuenta con un total 15 estaciones climatológicas a cargo del SMN con registros que van desde el año 1961 a la fecha, pero en el área de estudio solo se localizan 2 (Figura 3). Unifrut, en cambio, tiene un total de 11 13 estaciones climatológicas, nueve más que el SMN en el área de estudio y con una mejor distribución espacial (figuras 1 y 2).

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14 Figura 1. Localización general del área de estudio: A) Estaciones clima- tológicas de Unifrut; B) Localización de los municipios dentro del estado de Chihuahua: C) Localización del estado de Chihuahua.

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Figura 2. Modelo digital de elevaciones (m.s.n.m.)

Figura 3. Localización de las estaciones climatológicas del Sistema Meteoro- lógico Nacional (SMN).

Selección de la base de datos

Para este estudio se utilizó la base de datos de la red de estaciones climatológicas de Unifrut, alterna a la del SMN, la cual se

CARTOGRAFÍAS DE VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE CHIHUAHUA: UNA SERIE TEMPORAL 2000-2011 DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE UNIFRUT encuentra en operación desde el año 2000 hasta la actualidad. Dicha red recoge información diaria de diversas variables clima- tológicas. Se utilizaron los datos de enero del 2000 a diciembre del 2011. Se dispone de 11 estaciones, cada una genera la infor- mación de las siguientes variables: i) precipitación media anual (PMA; mm año-1); ii) temperatura media anual (TMA; °C); iii) temperatura mínima media anual (TMINA; °C); iv) temperatura má- xima media anual (TMAXA; °C); v) velocidad media anual del viento (VMAV; Km/h); vi) velocidad máxima anual del viento (VMAXV; Km/h) y vii) evaporación media anual (EMA; mm año- 1). Para cada una de estas variables se calculó la media anual desde enero hasta diciembre de cada año comprendido desde el 2000 hasta el 2011, para determinar sus respectivas cartogra- fías.

Elaboración de cartografías climáticas

Los datos de cartografías de variables climáticas, en compara- ción con otro tipo de variables ambientales, tienen un elevado grado de dificultad para su elaboración, por el hecho de que se presentan en tiempo real y que se encuentran en constante cambio. Para la elaboración de las cartografías se generarán predicciones para analizar el comportamiento de los datos en las áreas que quedan desprotegidas de estaciones meteorológicas, ya que la información existente es de puntos en específico y no son los mismos valores en unos lugares que en otros. Es por eso que se hace necesario evaluar la predicción de diferentes méto- dos de interpolación y el análisis del comportamiento de los datos 16 climatológicos en el área de estudio.

Para el análisis de los datos y la generación de las cartogra- fías de variables climáticas en el área de estudio, se aplicaron tres métodos de interpolación contenidos en el software ArcGIS 10.1, los métodos a comparar fueron: Kriging Ordinario (KO), Kriging Simple (KS) y Radial Basis Function (RBF), para la selección del mejor método se compararon los valores resultantes de la predic- ción, la media del error y el error medio cuadrático (RMS). Cabe

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN mencionar que los métodos de interpolación deterministas no se han considerado para este estudio debido a que no realizan un análisis previo de la variable a interpolar, además de realizar su- posiciones generales (Cañada Torrencilla 2007). En cambio, los métodos de interpolación geoestadísticos estudian en primer lugar la autocorrelación espacial de la variable a interpolar, usando muestras puntuales, y a su vez utilizan un semivariograma para descubrir y elaborar modelos espaciales (Cañada Torrenci- lla 2007a).

Descripción de Kriging

Kriging es un interpolador que puede ser exacto o suavizado en función del modelo de error de medición. Es muy flexible y facilita investigar los gráficos de autocorrelación espacial y de correla- ción cruzada. Kriging utiliza modelos estadísticos que permiten una variedad de superficies de salida incluyendo predicciones, los errores estándar de predicción, probabilidad y cuántil. La fle- xibilidad del Kriging puede requerir una gran cantidad de toma de decisiones (Cañada Torrencilla 2007c). Kriging asume los datos que provienen de un proceso estocástico estacionario. Es decir, que las funciones de distribución como lo son la media, las va- rianzas y la autocovarianza tienen un comportamiento constante (estabilidad a través del tiempo). a) Kriging Ordinario (KO)

Asume que la variable es estacionaria y que no tiene tendencia, la ecuación que lo define es: Z(s) = µ(s) + Ɛ(s), siendo Z(s) la variable de interés; µ(s) una constante (media) desconocida, Ɛ(s) los errores aleatorios; s simplemente indica el lugar con unas deter- 17 minadas coordenadas espaciales X (longitud) e Y (latitud). Se utiliza para datos que no tienen tendencia y cuya media es desconocida (Cañada Torrencilla 2007c). b) Kriging Simple (KS)

El kriging simple funciona similar al kriging ordinario, salvo que considera la media de los datos una constante conocida y que la suma de los pesos no es igual a 1. La ecuación es similar a la

CARTOGRAFÍAS DE VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE CHIHUAHUA: UNA SERIE TEMPORAL 2000-2011 DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE UNIFRUT del kriging ordinario y se define: Z(s) = µ(s) + Ɛ(s), siendo Z(s) la variable de interés; µ(s) una constante (media) conocida, Ɛ(s) los errores aleatorios; s simplemente indica el lugar con unas deter- minadas coordenadas espaciales X (longitud) e Y (latitud) (Ca- ñada Torrencilla 2007c).

Descripción de Funciones de Base Radial (RBF)

Es una técnica de interpolación exacta. La superficie creada debe pasar por cada uno de los puntos muestrales. Se utiliza para producir superficies lisas; se consiguen buenos resultados suaves para diferentes superficies como la elevación (Cañada Torrenci- lla 2007b).

Resultados

Los resultados de aplicar cada uno de los tres métodos de inter- polación para la base de datos climatológica del área de estudio se muestran en la Tabla 1. Se refleja el resultado del mejor método de interpolación para cada una de las variables clima- tológicas, correspondiendo a las mejores predicciones. En general, se puede observar que el método que mejor se ajustó a los tipos de variables y a la distribución espacial de las estaciones climatológicas de Unifrut para el área de estudio fue KO.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 1. Métodos de interpolación seleccionados para cada variable climatológica: kriging simple (KS) y kriging ordinario (KO).

Método de Forma de Número de Error medio Variables Interpolación búsqueda vecinos Media cuadrático TMAXA (ºC) KS 4 Sectores 12 0.004 1.266 TMINA (ºC) KS 4 Sectores 12 -0.027 1.048 TMA (ºC) KO 4 Sectores 12 0.005 0.53 VMAV (km/h) KO 4 Sectores 12 -0.116 2.545 VMAXV KO 4 Sectores 12 -0.213 8.675 (km/h) PMA (mm) KO 4 Sectores 12 -0.211 9.079 EMA KO 4 Sectores 12 -2.702 11.55 (mm año-1) Precipitación media anual (PMA; mm)

El resultado de aplicar el método de interpolación KS para la variable de PMA en el área de estudio se expone en la figura 4. La distribución espacial de la PMA muestra que la mayor parte del área localizada en la región norte presenta los valores más elevados, entre 440 a 500 mm, estas áreas tienen como caracte- rística una altitud promedio de 1860 msnm. Por otra parte, en la región sur los valores predichos por el modelo son un poco más bajos y van desde 340 a 380 mm, y esta zona tiene un promedio altitudinal de 2100 msnm. En general, toda el área de estudio tiene una PMA de 420 mm.

De acuerdo con los resultados, se puede observar que no existe una correspondencia de la PMA con la distribución espacial de la altitud del relieve, es decir, los valores más altos predo- minan las zonas menos elevadas. Esto puede deberse a que las 19 estaciones climatológicas se encuentran en los fondos de los valles, y no recogen el gradiente altitudinal, por ende, tampoco el gradiente de la precipitación de zonas menos elevadas a zonas más elevadas.

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Figura 4. Precipitación media anual (PMA; mm)

Temperatura media anual (TMA; °C)

La cartografía resultante al aplicar el método de interpolación KO para la variable de TMA aplicado al área de estudio se muestra en la figura 5. La distribución espacial de los datos predichos 20 sigue un patrón de transición de sur a norte, localizándose los valores más bajos para TMA en la región de la Sierra Madre Occi- dental en los municipios de Guerrero y Cusihuiriachi, con valores de 10° C, en tanto, que hacia la parte norte del área de estudio los valores más altos se localizan en los municipios de Bachíniva y Namiquipa con temperaturas que alcanzan los 14° C.

De acuerdo con la cartografía resultante y a diferencia de lo observado con la PMA, para la TMA sí existe una relación entre los valores predichos de TMA y la distribución espacial de la

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN altitud del relieve, es decir, hacia la parte de la sierra se encuentran los valores más bajos en tanto que los valores más altos se localizan en las partes bajas. Esto es lo que se conoce como Gra- diente Térmico con respecto a la altitud (Sendiña-Nadal 2006). En la práctica el gradiente térmico también tiene variaciones locales según la zona geotérmica y según sea la orientación de las laderas o vertientes (de solana o de umbría, por ejemplo). La existencia de estos gradientes es uno de los factores determinantes de la circulación atmosférica a gran escala (Sendiña-Nadal, 2006) (Figura 5).

Temperatura mínima anual (TMINA; °C)

En la figura 6 se muestra la cartografía resultante para la variable de TMINA, al aplicar el método de interpolación KS. Presenta un patrón similar a la distribución espacial de la TMA, con un gradiente de sur a norte, correspondiendo las áreas con las temperaturas más bajas al municipio de Guerrero con valores de 2° C en la parte suroeste del área de estudio y hacia la parte norte las áreas con valores más altos en los municipios de Namiquipa y Ba- chiniva con temperaturas que alcanzan los 5° C. La TMINA se pre- dice en promedio en 4° C en el área de estudio. Como se refleja en los resultados de TMA y TMINA, ambos se comportan de manera similar tomando en cuenta la distribución espacial de los datos altitudinales del relieve (Figura 6).

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Figura 5. Temperatura media anual (TMA; °C).

Figura 6. Temperatura mínima media anual (TMINA; °C).

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Temperatura máxima anual (TMAXA; °C)

La figura 7 corresponde al resultado de aplicar el método de in- terpolación KO para la variable de TMAXA. Se encontró que en la zona norte del área de estudio se localizan las temperaturas con valores más altos alcanzando los 25° C en el municipio de Namiquipa. En cambio, es la zona sur del área de estudio donde se predicen los valores más bajos con 22° C en los municipios de Cusihuiriachi y Cuauhtémoc. La predicción arroja una temperatura promedio de 23° C en toda el área de estudio. De nuevo se refleja en el resultado de la predicción de las tres variables de temperatura que la distribución espacial de los valores de altitud juega un papel muy importante para la temperatura.

Figura 7. Temperatura máxima media anual (TMAXA; °C).

CARTOGRAFÍAS DE VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE CHIHUAHUA: UNA SERIE TEMPORAL 2000-2011 DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE UNIFRUT Evaporación media anual (EMA; mm año-1)

Para la variable de EMA el método que realizó la mejor predic- ción fue KO, el resultado se muestra en la figura 8. Como se refleja en la predicción, la EMA tiene un comportamiento similar en toda el área de estudio con valores entre 140 y 150 mm, con excep- ción de dos puntos en específico localizados en los municipios de Namiquipa y Cuauhtémoc, en las cabeceras municipales con datos un poco más bajos entre 130 y 140 mm.

Al comparar la EMA con PMA, se obtiene que esta variable representa aproximadamente el 35% de la PMA, lo cual sin duda hace deducir la importancia que pueden tener años de sequía en la región, y por tanto, ocasionaría déficit en el balance hidro- lógico.

Figura 8. Evaporación media anual (EMA; mm año-1).

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Velocidad máxima del viento anual (VMAXV; km/h)

El resultado de la predicción para la variable de VMAXV se muestra en la figura 9 al aplicar el método de interpolación KO. El resultado refleja un gradiente en el patrón de norte a sur; localizán- dose en la zona norte del área de estudio los datos más bajos con valores entre 25 y 31 kilómetros por hora (km/h), en el municipio de Namiquipa y parte norte del municipio de Bachíniva, hacia la parte sur del área de estudio de presenta un ligero aumento en los valores de VMAXV que van de 34 a 37 km/h en los municipios de Guerrero y Cuauhtémoc.

De acuerdo con los resultados predichos para la variable de VMAXV y su distribución espacial, pareciera haber una relación entre las diferencias geométricas de las cuencas que se localizan al norte y al sur, es decir, en la zona norte se presentan los datos de VMAXV más bajos; estas áreas tienen como característica que las cuencas tienen amplios valles y una sección transversal más grande (1860 msnm), en cambio las zonas de la parte sur que presentan los datos más altos de VMAXV, donde las cuencas son más estrechas (2100 msnm), reduciendo la sección transversal por donde circula el aire, lo cual hace que se incrementen las velocidades.

CARTOGRAFÍAS DE VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE CHIHUAHUA: UNA SERIE TEMPORAL 2000-2011 DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE UNIFRUT

Figura 9. Velocidad máxima del viento anual (VMAXV; km/h).

Velocidad media del viento anual (VMAV; km/h)

La figura 10 muestra el resultado de aplicar el método de inter- polación KO para la variable de VMAV. La cartografía presenta un patrón similar al observado en el resultado de la predicción de la variable de VMAXV, con un gradiente de transición de norte a sur. Los municipios de Namiquipa y parte norte de Bachíniva y Cuauhtémoc presentan los valores más bajos entre 5 y 7 km/h, y al igual que la variable de VMAXV, la variable de VMAV se presenta con los valores más altos en la parte sur del área de estudio 26 con datos entre 9 y 11 km/h en el municipio de Cusihuiriachi y la parte sur del municipio de Guerrero.

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Figura 10. Velocidad media del viento anual (VMAV; km/h).

Discusión y conclusiones

La disponibilidad de cartografías de variables climáticas de alta calidad es un tema clave para la gestión agrícola e hidrológica en muchas regiones del mundo, especialmente en lugares como el área de estudio donde se requiere información actualizada y que sea útil para el tipo de cultivos en la región. La creación de 27 cartografías a partir de una red climatológica, más los distintos métodos de interpolación, hacen posible la obtención de infor- mación sobre variables climáticas en los lugares donde no se cuenta con cobertura de estaciones.

Independientemente de las características geográficas, hay que partir del hecho de que los métodos de interpolación deben ser comparados en términos estadísticos (p. ej. error medio y error cuadrático medio) para poder seleccionar el que mejor prediga

CARTOGRAFÍAS DE VARIABLES CLIMÁTICAS DE LA REGIÓN CENTRAL DE CHIHUAHUA: UNA SERIE TEMPORAL 2000-2011 DE LAS ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE UNIFRUT la distribución espacial de la variable climática que se quiera predecir en aquellos lugares donde no se cuenta con estaciones cli- matológicas. Esto se debe a que incluso en áreas donde las diferencias geográficas y su la relación con la distribución espacial de las variables climáticas no son determinantes, puede haber diferencias significativas entre los modelos de interpolación apli- cados a cada una de las variables predichas. Es decir, el mejor método de asignación puede cambiar como una función de la variable climática asignada, debido a que los factores que determinan la distribución espacial pueden ser diferentes para diferentes variables.

De acuerdo con los resultados, se ha demostrado la utilidad de los Sistemas de Información Geográfica y de los distintos mé- todos geoestadísticos para determinar cartografías de variables climatológicas a escala regional. Por ejemplo, las cartografías de precipitación y temperatura anual, aquí desarrollados, pueden ser muy útiles para la gestión hidrológica y agrícola de la región. Estas cartografías deben ser el primer paso en la creación de una base de datos de variables climáticas, que incluya la diversidad ofrecida por las escalas temporales estacionales o mensual (New et al. 2000; Brown y Comrie, 2002). En general, las cartografías de variables climáticas son muy útiles para la planificación, ya que permiten ampliar nuestra comprensión de la complejidad de la distribución espacial del clima y su variabilidad temporal en el área de estudio.

La principal conclusión y aportación que se desprende de este trabajo es que se demuestra que una red de estaciones cli- 28 matológicas alterna a la del SMN provee una mayor cobertura espacial, lo cual permitió obtener una adecuada distribución espacial de las variables climáticas de la región. Por otra parte, la versatilidad de los Sistemas de Información Geográfica y la inclu- sión de la mayoría de los principales métodos de interpolación en paquetes de software comunes hacen más fácil el proceso de producción y la comparación de cartografías climáticas. Final- mente, las cartografías generadas en este trabajo pueden constituir una base de datos útil para la gestión ambiental y para una

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN mejor planificación de las actividades productivas que se desarrollan en la región; además, en las disciplinas científicas como la agronomía, la climatología, la biología, la ecología y la geografía física, entre otras, el uso de esta base de datos climáticos y téc- nicos es indispensable.

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Diagnóstico del funcionamiento hidráulico de la red de agua potable mediante Sistemas de Información Geográfica en Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua: recomendaciones

Yadira Iveth Ibarra Pérez Luis Carlos Alatorre Cejudo Mario Iván Uc Campos Luis Carlos Bravo Peña

Resumen

Se realizó un primer diagnóstico sobre las condiciones del funcionamiento hidráulico de la red de agua potable de la Ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua. El trabajo de campo incluyó un muestreo aleatorio de presión (kg cm-2) de suministro, volumen entregado y medido por el organismo operador en tomas domésticas y comerciales, y a su vez el levantamiento de datos para caracterizar las condiciones de las cajas de válvulas. Estos datos fueron georreferenciados con ayuda de la traza urbana, Posteriormente se procedió a aplicar métodos de interpolación geoestadísticos para obtener la distribución espacial de las presiones registradas en la red de agua potable. Este procedimiento permitió identificar todas las áreas que no cumplen con la presión mínima reque- rida para un buen funcionamiento de la red de distribución del servicio a la población, así como aquellas zonas con potencial riesgo de fugas por los excesos de presión. De igual manera, por

33 medio de la técnica de polígonos de Thiessen se permitió la iden- tificación de sectores en donde el organismo operador cuenta con ineficiencias. La identificación de estas ineficiencias se cen- tró en cuanto al volumen que entrega contra lo que se factura. Finalmente, se pudo observar la condición en la que operan actualmente las cajas de válvulas mediante un visualizador web. Todo esto demuestra la potencialidad de este tipo de análisis espacial sobre datos relativos al funcionamiento de la red de agua potable de Cuauhtémoc, Chihuahua.

Palabras clave: red de agua potable, eficiencia, diagnós- tico, Cuauhtémoc.

Diagnosis of the hydraulic operation of the drinking water by Geographic Information Systems in Ciudad Cuauhtemoc, Chihuahua: recommendations

Abstract

A first diagnosis of the conditions of the hydraulic operation of the city water of the city of Cuauhtémoc, Chihuahua was performed. The field work included a random sampling of pressure (kg cm-2) supply, body volume delivered and measured by the operator in domestic and commercial outlets, and hence the collection of data to characterize the state of the valve boxes. These data were georeferenced using the urban layout, then we proceeded to apply methods of geostatistical interpolation to obtain the spa- 34 tial distribution of the pressures recorded in the city water, which identified all areas that do not meet the minimum requirements of necessary pressure for proper operation and service to the popu- lation, as well as areas that could be registering risk to leak caused by excess of pressure. In the same way, the Thiessen polygons technique allowed the identification of sectors permitted where the operating company has inefficiency in the delivered volume compared to the billed volume., Finally, we were able to observe the conditions that in which the valve boxes currently operate by

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN medio de la técnica de polígonos de Thiessen se permitió la iden- means of using a web display. All this show the potential of this tificación de sectores en donde el organismo operador cuenta type of spatial analysis on data relating to the current operation con ineficiencias. La identificación de estas ineficiencias se cen- in which the city water of Cuauhtémoc, Chihuahua operates. tró en cuanto al volumen que entrega contra lo que se factura. Keywords: city water, efficiency, diagnostics, Cuauhtémoc. Finalmente, se pudo observar la condición en la que operan actualmente las cajas de válvulas mediante un visualizador web. Todo esto demuestra la potencialidad de este tipo de análisis es- Introducción pacial sobre datos relativos al funcionamiento de la red de agua potable de Cuauhtémoc, Chihuahua. El agua potable es considerada aquella que cumple con las normas establecidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), Palabras clave: red de agua potable, eficiencia, diagnós- que regulan los parámetros mínimos y máximos de elementos di- tico, Cuauhtémoc. sueltos para adquirir la calidad de potable y, sobre todo, aptitud para el consumo humano (OMS, 2006).

Diagnosis of the hydraulic operation of the drinking water by La Comisión Nacional del Agua (Conagua) en el año 2012, Geographic Information Systems in Ciudad Cuauhtemoc, establece que un sistema de abastecimiento de agua potable Chihuahua: recommendations tiene como finalidad primordial la de entregar a los habitantes de una localidad agua en cantidad y calidad adecuada para

satisfacer sus necesidades, ya que este líquido es vital para la su- Abstract pervivencia (Conagua, 2012).

A first diagnosis of the conditions of the hydraulic operation of the Por otra parte, la eficiencia para abastecer de agua pota- city water of the city of Cuauhtémoc, Chihuahua was performed. ble a una región se define como la capacidad de extraer, con- The field work included a random sampling of pressure (kg cm-2) ducir, regularizar, potabilizar y distribuir el agua de una manera supply, body volume delivered and measured by the operator in eficiente, y a su vez, que el servicio sea continuo y de gran cali- domestic and commercial outlets, and hence the collection of dad (ANEAS, 2008). Ahora bien, la eficiencia de una red de agua data to characterize the state of the valve boxes. These data potable se determina evaluando tres diferentes enfoques: i) inge- were georeferenced using the urban layout, then we proceeded niería de producción y distribución, conocida como eficiencia fí- to apply methods of geostatistical interpolation to obtain the spa- sica; ii) de comercialización del servicio, determinada mediante tial distribution of the pressures recorded in the city water, which la eficiencia comercial; y iii) de desarrollo institucional, vinculada 35 identified all areas that do not meet the minimum requirements of con la eficiencia administrativa. necessary pressure for proper operation and service to the popu- El desarrollo institucional se relaciona con la eficiencia admi- lation, as well as areas that could be registering risk to leak caused nistrativa, la cual incide directamente en la eficiencia comercial by excess of pressure. In the same way, the Thiessen polygons y eficiencia física, ya que en la ineficiencia administrativa se re- technique allowed the identification of sectors permitted where fleja un mal manejo del servicio. El objetivo principal del orga- the operating company has inefficiency in the delivered volume nismo operador es vigilar que se ejecuten con eficiencia las acti- compared to the billed volume., Finally, we were able to observe vidades técnicas, administrativas y financieras (SMAPA, 2014). the conditions that in which the valve boxes currently operate by

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... La eficiencia comercial está estrechamente relacionada con la comercialización del servicio, y se describe como el porcentaje que se recupera por medio de facturas que se determinan a los usuarios que reciben el servicio. Se calcula mediante la división de la recaudación a tiempo entre la facturación total dentro del mismo periodo de estudio (Ecuación 1) (Conagua, 2013). Los promedios de eficiencia comercial en el país en el periodo de 2010 a 2013 son aproximadamente del 71.55 %, según datos registrados en el Programa de Indicadores de Gestión de Organismos Operadores del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (PIGOO, 2014).

Ecuación 1. Ecuación para determinar la eficiencia comercial

Donde VAP, se determina como el volumen de agua pa- gado por m3, VAF, es el volumen de agua facturado por m3.

La eficiencia física es la que se encarga de optimizar el proceso de abastecimiento de agua potable desde la fuente hasta el consumidor. Dicha eficiencia está relacionada con la cantidad de agua consumida, que se determina como el volumen de consumidores, y la cantidad de agua producida e introducida a la red (Ecuación 2) (Lutz & Salazar, 2011). Los promedios de eficiencia física en México en el periodo de 2010 a 2013 son aproximadamente del 58.90 %, determinado a partir de datos registrados en el Programa de Indicadores de Gestión de Organismos Operadores del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (PI- GOO, 2014).

Ecuación 2. Ecuación para determinar la eficiencia física

Donde VAF, se determina como el volumen de agua facturado por m3, y VAPP, como el volumen anual de agua potable producido por m3.

Además de los indicadores antes mencionados para medir la eficiencia del abastecimiento de agua potable, existen

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN La eficiencia comercial está estrechamente relacionada algunos secundarios, que también son importantes y deben to- con la comercialización del servicio, y se describe como el por- marse en cuenta, como lo son indicadores que nos muestran el centaje que se recupera por medio de facturas que se determi- grado de cobertura de agua potable, alcantarillado o sanea- nan a los usuarios que reciben el servicio. Se calcula mediante la miento (Ferro et. al., 2011). división de la recaudación a tiempo entre la facturación total La continuidad del servicio es otro indicador relacionado dentro del mismo periodo de estudio (Ecuación 1) (Conagua, con la calidad del servicio que reciben los usuarios por parte del 2013). Los promedios de eficiencia comercial en el país en el pe- organismo operador, que en ocasiones recurre a lo que se co- riodo de 2010 a 2013 son aproximadamente del 71.55 %, según noce como tandeo, con lo cual produce que ciertas colonias o datos registrados en el Programa de Indicadores de Gestión de sectores no reciban agua potable durante las 24 horas del día. Organismos Operadores del Instituto Mexicano de Tecnología del Finalmente, otro indicador del buen funcionamiento de una red Agua (PIGOO, 2014). de agua potable es la presión de suministro, la cual debe estar dentro de los rangos propuestos por la norma para evitar el mal funcionamiento hidráulico de la red (SIAPA, 2014). Ecuación 1. Ecuación para determinar la eficiencia comercial En las últimas décadas Ciudad Cuauhtémoc registró un cre- Donde VAP, se determina como el volumen de agua pa- cimiento de 33.5%, consolidándose como la ciudad más impor- gado por m3, VAF, es el volumen de agua facturado por m3. tante en la Región Occidente del estado de Chihuahua, lo cual La eficiencia física es la que se encarga de optimizar el pro- ha incrementado la demanda de agua potable para todos sus ceso de abastecimiento de agua potable desde la fuente hasta usos (Dirección de Planeación Evaluación y Desarrollo del estado el consumidor. Dicha eficiencia está relacionada con la canti- de Chihuahua, 2011). Por otra parte, la ciudad se encuentra en dad de agua consumida, que se determina como el volumen de una cuenca sobreexplotada, lo que conlleva a que los niveles consumidores, y la cantidad de agua producida e introducida a del acuífero han descendido de tal forma que actualmente se la red (Ecuación 2) (Lutz & Salazar, 2011). Los promedios de efi- registra un déficit entre la demanda y la oferta del vital líquido ciencia física en México en el periodo de 2010 a 2013 son aproxi- (Alatorre et al., 2014). madamente del 58.90 %, determinado a partir de datos registra- Cuauhtémoc en el año 2011 contaba con una eficiencia fí- dos en el Programa de Indicadores de Gestión de Organismos sica en su red de agua potable del 59.36%, y en un nuevo estudio Operadores del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (PI- se encontró que para el año 2013 tenía una eficiencia del 56.38%, GOO, 2014). arrojando un valor medio del 57.87% para el periodo 2011-2013, según datos registrados en el Programa de Indicadores de Ges- 37 tión de Organismos Operadores del Instituto Mexicano de Tecno- Ecuación 2. Ecuación para determinar la eficiencia física logía del Agua (PIGOO, 2014). Cabe destacar que la eficiencia Donde VAF, se determina como el volumen de agua factu- de operación si bien no es muy alta con respecto a la media na- rado por m3, y VAPP, como el volumen anual de agua potable cional, los datos revelan que en tan solo dos años disminuyó 3.0 producido por m3. % aproximadamente.

Además de los indicadores antes mencionados para medir Por otra parte, Ciudad Cuauhtémoc junto con los municipios la eficiencia del abastecimiento de agua potable, existen de la región hacen del estado de Chihuahua el primer productor

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... nacional de manzana (Enríquez, 2013). Es una región manzanera que cuenta con 7600 hectáreas de perennes, donde el 21.76% (1656 has) están situadas en el área urbana y periurbana, lo cual sin duda hace que exista una competencia por el agua subterrá- nea en la región (Callejas, 2007). En general el uso eficiente del agua en la cuenca de la Laguna de Bustillos es asunto prioritario para la continuación de todas las actividades que se desarrollan en el territorio. Por dar un dato, el 95% del agua subterránea que se extrae, se destina a la producción anual de maíz y manzana, y solo el 5% se utiliza para dar agua potable a la población del municipio (Alatorre et al., 2014).

Es verdad que la agricultura y en particular el cultivo de manzana representa una fuente de ingresos a la comunidad, así como de empleo para los habitantes del municipio, pero es necesario también una regulación y uso más eficiente del agua. Por otra parte, cabe señalar que el cultivo de manzana es del tipo perenne, lo cual hace que se requiera de una importante cantidad de agua, lo que conlleva la problemática de que las huertas que se encuentran dentro de la mancha urbana compitan con la población por el consumo del vital recurso (Enríquez, 2013).

Por todo ello es de gran relevancia diagnosticar y saber el funcionamiento de la red de agua potable en Ciudad Cuauhté- moc. Actualmente la ciudad ya presenta problemas que perju- dican a la población: una presión baja y fugas continuas en ciertos sectores de la ciudad; por lo que un diagnóstico oportuno ayudará a mejorar la eficiencia en el abastecimiento, por ejemplo, en zonas que no cumplan con las normas en cuanto a pre- 38 sión de suministro deberán tomarse las medidas pertinentes para elevar estos indicadores.

El objetivo de este trabajo es realizar un diagnóstico para determinar las condiciones de funcionamiento hidráulico de la red de agua potable de la Ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua, mediante los siguientes indicadores: i) presión de suministro en tomas domésticas y comerciales; ii) eficiencia entre el volumen entregado y medido por el organismo operador; y iii) condiciones de las cajas de válvulas.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN nacional de manzana (Enríquez, 2013). Es una región manzanera Objetivo general que cuenta con 7600 hectáreas de perennes, donde el 21.76% En este trabajo se realizó un diagnóstico para determinar las con- (1656 has) están situadas en el área urbana y periurbana, lo cual diciones de funcionamiento hidráulico y de operación actuales sin duda hace que exista una competencia por el agua subterrá- de la red de agua potable de la Ciudad de Cuauhtémoc, nea en la región (Callejas, 2007). En general el uso eficiente del Chihuahua. agua en la cuenca de la Laguna de Bustillos es asunto prioritario para la continuación de todas las actividades que se desarrollan en el territorio. Por dar un dato, el 95% del agua subterránea que Objetivos específicos se extrae, se destina a la producción anual de maíz y manzana, y solo el 5% se utiliza para dar agua potable a la población del i) Análisis espacial de las presiones de suministro en tomas municipio (Alatorre et al., 2014). domésticas y comerciales.

Es verdad que la agricultura y en particular el cultivo de man- ii) Determinación del grado de eficiencia entre el volumen zana representa una fuente de ingresos a la comunidad, así entregado y medido por el organismo operador. como de empleo para los habitantes del municipio, pero es ne- iii) Análisis de las condiciones actuales con que operan las cesario también una regulación y uso más eficiente del agua. Por cajas de válvulas. otra parte, cabe señalar que el cultivo de manzana es del tipo perenne, lo cual hace que se requiera de una importante canti- iv) Análisis de correlación espacial entre el índice de margi- dad de agua, lo que conlleva la problemática de que las huertas nación poblacional (INEGI) y el cobro. que se encuentran dentro de la mancha urbana compitan con iv) Visualizador web de las condiciones de las cajas de vál- la población por el consumo del vital recurso (Enríquez, 2013). vulas.

Por todo ello es de gran relevancia diagnosticar y saber el funcionamiento de la red de agua potable en Ciudad Cuauhté- moc. Actualmente la ciudad ya presenta problemas que perju- Hipótesis dican a la población: una presión baja y fugas continuas en cier- Las condiciones actuales con que opera la red de agua potable tos sectores de la ciudad; por lo que un diagnóstico oportuno de Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua, en cuanto a presión, cau- ayudará a mejorar la eficiencia en el abastecimiento, por ejem- dales entregada y medida, y las condiciones de las cajas de vál- plo, en zonas que no cumplan con las normas en cuanto a pre- vulas, demuestran una baja calidad de servicio por parte del or- sión de suministro deberán tomarse las medidas pertinentes para ganismo operador. 39 elevar estos indicadores. Materiales y métodos El objetivo de este trabajo es realizar un diagnóstico para determinar las condiciones de funcionamiento hidráulico de la red Área de estudio de agua potable de la Ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua, me- La Ciudad de Cuauhtémoc se ubica en la latitud 28° 24´ 18´´ N y diante los siguientes indicadores: i) presión de suministro en tomas la longitud 106° 52´ 0´´ W (Enríquez Venzor et al., 2014) (Figura 1). domésticas y comerciales; ii) eficiencia entre el volumen entre- El municipio cuenta con una población de 154 639, de la cual 114 gado y medido por el organismo operador; y iii) condiciones de 007 se encuentra en esta localidad (INEGI, 2011). las cajas de válvulas.

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... Se sitúa en la región centro-oeste del estado, cuenta con una altitud de 2060 metros sobre el nivel del mar. Colinda al norte con el municipio de Namiquipa; al este con Rivapalacio; al sur con Cusihuiriachi y Gran Morelos; al oeste con Bachíniva y Gue- rrero (INEGI a, 2010) (Figura 1).

El municipio de Cuauhtémoc ha sufrido un incremento poblacional en los últimos cinco años del 14.65%, como consecuencia de la migración de otros municipios menos prósperos en la zona. Ejemplo de esto es el de Madera, que sufrió un decremento de 8.9% (Enríquez, 2013).

Cuauhtémoc actualmente es la cuarta ciudad más po- blada en el estado, esto, en conjunto con su gran cantidad de poblaciones rurales y semiurbanas le convierten en el tercer municipio más poblado del estado con 154 639 habitantes (INEGI b, 2010).

Figura 1. Área de estudio. Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua, México.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Se sitúa en la región centro-oeste del estado, cuenta con Materiales y métodos una altitud de 2060 metros sobre el nivel del mar. Colinda al norte Obtención y depuración de la base de datos con el municipio de Namiquipa; al este con Rivapalacio; al sur con Cusihuiriachi y Gran Morelos; al oeste con Bachíniva y Gue- La base de datos que se utilizó en esta investigación surgió del rrero (INEGI a, 2010) (Figura 1). proyecto “Estudio de Incremento de la eficiencia física, hidráu- lica y energética en el sistema de agua potable en el municipio El municipio de Cuauhtémoc ha sufrido un incremento po- de Cuauhtémoc en el estado de Chihuahua”, dirigido por el M.I. blacional en los últimos cinco años del 14.65%, como consecuen- Víctor Hernández Jacobo (Número de registro: SGAP-OCRB- cia de la migración de otros municipios menos prósperos en la UACJ-CHIH-13-APAZU-001-RF-CC; Hernández, 2014), adscrito al zona. Ejemplo de esto es el de Madera, que sufrió un decremento programa de Ingeniería Civil del Instituto de Ingeniería y Tecnolo- de 8.9% (Enríquez, 2013). gía de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Se levantaron Cuauhtémoc actualmente es la cuarta ciudad más po- datos de campo en tomas domésticas y comerciales de: presión blada en el estado, esto, en conjunto con su gran cantidad de de suministro, volumen entregado y volumen medido por el orga- poblaciones rurales y semiurbanas le convierten en el tercer mu- nismo operador, y finalmente, datos relativos a las condiciones nicipio más poblado del estado con 154 639 habitantes (INEGI b, de las cajas de válvulas. 2010).

Análisis espacial de las presiones de suministro en tomas domésticas y comerciales

Para disminuir el riesgo de fugas causadas por tuberías rotas debido a altas presiones en las líneas y para garantizar un suministro eficiente y adecuado a los usuarios, la presión de la línea de abastecimiento a localidades o fraccionamientos y en general de las líneas de bombeo, ya sea para consumo directo, extrac- ción o almacenamiento, debe ser controlada (Romero, 2013). Para ello, la presión debe mantenerse en todos los puntos del sistema en valores tales que la presión máxima sea suficiente para no provocar roturas de tuberías y la presión mínima garantice que el caudal de agua sea suficiente para todos los usos previstos 41 (OMS, 2006).

Para determinar las condiciones de presión de suministro con que opera la red de agua potable se utilizaron 293 puntos aleatorios de muestreo en tomas domésticas y comerciales distribuidos de forma regular en Cuauhtémoc, Chihuahua.

Para medir la presión en tomas doméstica y comercial, se Figura 1. Área de estudio. Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua, México. localizaron domicilios que contaran con una llave de jardín

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... accesible. La medición de presiones se realizó durante el día entre las 11:00 y 14:00 horas, rango de horario donde la demanda es mayor y las presiones hidráulicas tienden a ser las más bajas (Conagua, 2012). La medición se obtuvo con un manómetro de presión con una escala de valores en kg cm-2.

Determinación del grado de eficiencia entre el volumen entregado y medido por el organismo operador

Para determinar el grado de eficiencia entre el volumen entregado y el medido por el organismo operador, se realizó un muestreo en zonas específicas de la ciudad. Para esto de nueva cuenta se requirió que la casa habitación o comercio cuente con una llave de jardín accesible para poder comparar la medi- ción realizada por el aforador instalado en la toma domiciliaria y la medición volumétrica con un aforador nuevo calibrado. Cabe aclarar que se consideró un error del ±15% (1.5 lts por cada 10 lts) de acuerdo con las especificaciones del aforador. De esta manera se pudo determinar el grado de eficiencia recaudatoria del organismo operador, es decir, si cobra lo que realmente se consume en el domicilio.

Análisis de las condiciones actuales en las que operan las cajas de válvulas

La caja de válvulas es la estructura hidráulica complementaria donde se ubican válvulas de control o para la operación de vál- 42 vulas de seccionamiento tipo mariposa o compuerta, necesarias para la operación de una red de agua potable o de agua tratada (SOAPAP, 2014).

La distribución de las cajas de válvulas de una red hidráulica es de gran importancia, ya que como se mencionó anteriormente, son las encargadas de controlar el suministro en la red de agua potable, por lo que deben de encontrarse en estado accesible por si algún inconveniente llegase a pasar y el gasto del recurso vital sea el menor posible.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN accesible. La medición de presiones se realizó durante el día en- En este caso se levantaron 379 puntos, los cuales hacen re- tre las 11:00 y 14:00 horas, rango de horario donde la demanda ferencia a la ubicación de las cajas de válvulas en la traza ur- es mayor y las presiones hidráulicas tienden a ser las más bajas bana de Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua. (Conagua, 2012). La medición se obtuvo con un manómetro de presión con una escala de valores en kg cm-2. Georreferenciación de la base de datos

Análisis espacial de las presiones de suministro en tomas Determinación del grado de eficiencia entre el volumen domésticas y comerciales entregado y medido por el organismo operador Para georreferenciar los datos, se optó por utilizar el programa Para determinar el grado de eficiencia entre el volumen entre- libre Google Earth (Google, 2015), para obtener las coordenadas gado y el medido por el organismo operador, se realizó un mues- de cada punto de muestreo y lograr su localización en un SIG. treo en zonas específicas de la ciudad. Para esto de nueva Posteriormente, se exportaron a ArcMap 10.2, y se sobrepusieron cuenta se requirió que la casa habitación o comercio cuente en las AGEB, o polígonos que definen las áreas geoestadísticas con una llave de jardín accesible para poder comparar la medi- básicas de Ciudad de Cuauhtémoc, con base en la homogenei- ción realizada por el aforador instalado en la toma domiciliaria y dad de atributos socioeconómicos de la población (educación, la medición volumétrica con un aforador nuevo calibrado. Cabe ingresos, servicios, etcétera). Este traslape se realizó para ver la aclarar que se consideró un error del ±15% (1.5 lts por cada 10 lts) localización geográfica de la infraestructura con base en la traza de acuerdo con las especificaciones del aforador. De esta ma- urbana. nera se pudo determinar el grado de eficiencia recaudatoria del organismo operador, es decir, si cobra lo que realmente se con- Para poder obtener datos espacialmente distribuidos de la sume en el domicilio. presión de suministro a partir de datos puntuales, se realizó una interpolación mediante el módulo geoestadístico de distancia in-

versa ponderada (IDW) (ArcGIS, 2012). Este modelo asume que Análisis de las condiciones actuales en las que operan las los rasgos espaciales que están más cerca son los valores que cajas de válvulas asignará y de esta forma predecir un valor en un lugar no mues- treado utilizando valores que haya alrededor del lugar que se va La caja de válvulas es la estructura hidráulica complementaria a predecir, en resumen, los valores de los lugares más próximos al donde se ubican válvulas de control o para la operación de vál- que se va a predecir tendrán más influencia y por lo tanto más vulas de seccionamiento tipo mariposa o compuerta, necesarias peso que los que están más lejos. 43 para la operación de una red de agua potable o de agua tratada (SOAPAP, 2014).

La distribución de las cajas de válvulas de una red hidráulica Determinación del grado de eficiencia entre el volumen es de gran importancia, ya que como se mencionó anterior- entregado y medido por el organismo operador mente, son las encargadas de controlar el suministro en la red de Estos datos puntuales se georreferenciaron mediante el mismo agua potable, por lo que deben de encontrarse en estado ac- procedimiento mencionado en el apartado anterior. Una vez cesible por si algún inconveniente llegase a pasar y el gasto del realizada la georreferenciación se procedió a determinar recurso vital sea el menor posible.

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... mediante polígonos de Thiessen el área de contribución o de in- en servidores locales, los cuales pueden ser de servicios públicos fluencia con base en la localización de los puntos muestreados, o privados (OSGeo-es, 2014). lo que conlleva a que cualquier ubicación dentro de un polígono Estas plataformas hoy en día son una herramienta muy no- de Thiessen está más cerca de su punto asociado que de cual- vedosa y poderosa usada por distintas empresas, instituciones pú- quier otra entidad de entrada de puntos (ArcGis, 2015). blicas o gubernamentales, ya que facilitan el uso, acceso y distri- Una vez obtenidos los datos, se realizó una clasificación para bución de la información dándole un valor agregado al dina- determinar las áreas de la traza urbana que pudieran tener un mismo que estas ofrecen (Baez, 2013). déficit de cobro o una sobrestimación de este, por lo que se cla- Debido a que la información que se genera es de alta im- sificó cualitativamente en: i) cobro igual al consumo, que serían portancia o relevancia, en ocasiones no es pertinente que los da- las zonas en donde realmente el organismo operador cobra el tos se encuentren disponibles para el acceso público, por lo que volumen de agua que se está entregando-gastando; ii) cobro su- se ha optado por realizar dos distintos tipos de visualizadores: el perior al consumo, donde se está entregando un volumen de primero en un equipo de acceso restringido solo para el adminis- agua mayor de lo que se cobra; y finalmente iii) cobro inferior al trador de la base de datos y otro en una cuenta virtual de acceso consumo, que se refiere a las zonas donde se cobra más que el privado en la red. volumen de agua entregada.

Tabla 1. Clasificación de las condiciones de las cajas de válvulas, con base Análisis de las condiciones actuales con que operan las en las condiciones encontradas en la Ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua. cajas de válvulas

Una vez realizada la georreferenciación se procedió a determi- CONDICIONES nar las zonas de influencia de las cajas de válvulas mediante el Ausencia método de polígonos de Thiessen, mencionada en el apartado Azolvada anterior. Azolvada y falta de equipo Azolvada y fuga Obteniendo cada una de las localizaciones de las cajas de Falta de equipo válvulas con las que actualmente opera la red de agua potable, Fuga se optó por realizar una clasificación cualitativa con base en las Fuga y azolvada condiciones que se encontraron a campo, para de esta forma Fuga y contaminada 44 poder determinar las zonas donde se requiere más atención en Fuga y semiazolvada el cuidado de las cajas (Tabla 1). Inundada Inundada y falta de equipo Normal Visualizador web Obstruida Sellada Una manera más didáctica de visualizar información geográfica Semiazolvada es por medio de plataformas web, estás son llamadas común- Semiazolvada y obstruida mente como Web Mapping e integran la información geográfica Semiazolvada y semiobstruida Sesgada

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN mediante polígonos de Thiessen el área de contribución o de in- en servidores locales, los cuales pueden ser de servicios públicos fluencia con base en la localización de los puntos muestreados, o privados (OSGeo-es, 2014). lo que conlleva a que cualquier ubicación dentro de un polígono Estas plataformas hoy en día son una herramienta muy no- de Thiessen está más cerca de su punto asociado que de cual- vedosa y poderosa usada por distintas empresas, instituciones pú- quier otra entidad de entrada de puntos (ArcGis, 2015). blicas o gubernamentales, ya que facilitan el uso, acceso y distri- Una vez obtenidos los datos, se realizó una clasificación para bución de la información dándole un valor agregado al dina- determinar las áreas de la traza urbana que pudieran tener un mismo que estas ofrecen (Baez, 2013). déficit de cobro o una sobrestimación de este, por lo que se cla- Debido a que la información que se genera es de alta im- sificó cualitativamente en: i) cobro igual al consumo, que serían portancia o relevancia, en ocasiones no es pertinente que los da- las zonas en donde realmente el organismo operador cobra el tos se encuentren disponibles para el acceso público, por lo que volumen de agua que se está entregando-gastando; ii) cobro su- se ha optado por realizar dos distintos tipos de visualizadores: el perior al consumo, donde se está entregando un volumen de primero en un equipo de acceso restringido solo para el adminis- agua mayor de lo que se cobra; y finalmente iii) cobro inferior al trador de la base de datos y otro en una cuenta virtual de acceso consumo, que se refiere a las zonas donde se cobra más que el privado en la red. volumen de agua entregada.

Una vez realizada la georreferenciación se procedió a determi- CONDICIONES nar las zonas de influencia de las cajas de válvulas mediante el Ausencia método de polígonos de Thiessen, mencionada en el apartado Azolvada anterior. Azolvada y falta de equipo Azolvada y fuga Obteniendo cada una de las localizaciones de las cajas de Falta de equipo válvulas con las que actualmente opera la red de agua potable, Fuga se optó por realizar una clasificación cualitativa con base en las Fuga y azolvada condiciones que se encontraron a campo, para de esta forma Fuga y contaminada poder determinar las zonas donde se requiere más atención en Fuga y semiazolvada 45 el cuidado de las cajas (Tabla 1). Inundada Inundada y falta de equipo Normal Visualizador web Obstruida Sellada Una manera más didáctica de visualizar información geográfica Semiazolvada es por medio de plataformas web, estás son llamadas común- Semiazolvada y obstruida mente como Web Mapping e integran la información geográfica Semiazolvada y semiobstruida Sesgada

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... En un equipo

Para este proyecto se empleó el software libre Google Earth™ (GE), en donde por medio de la ubicación geográfica de los puntos en sus coordenadas X e Y se ubicaron en su correspondiente posición local; a continuación se realizó un visualizador, en el cual se aprecian las condiciones físicas o estructurales de las cajas de válvulas para el año 2014, información respectiva del objeto, así como fotos de su localización en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua, México.

Los procedimientos para los visualizadores en equipo y en GFT, han ofrecido las ventajas de la fácil manipulación de la in- formación generada; así como la posibilidad de seguir una constante actualización del mismo, cabe mencionar que son software libres y de acceso restringido, lo que permite la privacidad de los datos (Pantoja et al, 2014).

Otra de las características más importantes de estas herramientas es la facilidad con la que se maneja la información geo- gráfica (Narori & Catellanos, 2015).

Por esto fue necesario exportar los datos originales de formato *.shp a *.kml, ya que este es el tipo formato que GE puede soportar; posteriormente se vinculó mediante código HTML la ubi- cación de cada imagen correspondiente al punto que la representa, de esta manera al hacer clic sobre la ubicación se desplie- gue la información del punto de muestreo, así como la imagen del sitio.

46 Cuenta privada

Para este tipo de visualizador se requirió una cuenta en Google™ (G-mail), donde se alojaron los datos de manera privada en el Google Drive. Una vez alojados los datos en la nube se procedió a crear una nueva tabla con la herramienta de Fusión de Tablas de Google (GFT, por sus siglas en inglés), la cual permite organizar, gestionar, visualizar y publicar información geográfica, ya sea de manera privada o publica.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN En un equipo Se prosiguió a la vinculación de cada punto de muestreo con la imagen correspondiente a su sitio. Para esto se requirió ha- Para este proyecto se empleó el software libre Google Earth™ cer públicas las imágenes, por lo que se alojaron en la página (GE), en donde por medio de la ubicación geográfica de los pun- Zippyshare.com, la cual permite almacenar datos de manera tos en sus coordenadas X e Y se ubicaron en su correspondiente gratuita durante un determinado tiempo. posición local; a continuación se realizó un visualizador, en el cual se aprecian las condiciones físicas o estructurales de las cajas de válvulas para el año 2014, información respectiva del objeto, así Comparación de los volúmenes reales y volúmenes medidos como fotos de su localización en la ciudad de Cuauhtémoc, con el índice de marginalidad. La marginación es conocida Chihuahua, México. como un fenómeno multidimensional estructural, originado prin- Los procedimientos para los visualizadores en equipo y en cipalmente por los factores económicos, productivos y la exclu- GFT, han ofrecido las ventajas de la fácil manipulación de la in- sión de diversos grupos sociales, por lo que se asocia a la caren- formación generada; así como la posibilidad de seguir una cons- cia de oportunidades sociales y carencias a las necesidades bá- tante actualización del mismo, cabe mencionar que son soft- sicas establecidas como derechos constitucionales (Conapo, ware libres y de acceso restringido, lo que permite la privacidad 2011). de los datos (Pantoja et al, 2014). Entre los indicadores más importantes para determinar el ín- Otra de las características más importantes de estas herra- dice de marginación se encuentran; la educación, tipo de vi- mientas es la facilidad con la que se maneja la información geo- vienda, distribución de la población, e ingresos monetarios (Co- gráfica (Narori & Catellanos, 2015). napo, 2011).

Por esto fue necesario exportar los datos originales de for- El estado de Chihuahua es catalogado a nivel nacional con mato *.shp a *.kml, ya que este es el tipo formato que GE puede un bajo grado de marginación, en el décimo lugar. Sin embargo, soportar; posteriormente se vinculó mediante código HTML la ubi- la marginación aún tiene profundos contrastes en la entidad cación de cada imagen correspondiente al punto que la repre- (CTREIG, 2005). senta, de esta manera al hacer clic sobre la ubicación se desplie- Entre los municipios con muy baja marginación se encuentra gue la información del punto de muestreo, así como la imagen Cuauhtémoc, área de estudio (CTREIG, 2005). En esta entidad es del sitio. posible hallar índices que se clasifican como muy bajo, bajo, medio y alto. Para determinar dichas categorías se toman en cuenta indicadores socioeconómicos: acceso a la educación y la salud, 47 Cuenta privada edad, tipo de vivienda en la que habita, así como las caracterís- Para este tipo de visualizador se requirió una cuenta en Google™ ticas y mobiliario con el que se cuenta, y por último la disponibili- (G-mail), donde se alojaron los datos de manera privada en el dad de servicios básicos (Conapo, 2010). Esta información se des- Google Drive. Una vez alojados los datos en la nube se procedió pliega espacialmente en forma de polígonos envolventes de a crear una nueva tabla con la herramienta de Fusión de Tablas áreas homogéneas. Dichos polígonos son las AGEB consideradas de Google (GFT, por sus siglas en inglés), la cual permite organi- en este trabajo. zar, gestionar, visualizar y publicar información geográfica, ya sea de manera privada o publica.

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... Resultados

Análisis espacial de las presiones de suministro en tomas domésticas y comerciales

Como resultado de la georreferenciación de los puntos de muestreo de presión de suministro, se obtuvo la distribución espacial de los 293 puntos sobre el área urbana de Cuauhtémoc (Figura 2). En la cartografía se observa que en la zona centro la densidad de puntos fue mayor a la registrada en la periferia del área urbana, sin embargo, se considera que la totalidad del área urbana fue cubierta. Por otro lado, el mapa donde se muestran los datos de presión espacialmente distribuidos obtenidos por el mé- todo Geoestadístico IDW representa los distintos rangos de presiones que existen en la ciudad con valores levantados en campo (figura 3).

Figura 2. Ubicación de los puntos de muestreos de la presión de suministro en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Resultados

Análisis espacial de las presiones de suministro en tomas domésticas y comerciales

Figura 3. Interpolación de los datos puntuales de presión de suministro en la red de agua potable de ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua, mediante el método IDW (Kg/cm-2).

Para demostrar de forma gráfica la correspondencia entre los valores medidos in situ y los valores contenidos en la cartogra- fía generada por el método de interpolación IDW, se extrajeron los valores interpolados en cada uno de los puntos, y posteriormente se graficaron contra los valores de los puntos muestreados, obteniendo como resultado un valor de R= 0.99, el cual demues- 49 tra una correlación muy buena entre los valores medidos y predichos (Gráfica 1).

Figura 2. Ubicación de los puntos de muestreos de la presión de suministro en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua.

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Gráfica 1. Correlación entre los puntos muestreados y los valores de interpolación IDW.

Una vez validada la cartografía de la distribución espacial de las presiones, se procedió a hacer un análisis más exhaustivo del funcionamiento hidráulico de la red de agua potable, para ello se realizó una reclasificación del resultado de interpolación con IDW, utilizando los siguientes rangos propuestos por el Sistema Intermunicipal de los Servicios de Agua Potable y Alcantarillado (SIAPA, 2014): i) presión baja, de 0 a 1.5 kg cm-2; ii) presión normal, de 1.5 a 3.0 kg cm-2; iii) presión alta, de 3.0 a 4.5 kg cm-2; y, iv) presión muy alta, mayor a 4.5 kg cm-2. La distribución espacial de esta reclasificación de los valores se observa en la Figura 4. Se 50 obtuvo que aproximadamente el 70% de la ciudad opera en condiciones normales (en color verde), el 9.6 % presenta bajas presiones (distinguidas por un color rosa), las cuales se localizan de forma aislada al sur y suroeste de la ciudad, lo cual puede conducir a un desabasto en casas de dos plantas o mala calidad del servicio de suministro. Por otra parte, al norte y noreste de la ciudad se puede apreciar la presencia de zonas con alta presión en color naranja, que representan el 16.5% del área urbana y muy alta presión en color rojo, con un valor menor aunque no menos

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN importantes del 3.5%, lo cual puede desencadenar de forma sis- temática fugas por los picos de presión y más si la red de agua potable no cuenta con válvulas que los controlen (Tabla 2). Cabe destacar que las zonas que cuentan con presiones altas corresponden a colonias antiguas.

Tabla 2. Porcentaje del área por metros cuadrados en relación con el tipo de clasificación.

Área Porcentaje Área (m-2) Clasificación (Has) (%)

Presión Baja 5061125.6 506.11 9.6 3701.2 Presión Normal 37012990 70.4 9 Presión Alta 8680730.8 868.07 16.5

Presión Muy Alta 1852419.4 185.24 3.5 Gráfica 1. Correlación entre los puntos muestreados y los valores de interpolación IDW.

Una vez validada la cartografía de la distribución espacial de las presiones, se procedió a hacer un análisis más exhaustivo del funcionamiento hidráulico de la red de agua potable, para ello se realizó una reclasificación del resultado de interpolación con IDW, utilizando los siguientes rangos propuestos por el Sistema Intermunicipal de los Servicios de Agua Potable y Alcantarillado (SIAPA, 2014): i) presión baja, de 0 a 1.5 kg cm-2; ii) presión normal, de 1.5 a 3.0 kg cm-2; iii) presión alta, de 3.0 a 4.5 kg cm-2; y, iv) presión muy alta, mayor a 4.5 kg cm-2. La distribución espacial de esta reclasificación de los valores se observa en la Figura 4. Se obtuvo que aproximadamente el 70% de la ciudad opera en 51 condiciones normales (en color verde), el 9.6 % presenta bajas presiones (distinguidas por un color rosa), las cuales se localizan de forma aislada al sur y suroeste de la ciudad, lo cual puede conducir a un desabasto en casas de dos plantas o mala calidad del servicio de suministro. Por otra parte, al norte y noreste de la ciudad se puede apreciar la presencia de zonas con alta presión Figura 4. Clasificación de Interpolación de los datos puntuales de presión de en color naranja, que representan el 16.5% del área urbana y muy suministro en la red de agua potable de ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua, alta presión en color rojo, con un valor menor aunque no menos mediante el método IDW.

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... Determinación del grado de eficiencia entre el volumen entregado y medido por el organismo operador

Como resultado de la georreferenciación de los puntos de muestreo de volumen entregado y medido, se obtuvo la distribución espacial de los 293 puntos cubriendo el área urbana satisfacto- riamente (Figura 5).

52 Figura 5. Ubicación de los puntos de muestreos de volumen entregado y medido en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua.

El resultado de la creación de los polígonos de Thiessen mediante la clasificación de los valores de volumen entregado y medido en la red de agua potable se puede observar en la Figura

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Determinación del grado de eficiencia entre el volumen 6. Este resultado muestra que del área total urbana (5260.07 has), entregado y medido por el organismo operador se encontró que el 61.66% se ubica en un rango estable; mientras que en el 27.77% se cobra menos de lo que se consume, y en el Como resultado de la georreferenciación de los puntos de mues- 10.56% se cobra más de lo que se consume (Tabla 3). treo de volumen entregado y medido, se obtuvo la distribución espacial de los 293 puntos cubriendo el área urbana satisfacto- Con base en los resultados podemos decir que en una gran riamente (Figura 5). parte del área urbana los medidores registran un volumen real, es decir, se cobra lo que realmente se gasta, sin embargo, existen

zonas en donde los medidores registran anomalías entre el volumen entregado y medido, lo cual se traduce en pérdidas tanto para el organismo operador como para el consumidor. Cabe aclarar que este resultado es con base en puntos aleatorios, y que la condición entre el volumen entregado y medido se relaciona con las condiciones del medidor seleccionado (valor puntual), por ello el resultado (polígonos de Thiessen) debe interpretarse como áreas susceptibles de una inspección más rigurosa (manzana, cuadra, calle, etcétera) dependiendo de la condi- ción identificada. En general, la cartografía puede ayudar a fo- calizar esfuerzos y hacer más eficiente el uso de recursos econó- micos para la renovación de medidores o mantenimiento de los mismos.

Tabla 3. Área por metros cuadrados en relación con el número de puntos de muestreo de gastos en el área urbana.

53 Figura 5. Ubicación de los puntos de muestreos de volumen entregado y medido en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua.

El resultado de la creación de los polígonos de Thiessen mediante la clasificación de los valores de volumen entregado y medido en la red de agua potable se puede observar en la Figura

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC...

Figura 6. Clasificación de los puntos de muestreos de volumen entregado y medido en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua.

Análisis de las condiciones actuales con que operan las cajas de válvulas

Al realizar la georreferenciación de las localizaciones de las cajas de válvulas, se han obtenido 379 registros, cubriendo la totalidad del área urbana (Figura 7). Como se puede observar, la distribu- 54 ción de las cajas de válvulas en el centro de la ciudad es uniforme, mientras que en la parte norte se encuentra un mayor nú- mero, también es importante destacar que en la zona suroeste, en donde se localiza el “Barrio Lerdo”, se cuenta con muy pocas cajas de válvulas accesibles o existentes. Esto sin lugar a duda pudiese inferir en una mala operación en el manejo de fugas, mantenimiento y operación de la red de agua potable.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN

Figura 7. Ubicación de los puntos de muestreos de las condiciones de las Figura 6. Clasificación de los puntos de muestreos de volumen entregado y cajas de válvulas en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, medido en la red de agua potable en la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua. Chihuahua.

Análisis de las condiciones actuales con que operan las cajas de válvulas El resultado de la creación de los polígonos de Thiessen para determinar el área de influencia de cada una de las cajas de Al realizar la georreferenciación de las localizaciones de las cajas válvulas y su respectiva clasificación de acuerdo con sus condi- de válvulas, se han obtenido 379 registros, cubriendo la totalidad ciones se observan en la Figura 8. Del área total urbana se regis- del área urbana (Figura 7). Como se puede observar, la distribu- traron distintas categorías referentes a las condiciones de las ca- ción de las cajas de válvulas en el centro de la ciudad es uni- 55 jas de válvulas: azolvada con 37.92%, inundada con 9.94%, nor- forme, mientras que en la parte norte se encuentra un mayor nú- mal con 19.46%, sellada con 7.97%, y semiazolvada con un área mero, también es importante destacar que en la zona suroeste, de 17.21% (Tabla 4). en donde se localiza el “Barrio Lerdo”, se cuenta con muy pocas cajas de válvulas accesibles o existentes. Esto sin lugar a duda pudiese inferir en una mala operación en el manejo de fugas, mantenimiento y operación de la red de agua potable.

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC...

Figura 8. Clasificación de las condiciones de las cajas de válvulas en Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 4. Relación entre el número de cajas registradas y el área asignada por medio de la técnica polígonos de Thiessen.

Área Número Porcentaje Condición (Has) de Cajas del área

Ausencia 6.94 1 0.13 Azolvada 1995.08 167 37.92 Azolvada y falta 12.60 2 0.23 de equipo Azolvada y fuga 5.86 1 0.11

Falta de Equipo 30.03 6 0.57 Fuga 222.34 10 4.22 Fuga y azolvada 9.60 1 0.18 Fuga y contami- 9.75 1 0.18 nada Fuga y semi- 2.25 1 0.04 azolvada Inundada 522.99 35 9.94 Inundada y falta 11.31 1 0.21 equipo Normal 1024.26 45 19.46 Obstruida 31.64 4 0.60 Sellada 419.48 48 7.97

Semi-azolvada 905.39 45 17.21 Semi-azolvada y 10.04 2 0.19 Figura 8. Clasificación de las condiciones de las cajas de válvulas en Ciudad obstruida Semi-azolvada y Cuauhtémoc, Chihuahua. 1.78 3 0.03 semi-obstruida Sesgada 39.32 6 0.74

Correlación entre volúmenes reales y volúmenes medidos con el índice de marginalidad Para hacer más fácil la interpretación de este apartado, debe- 57 mos entender que las clasificaciones que hicimos para la relación

entre volúmenes reales y volúmenes medidos como estable, negativa y positiva, los traduciremos al concepto de cobro (recau- dación del organismo operador), es decir, cobro igual al con-

sumo (volumen real = volumen medido), un cobro inferior al consumo (volumen real es menor volumen medido) y un cobro superior al consumo (volumen real es mayor al volumen medido). Una

vez intersectados las categorías de los índices de marginación

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... contra la clasificación los distintos tipos de cobros, se calcularon las áreas correspondientes, y se determinó que con base en el cobro igual al consumo el 3.44% del área se encuentra en un área con un índice alto de marginación, mientras que para los índices bajo y medio se encontraban 46.95% y 31.76%, respectivamente (Tabla 5).

Tabla 5. Relación entre el cobro estable y el grado de marginación.

Grado de Área Área Porcentaje (%) marginación (m-2) (has)

Alto 881306.05 88.13 3.44 1200.3 Bajo 12003750.3 46.95 7

Medio 8120106.74 812.01 31.76 Muy bajo 4660083.58 456.00 17.83

Posteriormente, para la categoría de cobro inferior al consumo, se determinó que tan solo el 1.10% del área se encuentra en zonas con alto grado de marginación, mientras que el índice muy bajo presenta un porcentaje del 25.78, siendo los índices bajo y medio los que mayor influencia tienen en este tipo de cobro con el 32.99% y el 40.10%, respectivamente (Tabla 6).

Tabla 6. Relación entre el cobro inferior al consumo y el grado de marginación.

58 Cobro inferior al consumo Grado de Área (m-2) Área (has) Porcentaje (%) Marginación Alto 123937.49 12.39 1.10 Bajo 3701372.11 370.13 32.99 Medio 4498944.56 449.89 40.10 Muy Bajo 2892752.75 289.27 25.78

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN contra la clasificación los distintos tipos de cobros, se calcularon Finalmente, para el cobro superior al consumo, el índice de las áreas correspondientes, y se determinó que con base en el marginación alto presenta el 2.58% del área, el muy bajo 16.23%, cobro igual al consumo el 3.44% del área se encuentra en un lo que conlleva a que las áreas con una marginación baja y me- área con un índice alto de marginación, mientras que para los dia presente un mayor porcentaje, 37.53% y 43.63%, respectiva- índices bajo y medio se encontraban 46.95% y 31.76%, respecti- mente (Tabla 7). vamente (Tabla 5).

Tabla 7. Relación entre el cobro superior al consumo y el grado Tabla 5. Relación entre el cobro estable y el grado de marginación. de marginación.

Cobro superior al consumo Grado de Área Área Porcentaje (%) Grado de -2 marginación (m-2) (has) Área (m ) Área (has) Porcentaje (%) Marginación Alto 881306.05 88.13 3.44 Alto 129169.68 12.91 2.58 1200.3 Bajo 12003750.3 46.95 Bajo 1872854.08 187.28 37.53 7 Medio 2177438.62 217.74 43.63 Medio 8120106.74 812.01 31.76 Muy Bajo 810094.06 81.00 16.23

Muy bajo 4660083.58 456.00 17.83

Visualizador web Posteriormente, para la categoría de cobro inferior al consumo, se determinó que tan solo el 1.10% del área se encuentra Para demostrar la utilidad de presentar los resultados en una am- en zonas con alto grado de marginación, mientras que el índice biente amigable y dinámico para los usuarios, se decidió hacer muy bajo presenta un porcentaje del 25.78, siendo los índices dos visualizadores web implementados con el software Google bajo y medio los que mayor influencia tienen en este tipo de co- Earth y Google Fusión de tablas, con los cuales es posible mostrar bro con el 32.99% y el 40.10%, respectivamente (Tabla 6). visualmente la ubicación de cada una de las cajas de válvulas sobre el área urbana, y además podemos seleccionar para que nos muestre las condiciones actuales (descripción detallada), así Tabla 6. Relación entre el cobro inferior al consumo y el grado como una fotografía de la ubicación y de la caja de válvula (fi- de marginación. guras 9 y 10). 59 Cobro inferior al consumo Grado de Área (m-2) Área (has) Porcentaje (%) Marginación Discusión Alto 123937.49 12.39 1.10 El abastecimiento de agua es uno de los principales aspectos Bajo 3701372.11 370.13 32.99 que aseguran la sustentabilidad de las ciudades en el mundo, y Medio 4498944.56 449.89 40.10 las limitaciones de las regiones en cuanto a disponibilidad de re- Muy Bajo 2892752.75 289.27 25.78 cursos naturales ha sido una de las principales causas de movi- mientos poblacionales, principalmente en zonas áridas y semiári- das en el mundo (Shah, 2010).

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... De acuerdo con lo publicado en las investigaciones realiza- das por Díaz-Padilla (2011) y Verbist K. (2010), se menciona que una gran parte del norte y noroeste de México ha sido afectada por fenómenos de sequías prolongadas. Aunado a esto, el estado de Chihuahua tiene una precipitación pluvial anual que os- cila entre 250 y 500 mm (Conagua, 2008). En el caso de la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua, la cual cuenta con un clima semiseco templado, el desarrollo no planificado de la agricultura y la obsolescencia de algunos sistemas de riego han incrementado la demanda de agua en regiones rurales, con lo que se agudiza la competencia por el recurso hídrico necesario para uso público urbano (Gobierno del Estado de Chihuahua, 2004).

60 Figura 9. Visualizador web en un equipo de las condiciones de las cajas de válvulas.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN De acuerdo con lo publicado en las investigaciones realiza- das por Díaz-Padilla (2011) y Verbist K. (2010), se menciona que una gran parte del norte y noroeste de México ha sido afectada por fenómenos de sequías prolongadas. Aunado a esto, el estado de Chihuahua tiene una precipitación pluvial anual que os- cila entre 250 y 500 mm (Conagua, 2008). En el caso de la ciudad de Cuauhtémoc, Chihuahua, la cual cuenta con un clima semiseco templado, el desarrollo no planificado de la agricultura y la obsolescencia de algunos sistemas de riego han incrementado la demanda de agua en regiones rurales, con lo que se agudiza la competencia por el recurso hídrico necesario para uso público urbano (Gobierno del Estado de Chihuahua, 2004).

Figura 10. Visualizador web en una cuenta privada de las condiciones de las cajas de válvulas.

En la tesis de Enríquez (2013) se estableció la hipótesis de que existe una fuerte competencia por el agua subterránea del acuí- fero entre el uso agrícola (específicamente manzano) que se desarrolla en el área periurbana y el uso urbano en Cuauhtémoc, Chihuahua; esto debido a que el agua se extrae del mismo acuí- fero y los pozos para ambos usos comparte una misma distribu- ción espacial sobre el área de estudio. Los resultados demostra- 61 Figura 9. Visualizador web en un equipo de las condiciones de las cajas de ron que existe un desperdicio de agua en la zona de estudio de- válvulas. bido en gran medida a los tipos de riego que se utilizan en la actividad frutícola (manzano), y que está perjudicando de cierta forma la necesidad de agua de la población en el área urbana (Enríquez, 2013). Todo esto nos plantea la necesidad de tener en cuenta que si bien el uso agrícola es el que más agua consume en el área de estudio (95% del total) y que es necesario un plan de ordenamiento territorial para el uso eficiente del agua por

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... esta actividad, también es necesario implementar un plan de Conclusión mejora para el uso eficiente del agua en la red de agua potable. En el análisis espacial de las presiones de suministro en tomas do- Los resultados obtenidos en esta investigación son revelado- mésticas y comerciales es importante destacar que las zonas que res en cuanto a la mala condición con que opera actualmente cuentan con presión alta serán más aptas para que se presenten la red de agua potable de Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua. En fugas; por otra parte, las zonas con presiones bajas podrán sufrir cuanto a la presión registrada en las distintas zonas del área ur- la falta de agua. bana, se pudieron observar amplios sectores donde el agua no El grado de eficiencia que se determinó entre el volumen tiene la suficiente presión o, por el contrario, hay áreas donde las entregado y medido por el organismo operador, muestra que si presiones exceden las normas oficiales, lo cual se traduce en pe- bien hay zonas en donde el cobro es correcto, existen otras en riodos donde el agua no puede llegar a un segundo piso, incluso donde hay problemas, ya que se cobra más de lo que se utiliza, de desabasto o en problemas de fugas internas que no se mani- u otras zonas en donde se cobra menos de lo que en realidad se fiestan en la superficie (ocultas y constantes), lo cual repercute consume. en la calidad del servicio y por ende pérdidas del vital líquido. La caja de válvulas es la estructura hidráulica complemen- Por otra parte, los datos de volumen entregado y volumen taria donde se ubican válvulas de control o para la operación de medido (real), también son críticos, pues esto demuestra que el válvulas de seccionamiento tipo mariposa o compuerta, necesa- organismo operador no está cobrando lo que realmente está en- rias para la operación de una red de agua potable o de agua tregando en las tomas domiciliarias; hay zonas donde está co- tratada (SOAPAP, 2014), por lo que mantenerlas en el estado brando más de lo que realmente se está consumiendo y por otro adecuado es de suma importancia para abastecer a la ciudad parte existen áreas donde cobra menos con respecto al con- de agua potable y desperdiciar lo menos posible este vital re- sumo. Este indicador nos muestra la necesidad de renovar los me- curso. didores en tomas domiciliarias, ya que esto incide en el bolsillo del consumidor y también en las arcas del organismo operador/ Como se mencionó en la hipótesis de este trabajo, se compararon los índices de marginación contra el resultado de las ca- En general, se tienen un deficiente sistema recaudatorio por tegorías de gastos en la ciudad, pero los resultados determinan concepto de agua potable, lo cual repercute en la carencia de que el cobro que está establecido en las distintas áreas de la un organismo operador económicamente autosuficiente para el traza urbana es equitativo y no existe alguna discriminación o mantenimiento y operación de una red de agua potable. preferencia. Finalmente, las condiciones de las válvulas son muy malas; 62 El visualizador web que se creó en este proyecto no es de en general, se demuestra que el organismo operador realmente uso público, ya que no es pertinente que la información que se está muy limitado para poder llevar acciones de mantenimiento, generó sea de acceso libre. Sin embargo, esto es de gran apor- mejora y ni siquiera un plan de sectorización para la correcta tación tanto para los usuarios como para el organismo operador, conducción del agua dentro de la red de agua potable. ya que permitirá acceder a una base de datos sobre las condiciones con que están operando las cajas de válvulas de la red de agua potable, y en base a esto se podrán tomar las medidas

pertinentes para controlar la fugas y desabastos de agua.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN esta actividad, también es necesario implementar un plan de Conclusión mejora para el uso eficiente del agua en la red de agua potable. En el análisis espacial de las presiones de suministro en tomas do- Los resultados obtenidos en esta investigación son revelado- mésticas y comerciales es importante destacar que las zonas que res en cuanto a la mala condición con que opera actualmente cuentan con presión alta serán más aptas para que se presenten la red de agua potable de Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua. En fugas; por otra parte, las zonas con presiones bajas podrán sufrir cuanto a la presión registrada en las distintas zonas del área ur- la falta de agua. bana, se pudieron observar amplios sectores donde el agua no El grado de eficiencia que se determinó entre el volumen tiene la suficiente presión o, por el contrario, hay áreas donde las entregado y medido por el organismo operador, muestra que si presiones exceden las normas oficiales, lo cual se traduce en pe- bien hay zonas en donde el cobro es correcto, existen otras en riodos donde el agua no puede llegar a un segundo piso, incluso donde hay problemas, ya que se cobra más de lo que se utiliza, de desabasto o en problemas de fugas internas que no se mani- u otras zonas en donde se cobra menos de lo que en realidad se fiestan en la superficie (ocultas y constantes), lo cual repercute consume. en la calidad del servicio y por ende pérdidas del vital líquido. La caja de válvulas es la estructura hidráulica complemen- Por otra parte, los datos de volumen entregado y volumen taria donde se ubican válvulas de control o para la operación de medido (real), también son críticos, pues esto demuestra que el válvulas de seccionamiento tipo mariposa o compuerta, necesa- organismo operador no está cobrando lo que realmente está en- rias para la operación de una red de agua potable o de agua tregando en las tomas domiciliarias; hay zonas donde está co- tratada (SOAPAP, 2014), por lo que mantenerlas en el estado brando más de lo que realmente se está consumiendo y por otro adecuado es de suma importancia para abastecer a la ciudad parte existen áreas donde cobra menos con respecto al con- de agua potable y desperdiciar lo menos posible este vital re- sumo. Este indicador nos muestra la necesidad de renovar los me- curso. didores en tomas domiciliarias, ya que esto incide en el bolsillo del consumidor y también en las arcas del organismo operador/ Como se mencionó en la hipótesis de este trabajo, se compararon los índices de marginación contra el resultado de las ca- En general, se tienen un deficiente sistema recaudatorio por tegorías de gastos en la ciudad, pero los resultados determinan concepto de agua potable, lo cual repercute en la carencia de que el cobro que está establecido en las distintas áreas de la un organismo operador económicamente autosuficiente para el traza urbana es equitativo y no existe alguna discriminación o mantenimiento y operación de una red de agua potable. preferencia. Finalmente, las condiciones de las válvulas son muy malas; El visualizador web que se creó en este proyecto no es de 63 en general, se demuestra que el organismo operador realmente uso público, ya que no es pertinente que la información que se está muy limitado para poder llevar acciones de mantenimiento, generó sea de acceso libre. Sin embargo, esto es de gran apor- mejora y ni siquiera un plan de sectorización para la correcta tación tanto para los usuarios como para el organismo operador, conducción del agua dentro de la red de agua potable. ya que permitirá acceder a una base de datos sobre las condiciones con que están operando las cajas de válvulas de la red de agua potable, y en base a esto se podrán tomar las medidas

pertinentes para controlar la fugas y desabastos de agua.

DIAGNÓSTICO DEL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE LA RED DE AGUA POTABLE MEDIANTE SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA EN CIUDAD CUAUHTÉMOC... Recomendaciones 6) Conservar áreas verdes y bosques.

Existen zonas que cuentan con deficiencia con base en la distri- 7) Mantener, renovar y reparar la infraestructura de la red de bución del agua potable, por lo que se recomienda que las car- distribución de agua potable en Ciudad Cuauhtémoc, tografías que se han generado en este proyecto se atiendan es- Chihuahua. tos desabastos de agua. 8) Desarrollar la cultura en la población y en la clase política Por otra parte, las condiciones de las cajas de válvulas son para impulsar proyectos que incidan realmente en la me- de vital importancia para al momento en que se tenga que ce- jora en las condiciones en el manejo del agua. rrar algún sector por la creación de una obra, o bien una fuga 9) Contratar y nutrir las instancias gubernamentales de los tres que pudiese presentarse. Mantenerlas en un buen estado es in- niveles de gobierno, contratando especialistas capaces dispensable, por lo que la clasificación que se determinó será de técnicamente y metodológicamente para abordar esta gran ayuda para localizar las cajas y darles el mantenimiento ne- problemática. cesario.

En cuanto al visualizador web, es recomendable mantener los datos privados, sin embargo, si el uso se quiere hacer público, Bibliografía será necesario utilizar otra metodología tomando en cuenta que Alatorre, L. C., Díaz, R. E., Miramontes, S., Bravo, L. C., Sánchez, E. se requiere una red de banda ancha para que la información (2014). Spatial and Temporal Evolution of the Static Water pueda desplegarse. Leveel of the Cuauhtémoc Aquifer during the Years 1973, En general, las recomendaciones más apropiadas para el 1991 and 2000: A Geographical Approach. Journal of Geo- área de estudio para atender de una forma integral el problema graphic Information System, 6, pp. 572-584. abordado en esta investigación, se pueden resumir en estas ac- ArcGIS (2012). Cómo funciona IDW. ciones: http://help.arcgis.com/es/arcgisdesktop/10.0/help/in- 1) Fomentar la inversión gubernamental en el manejo, distri- dex.html#//009z00000075000000. (Acceso 10 de septiembre bución y saneamiento del agua. de 2015).

2) Aplicar tarifas justas para todos los usuarios del agua (agri- ArcGIS (2015). Crear polígonos de Thiessen. https://pro.ar- cultores, industria, urbano, etcétera), para que los organis- cgis.com/es/pro-app/tool-reference/analysis/create-thiessen- polygons.htm. (Acceso 16 de febrero de 2015), 64 mos operadores sean económicamente autosuficientes. 3) Incrementar el uso de aguas tratadas con tratamientos de Asociación Nacional de Empresas de Agua y Saneamiento de segundo orden, para riego agrícola y actividades recreati- México (ANEAS) (2008). El agua potable. Ciudad de México, vas antes de verterlas a los cuerpos de agua (ríos, lagos, México. etcétera). Báez, M. F. (2013). Implementación de un geovisor web para la 4) Incrementar la tecnología y tecnificación de sistemas de información geográfica del MIES utilizando bases de datos riego agrícola. espaciales y plataformas OpenGIS. Tesis para obtener el grado de Magister en Sistemas de Información Geográfica, 5) Balance entre la extracción y recarga del acuífero.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Recomendaciones 6) Conservar áreas verdes y bosques.

2) Aplicar tarifas justas para todos los usuarios del agua (agri- ArcGIS (2015). Crear polígonos de Thiessen. https://pro.ar- cultores, industria, urbano, etcétera), para que los organis- cgis.com/es/pro-app/tool-reference/analysis/create-thiessen- polygons.htm. (Acceso 16 de febrero de 2015), mos operadores sean económicamente autosuficientes. 65 3) Incrementar el uso de aguas tratadas con tratamientos de Asociación Nacional de Empresas de Agua y Saneamiento de segundo orden, para riego agrícola y actividades recreati- México (ANEAS) (2008). El agua potable. Ciudad de México, vas antes de verterlas a los cuerpos de agua (ríos, lagos, México. etcétera). Báez, M. F. (2013). Implementación de un geovisor web para la 4) Incrementar la tecnología y tecnificación de sistemas de información geográfica del MIES utilizando bases de datos riego agrícola. espaciales y plataformas OpenGIS. Tesis para obtener el grado de Magister en Sistemas de Información Geográfica, 5) Balance entre la extracción y recarga del acuífero.

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GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN

Dinámica del crecimiento del área de inundación de la Laguna de Bustillos utilizando imágenes Landsat para el año 2013

Heber Javier García Cortés Lara Cecilia Wiebe Quintana Luis Carlos Alatorre Cejudo Hugo Luis Rojas Villalobos María Elena Torres Olave

Resumen

La escasez de agua perjudica el desarrollo de las actividades económicas, el equilibrio de los ecosistemas, la sobrevivencia de los seres vivos, el bienestar de las poblaciones y propicia la limita- ción de la biodiversidad. Por ello, el objetivo en la presente inves- tigación es evaluar y registrar la relación entre el crecimiento del área de inundación de la Laguna de Bustillos, Chihuahua, Mé- xico, en función de la cantidad de lluvia ocurrida durante el ciclo 2013, mediante la utilización de Sistemas de Información Geográ- fica (SIG) e Imágenes Landsat 8 de la Cuenca Hidrológica No 34.

Para este trabajo se midió la superficie que ocupa el área de inundación de la Laguna de Bustillos mediante series de imá- genes Landsat, de abril de 2013-diciembre 2013 usando el software ArcGis. Se utilizó la red climatológica de Unifrut para obtener los datos de precipitación de cuatro estaciones meteorológi- cas. El análisis de las imágenes satelitales permitió evaluar

71 quincenalmente el crecimiento del área de inundación de la La- guna de Bustillos. Los resultados mostraron un incremento de la superficie en el área de inundación en función de la precipita- ción pluvial, y se pudo establecer una ecuación polinomial de quinto grado, con un coeficiente de determinación muy alto (r²= 0.9908).

Palabras clave: crecimiento del área de inundación, Laguna de Bustillos, Sistemas de Información Geográfica, red climatoló- gica, precipitación pluvial.

Dynamic growth of flooding area of Laguna de Bustillos using Landsat images for the year 2013

Summary

Water scarcity harms the development of economic activities, the balance of ecosystems, the survival of living things, the welfare of the people and propiciates limitation of biodiversity. Therefore, the objective of this research was to assess and record the relationship between growth floodplain of Laguna Bustillos, Chihuahua, Mexico, depending on the amount of rainfall that occurred during the 2013 cy- cle, using Geographic Information Systems (GIS) and Landsat 8 for Watershed No 34. For this work, the area that occupies the floodplain of Lake Bustillos was measured by a series of Landsat images from April 2013 - December 2013 using the ArcGIS software. UNIFRUT climatological network was used to obtain precipitation data from four 72 weather stations. Analysis of satellite images allowed biweekly assess growth floodplain of Laguna Bustillos. The results showed an increase in area in the floodplain depending on rainfall, and could establish a polynomial equation of fifth grade, with a very high coefficient of determination (r² = 0.9908).

Keywords: growth floodplain, Laguna de Bustillos, Geo- graphic Information Systems, climatological network, storm water.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN quincenalmente el crecimiento del área de inundación de la La- Introducción guna de Bustillos. Los resultados mostraron un incremento de la Los impactos del cambio climático son cada día más evidentes, superficie en el área de inundación en función de la precipita- observables y cuantificables. El año 2010 fue el más caluroso en ción pluvial, y se pudo establecer una ecuación polinomial de todo el mundo (Oswald, 2011), sin embargo, los países firmantes quinto grado, con un coeficiente de determinación muy alto (r²= del Protocolo de Kioto han retrasado un nuevo convenio que sus- 0.9908). tituya dicho protocolo y mantener el aumento de la temperatura Palabras clave: crecimiento del área de inundación, Laguna de la Tierra debajo de los 2º C. No obstante, las predicciones para de Bustillos, Sistemas de Información Geográfica, red climatoló- un uso intensivo del petróleo, indican que pudiera incrementar gica, precipitación pluvial. los niveles de temperatura hasta más de 6 ºC y provocar desastres nunca conocidos, generando hambrunas en muchos países.

El cambio climático requerirá una nueva visión del manejo Dynamic growth of flooding area of Laguna de Bustillos del agua a fin de hacer frente a los impactos en las precipitacio- using Landsat images for the year 2013 nes mayores y más extremas, así como mayores variaciones intra e interestacionales y tasas más elevadas de evapotranspiración en todos los tipos de ecosistemas. Los fenómenos climáticos ex- Summary tremos como inundaciones y sequías van aumentando y se cal- Water scarcity harms the development of economic activities, the cula que su frecuencia y magnitud se incrementen y que proba- balance of ecosystems, the survival of living things, the welfare of the blemente afecten de forma considerable a todas las regiones en people and propiciates limitation of biodiversity. Therefore, the ob- lo que respecta a la producción de alimentos en general y a la jective of this research was to assess and record the relationship be- seguridad alimentaria (Wei et al., 2009). tween growth floodplain of Laguna Bustillos, Chihuahua, Mexico, de- Debido a todo esto, existe un riesgo serio de conflictos futuros pending on the amount of rainfall that occurred during the 2013 cy- por tierras habitables y recursos naturales tales como el agua cle, using Geographic Information Systems (GIS) and Landsat 8 for dulce. El cambio climático está afectando a la distribución de Watershed No 34. For this work, the area that occupies the floodplain plantas, las especies invasoras, las plagas y los vectores de enfer- of Lake Bustillos was measured by a series of Landsat images from medades y es posible que aumenten la incidencia y la localiza- April 2013 - December 2013 using the ArcGIS software. UNIFRUT clima- ción geográfica de muchas enfermedades del ser humano, los tological network was used to obtain precipitation data from four animales y las plantas (IAASTD, 2008, Wei et al., 2009). La Organi- weather stations. Analysis of satellite images allowed biweekly assess zación de las Naciones Unidas para Agricultura y la Alimentación 73 growth floodplain of Laguna Bustillos. The results showed an increase (FAO, 2009), delimita como causas de este tipo de problemáticas in area in the floodplain depending on rainfall, and could establish a al cambio de uso de suelo, en América del Norte; a la demogra- polynomial equation of fifth grade, with a very high coefficient of de- fía principalmente en el incremento de la población urbana; la termination (r² = 0.9908). economía, en donde sobresale una mejoría en aquellos países Keywords: growth floodplain, Laguna de Bustillos, Geo- industrializados por su baja dependencia de actividades prima- graphic Information Systems, climatological network, storm water. rias como la agricultura, además de tener mejores esquemas de conservación de recursos naturales, políticos e instituciones basa-

das en la comunidad como un diseño para el manejo de recursos

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 naturales, y finalmente, el impulso de ciencia y tecnología para mejorar la competitividad y sustentabilidad de los sectores productivos.

Según Núñez et al. (2007), la sequía es uno de los fenómenos naturales más complejos y el que a más personas afecta; tiende a extenderse de manera irregular a través del tiempo y el espacio; sus efectos son acumulativos y pueden permanecer aun des- pués de la culminación del evento. Dadas estas características que la distinguen de otros fenómenos naturales, la sequía se clasifica en meteorológica, hidrológica y agrícola.

Reyes et al. (2012) han propuesto numerosas definiciones de sequía y cada una involucra diversos factores ambientales, sociales y económicos. La carencia de una definición clara y uni- versalmente aceptada contribuye a controversias sobre este fe- nómeno.

Ortega (2013) reporta que la severidad de una sequía depende no solamente del grado de reducción de la lluvia, su du- ración o su extensión geográfica, sino también de las demandas del recurso hídrico para la permanencia de los sistemas naturales y para el desarrollo de las actividades humanas.

Según Hernández et al. (2007), aunque el término sequía no se menciona en la definición, se sabe que es uno de los factores más significativos que contribuyen a la degradación del suelo en las regiones áridas. Sin embargo, las actividades humanas son la principal causa de este proceso.

Algunas estimaciones indican que cerca del 10% de la su- 74 perficie de la tierra del planeta ha sido transformada por la ac- ción humana. Convirtiendo en desiertos las áreas forestales y pra- deras. Por otra parte, más de un 25% de la tierra se encuentra en riesgo de degradación (World Resources Institute, 1990).

México no es ajeno a estas problemáticas y se puede decir que se está cada vez más consciente de la importancia de crear grupos dedicados a la modelación numérica para trabajar en conjunto a nivel nacional, con la finalidad de constituir un equipo

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN naturales, y finalmente, el impulso de ciencia y tecnología para de expertos que genere información climática de utilidad para mejorar la competitividad y sustentabilidad de los sectores pro- quienes se encargan de planear y tomar decisiones usando productivos. nósticos o escenarios climáticos (Magaña, 2004; Hernández et al., 2007). Según Núñez et al. (2007), la sequía es uno de los fenómenos naturales más complejos y el que a más personas afecta; tiende En el norte México la cantidad de lluvia representa menos a extenderse de manera irregular a través del tiempo y el espa- de 40% de la precipitación total del país, esta región es altamente cio; sus efectos son acumulativos y pueden permanecer aun des- vulnerable a impactos causados por sequías. En el estado de pués de la culminación del evento. Dadas estas características Chihuahua, la precipitación pluvial es muy variable; se presentan que la distinguen de otros fenómenos naturales, la sequía se cla- años con cantidades normales o abundantes seguidos por otros sifica en meteorológica, hidrológica y agrícola. donde son escasas. Entre el año 1993 y 2004 la precipitación fue menor al promedio histórico (CNA, 2003). Reyes et al. (2012) han propuesto numerosas definiciones de sequía y cada una involucra diversos factores ambientales, so- El 74% de la superficie del estado de Chihuahua se encuen- ciales y económicos. La carencia de una definición clara y uni- tra en esta región, y la precipitación media anual es 448 mm; versalmente aceptada contribuye a controversias sobre este fe- cerca de 83% de la lluvia total se pierde por evaporación y trans- nómeno. piración, y solo 17% es aprovechada por los sectores productivos y para uso doméstico (CNA, 1996). Ortega (2013) reporta que la severidad de una sequía depende no solamente del grado de reducción de la lluvia, su du- Lizárraga et al. (2010) definieron una regionalización clima- ración o su extensión geográfica, sino también de las demandas tológica en México usando 18 regiones climáticas, con datos de del recurso hídrico para la permanencia de los sistemas naturales 50 años (1953-2003). El estado de Chihuahua fue clasificado en la y para el desarrollo de las actividades humanas. región 5, con una precipitación media anual de 446 mm, de los cuales 74 mm ocurren durante el invierno y 372 mm en el verano, Según Hernández et al. (2007), aunque el término sequía no equivalentes al 83% del total. La sequía más importante para el se menciona en la definición, se sabe que es uno de los factores estado de Chihuahua fue la registrada de 1992 al 2003 (11 años), más significativos que contribuyen a la degradación del suelo en con un déficit de 56 mm año-1, lo que equivale al 12% de la lluvia las regiones áridas. Sin embargo, las actividades humanas son la media anual, con lo cual el crecimiento de la vegetación, princi- principal causa de este proceso. palmente matorral, es de 5 a 7 meses. Algunas estimaciones indican que cerca del 10% de la su- Chihuahua ha sido afectado por eventos de sequía que perficie de la tierra del planeta ha sido transformada por la ac- 75 ocasionan pérdidas considerables, principalmente en los secto- ción humana. Convirtiendo en desiertos las áreas forestales y pra- res agropecuario y forestal (Rodríguez, et al., 2005). Debido a deras. Por otra parte, más de un 25% de la tierra se encuentra en esto, el gobierno del estado ha canalizado recursos a través del riesgo de degradación (World Resources Institute, 1990). Fondo Nacional de Desastres para atender los daños. México no es ajeno a estas problemáticas y se puede decir El problema de la sequía en Chihuahua es grave, ya que es que se está cada vez más consciente de la importancia de crear el mayor consumidor de agua en el sector agrícola en la Repú- grupos dedicados a la modelación numérica para trabajar en blica Mexicana —emplea alrededor del 80% del agua que se ex- conjunto a nivel nacional, con la finalidad de constituir un equipo trae de los ríos, lagos y acuíferos—. Otros sectores usuarios del

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 agua son el doméstico y el industrial. Aproximadamente, el 12% diferentes parámetros necesarios para llevar a cabo estudios de del agua es utilizada para satisfacer las necesidades de uso do- esta naturaleza (Esteller et al., 2003). méstico en los centros urbanos de México, lo cual lo ubica como Por ello, el objetivo principal de este estudio es evaluar y re- el segundo consumidor de agua (Muñoz y Núñez, 2005). gistrar la relación entre el crecimiento del área de inundación de En Chihuahua, la escasez del agua obedece, entre otras la Laguna de Bustillos en función de la cantidad de lluvia ocurrida causas, a la irregular distribución espacial y temporal de la lluvia; durante el ciclo 2013, tomando como base los Sistemas de Infor- es decir, los regímenes bajos de precipitación se presentan en mación Geográfica e Imágenes Landsat de la Cuenca Hidroló- donde la densidad de población es más alta y donde se concen- gica No. 34. Para ello se proponen los siguientes objetivos especí- tra la mayor parte de las actividades económicas de las que sub- ficos: sisten los habitantes del estado. En el estado de Chihuahua se

registra una precipitación promedio anual de 419 mm, lo que lo ubica entre las primeras cuatro entidades federativas que regis- 1. Analizar imágenes satelitales del ciclo 2013, a fin de ob- tran las precipitaciones más bajas a nivel nacional (CNA, 2003). tener información sobre el crecimiento del área de Debido a esto, la cantidad disponible es, en muchas ocasiones, inundación en la Laguna de Bustillos; insuficiente para cubrir las necesidades de uso e impacta seria- 2. Obtener mediante modelos estadísticos una ecuación mente la recarga de cuerpos de agua y acuíferos subterráneos matemática que permita determinar el comporta- (CNA, 2003). miento del área de inundación en función de la preci- En el estado de Chihuahua se localiza la región hidrológica pitación pluvial, utilizando datos meteorológicos. No. 34, la cual tiene una extensión de 3277 Km2, según la Comi- 3. Determinar el volumen de agua de lluvia que aportó al sión Nacional del Agua (CNA, 1989). En esta región se encuentra área de estudio durante el 2013, mediante el método una depresión natural, la Laguna de Bustillos. Amado et al., (1999) de polígonos de Thiessen. reportaron que en la citada laguna desembocan los escurrimientos superficiales de 13 arroyos. La Laguna de Bustillos alberga la contribución de diversos elementos, por procesos naturales, su- Hipótesis mándole una rigurosa contaminación debido a diversas actividades antropogénicas (Rubio et al., 2006). Este cuerpo lacustre, Por medio de la aplicación de técnicas de sensores remotos y que se encuentra entre los más importantes a nivel nacional, es Sistemas de Información Geográfica es posible determinar si el 76 recolector de residuos industriales, aguas residuales urbanas y embalse de la Laguna de Bustillos se recuperó de manera signifi- arrastres aluviales de zonas agrícolas o pecuarias (De la Fuente, cativa con las precipitaciones pluviales del ciclo 2013. 1998; Quintana et al., 2014).

En la actualidad, existen diversas herramientas computacio- Materiales y métodos nales que contribuyen a la realización de estudios sobre el manejo integrado de los recursos naturales; entre estas herramientas Descripción del área de estudio se destacan los Sistemas de Información Geográfica (SIG) que Localización.- La Laguna de Bustillos (Figura 1) está situada en el permiten analizar la variabilidad espacial y temporal de los seccional de Anáhuac en el Municipio de Cuauhtémoc,

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN agua son el doméstico y el industrial. Aproximadamente, el 12% diferentes parámetros necesarios para llevar a cabo estudios de del agua es utilizada para satisfacer las necesidades de uso do- esta naturaleza (Esteller et al., 2003). méstico en los centros urbanos de México, lo cual lo ubica como Por ello, el objetivo principal de este estudio es evaluar y re- el segundo consumidor de agua (Muñoz y Núñez, 2005). gistrar la relación entre el crecimiento del área de inundación de En Chihuahua, la escasez del agua obedece, entre otras la Laguna de Bustillos en función de la cantidad de lluvia ocurrida causas, a la irregular distribución espacial y temporal de la lluvia; durante el ciclo 2013, tomando como base los Sistemas de Infor- es decir, los regímenes bajos de precipitación se presentan en mación Geográfica e Imágenes Landsat de la Cuenca Hidroló- donde la densidad de población es más alta y donde se concen- gica No. 34. Para ello se proponen los siguientes objetivos especí- tra la mayor parte de las actividades económicas de las que sub- ficos: sisten los habitantes del estado. En el estado de Chihuahua se registra una precipitación promedio anual de 419 mm, lo que lo ubica entre las primeras cuatro entidades federativas que regis- 1. Analizar imágenes satelitales del ciclo 2013, a fin de ob- tran las precipitaciones más bajas a nivel nacional (CNA, 2003). tener información sobre el crecimiento del área de Debido a esto, la cantidad disponible es, en muchas ocasiones, inundación en la Laguna de Bustillos; insuficiente para cubrir las necesidades de uso e impacta seria- 2. Obtener mediante modelos estadísticos una ecuación mente la recarga de cuerpos de agua y acuíferos subterráneos matemática que permita determinar el comporta- (CNA, 2003). miento del área de inundación en función de la preci- En el estado de Chihuahua se localiza la región hidrológica pitación pluvial, utilizando datos meteorológicos. No. 34, la cual tiene una extensión de 3277 Km2, según la Comi- 3. Determinar el volumen de agua de lluvia que aportó al sión Nacional del Agua (CNA, 1989). En esta región se encuentra área de estudio durante el 2013, mediante el método una depresión natural, la Laguna de Bustillos. Amado et al., (1999) de polígonos de Thiessen. reportaron que en la citada laguna desembocan los escurrimientos superficiales de 13 arroyos. La Laguna de Bustillos alberga la contribución de diversos elementos, por procesos naturales, su- Hipótesis mándole una rigurosa contaminación debido a diversas actividades antropogénicas (Rubio et al., 2006). Este cuerpo lacustre, Por medio de la aplicación de técnicas de sensores remotos y que se encuentra entre los más importantes a nivel nacional, es Sistemas de Información Geográfica es posible determinar si el recolector de residuos industriales, aguas residuales urbanas y embalse de la Laguna de Bustillos se recuperó de manera signifi- 77 arrastres aluviales de zonas agrícolas o pecuarias (De la Fuente, cativa con las precipitaciones pluviales del ciclo 2013. 1998; Quintana et al., 2014).

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Chihuahua, rodeada de los poblados de Ciudad Cuauhtémoc y Bustillos (CNA, 1991). Dicho cuerpo de agua se extiende aproximadamente por 302.7 km2. Tiene una longitud promedio de 16.5 km, un ancho de 7.5 km, una profundidad media de 1.2 m y una capacidad aproximada de 148 000 000 m3 de agua. Su polígono se encuentra ubicado en latitud 28°58'12''-28°15'00'' N-longitud 107°09'36''-106°15'00'' W. La cuenca hidrográfica que drena hacia la laguna se caracteriza por tener una planicie que tiene una ele- vación media de 2000 msnm (CNA, 1991).

Figura 1. Ubicación de área de estudio.

78 Características de la cuenca.- Según García et al., (2013), la corteza se encuentra compuesta por capas sedimentarias conti- nentales: conglomerados, depósitos lacustres, depósitos de pie de monte y aluviales. Las sierras que delimitan la cuenca presentan una elevación media de 2400 msnm y en cuanto a litología se refiere, están formadas principalmente por rocas ígneas extru- sivas-ignimbritas, riolitas, dacitas, andesitas y basaltos.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Chihuahua, rodeada de los poblados de Ciudad Cuauhtémoc y Clima.- El área de estudio presenta una precipitación media Bustillos (CNA, 1991). Dicho cuerpo de agua se extiende aproxi- anual de 415.7 mm, así como clima semiseco templado con una madamente por 302.7 km2. Tiene una longitud promedio de 16.5 temperatura media anual de 14.6 C (Conagua, 2010). En el año km, un ancho de 7.5 km, una profundidad media de 1.2 m y una 2011 se registró una precipitación de 74.2 mm, que estuvo muy ⁰ capacidad aproximada de 148 000 000 m3 de agua. Su polígono por debajo de los registrados desde 1985 (Figura 2). se encuentra ubicado en latitud 28°58'12''-28°15'00'' N-longitud 107°09'36''-106°15'00'' W. La cuenca hidrográfica que drena hacia la laguna se caracteriza por tener una planicie que tiene una ele- vación media de 2000 msnm (CNA, 1991).

Figura 2.- Precipitación media anual en el área de estudio para el periodo 1985-2011.

Panorama sobre el agua.- En Chihuahua,el problema de la escasez del agua obedece, entre otras causas, a la irregular dis- tribución espacial y temporal de la lluvia, es decir, los regímenes bajos de precipitación se presentan en donde la densidad de población es más alta y donde se concentra la mayor parte de Figura 1. Ubicación de área de estudio. las actividades económicas de las que subsisten los habitantes del estado. Debido a esto, la cantidad de agua disponible es insuficiente para cubrir las necesidades de uso e impacta seria- 79 Características de la cuenca.- Según García et al., (2013), la mente la recarga de cuerpos de agua y acuíferos subterráneos corteza se encuentra compuesta por capas sedimentarias conti- (CNA, 2003). nentales: conglomerados, depósitos lacustres, depósitos de pie Una característica primordial de la zona es que el acuífero de monte y aluviales. Las sierras que delimitan la cuenca presen- se recarga únicamente por el agua de lluvia, con una media tan una elevación media de 2400 msnm y en cuanto a litología anual en tan solo 115 Hm3 (Conagua y COLPOS, 2007). Si esto se se refiere, están formadas principalmente por rocas ígneas extru- asocia a la sequía que se ha presentado en las últimas décadas, sivas-ignimbritas, riolitas, dacitas, andesitas y basaltos. se puede prever la posible afectación por una sobreexplotación del acuífero, sobre todo si se considera que actualmente se

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 extraen 569.4 Hm3 (Conagua, 2009), de los cuales el 92.7% son destinados para uso agrícola, el 4% para el sustento de la zona urbana y un 3.3% se destinan para actividades pecuarias (Figura 3).

Figura 3.- Porcentaje de extracción de agua por uso (CNA, 2009).

Análisis temporal del comportamiento del área de inundación

Para este trabajo se utilizaron 15 imágenes del satélite Landsat 8, con una resolución espacial de 30 metros. Se utilizaron todas las bandas espectrales de la 1 a la 7 y la 9. Las fechas de las imáge- nes corresponden a los meses de abril a diciembre del año 2013, lo cual permitió un buen registro de los cambios en el cuerpo de agua de la Laguna Bustillos.

Las imágenes fueron adquiridas de página web http://earthexplorer.usgs.gov/, la cual pertenece a United States Geologi- cal Survey (USGS). Los datos de adquisición de cada una de las imágenes se pueden apreciar en el Cuadro 1.

Corrección atmosférica.- Se enfrentaron diversos problemas 80 al utilizar imágenes de satélite como lo son las Landsat 8, uno de ellos es el “ruido atmosférico”, lo que lleva a perturbaciones en la imagen que dificultan su utilización o que arrojarían resultados erróneos o alejados de la realidad (Alatorre & Beguería, 2009).

Este problema se presentó en forma de nubosidad en las imágenes primera, del 8 de julio; la segunda, del 24 de julio; la tercera, del 25 de agosto y la última del 10 de septiembre de este mismo año, en las cuales no fue posible realizar ningún tipo de

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN extraen 569.4 Hm3 (Conagua, 2009), de los cuales el 92.7% son corrección atmosférica, mientras que en el resto de las imágenes destinados para uso agrícola, el 4% para el sustento de la zona se efectuó, mediante el software IDRISI™ Taiga, una corrección urbana y un 3.3% se destinan para actividades pecuarias (Figura con el propósito de una mejor discriminación del área de inunda- 3). ción, lo cual se traduce en una correcta interpretación visual y espacial entre las imágenes.

Figura 3.- Porcentaje de extracción de agua por uso (CNA, 2009). Cuadro 1.- Características de las imágenes Landsat 8.

Sensor Path Row Fecha de captura ID referente Landsat 8 33 40 19 de abril 2013 LC80330402013109LGN01 Landsat 8 33 40 05 de mayo 2013 LC80330402013125LGN01 Landsat 8 33 40 21 de mayo 2013 LC80330402013141LGN01 Landsat 8 33 40 06 de junio 2013 LC80330402013157LGN00 Landsat 8 33 40 22 de junio 2013 LC80330402013173LGN00 Análisis temporal del comportamiento del área Landsat 8 33 40 08 de julio 2013 LC80330402013189LGN01 Landsat 8 33 40 24 de julio 2013 LC80330402013205LGN00 de inundación Landsat 8 33 40 09 de agosto 2013 LC80330402013221LGN00 Para este trabajo se utilizaron 15 imágenes del satélite Landsat 8, Landsat 8 33 40 25 de agosto 2013 LC80330402013237LGN00 con una resolución espacial de 30 metros. Se utilizaron todas las Landsat 8 33 40 10 de septiembre 2013 LC80330402013253LGN00 bandas espectrales de la 1 a la 7 y la 9. Las fechas de las imáge- Landsat 8 33 40 26 de septiembre 2013 LC80330402013269LGN00 Landsat 8 33 40 12 de octubre 2013 LC80330402013285LGN00 nes corresponden a los meses de abril a diciembre del año 2013, Landsat 8 33 40 29 de noviembre 2013 LC80330402013333LGN00 lo cual permitió un buen registro de los cambios en el cuerpo de Landsat 8 33 40 15 de diciembre 2013 LC80330402013349LGN00 agua de la Laguna Bustillos. Landsat 8 33 40 31 de diciembre 2013 LC80330402013365LGN00 Fuente: elaboración propia Las imágenes fueron adquiridas de página web http://earthexplorer.usgs.gov/, la cual pertenece a United States Geologi- cal Survey (USGS). Los datos de adquisición de cada una de las Se realizó una combinación entre las bandas de las imáge- imágenes se pueden apreciar en el Cuadro 1. nes, las cuales se eligieron mediante una visualización previa de Corrección atmosférica.- Se enfrentaron diversos problemas composiciones de color verdadero y falso color. La composición 81 al utilizar imágenes de satélite como lo son las Landsat 8, uno de de falso color, combinando las bandas 4, 5 y 6, fue la composi- ellos es el “ruido atmosférico”, lo que lleva a perturbaciones en la ción que ayudó a discriminar los cuerpos de agua presentes en imagen que dificultan su utilización o que arrojarían resultados el área de estudio. erróneos o alejados de la realidad (Alatorre & Beguería, 2009). Posteriormente, se trabajó en ARCMAP™, exportando las Este problema se presentó en forma de nubosidad en las imágenes trabajadas en IDRISI™, primeramente realizando un imágenes primera, del 8 de julio; la segunda, del 24 de julio; la shapefile para cada imagen con el fin de delimitar el área de tercera, del 25 de agosto y la última del 10 de septiembre de este inundación por mes. mismo año, en las cuales no fue posible realizar ningún tipo de

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Después se agregó un campo en la tabla de atributos lla- Relación entre precipitación y área mado “área” y a través del comando Calculate Geometry se Para establecer una relación puntual entre la precipitación y las realizó el cálculo en metros cuadrados para cada imagen. Luego imágenes de satélite, se calculó la precipitación quincenal ha- se realizó el mismo procedimiento para calcular el perímetro para ciendo el corte para la fecha de cada imagen disponible. Luego cada imagen en metros. se obtuvo la media aritmética de las cuatro estaciones para los periodos estipulados. Cabe mencionar que para las imágenes que no fue posible aplicar la corrección atmosférica, se utilizó la Análisis temporal de la precipitación función trend de Microsoft Excel, que permite estimar valores fal- Por medio de Unifrut se obtuvieron los datos de precipitación tantes con base en el comportamiento de las variables indepen- anual para el área de estudio. Para esto se contó con valores por dientes conocidas y los resultados de las variables dependientes día para el año 2013 con los datos de cuatro estaciones: a) Esta- para cada parámetro, los cuales fueron el 8 y 24 de julio, 25 de ción Quinta Lupita, localizada en latitud 28º 26`49.4” y longitud agosto, 10 de septiembre, 28 de octubre y 13 de noviembre. 106º 52`39.9”; b) Estación Zona Dorada, latitud 28º 24`49.2” y lon- Dado que se buscó una relación directa entre la precipitación y gitud 106º 49`42.1”; c) Estación Álvaro Obregón Rubio, latitud 28º el área de inundación de manera temporal, se parte de la pre- 45`56.6” y longitud 106º 55`03.3”, y d) Estación San José de la He- misa de que no toda el agua que precipita se evapora, es por rradura, latitud 28º 24`49.2” y longitud 107º 00`54.2” (Figura 5). Se ello que se calculó la precipitación media acumulada y se ajustó, obtuvo la precipitación promedio de cada una de las cuatro es- usando regresión polinomial, una función de quinto grado, taciones meteorológicas. dónde la variable independiente es la precipitación en milímetros y la variable dependiente es el área de la inundación en kilóme- tros cuadrados.

Análisis espacial del volumen de agua precipitada

Considerando el área total de la Cuenca Hidrológica de la La- guna de Bustillos, se estimó la superficie que ocupa cada esta- ción meteorológica dentro de la cuenca y asimismo el volumen de lluvia que aporta cada una de ellas. Mediante la utilización 82 de polígonos de Thiessen se obtuvieron las cartografías con el área en km2 que ocupa cada estación dentro de la cuenca y otra con el volumen de lluvia en hm3 que aporta cada estación dentro de la misma cuenca.

Figura 4. Ubicación de las 4 estaciones meteorológicas.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Después se agregó un campo en la tabla de atributos lla- Relación entre precipitación y área mado “área” y a través del comando Calculate Geometry se Para establecer una relación puntual entre la precipitación y las realizó el cálculo en metros cuadrados para cada imagen. Luego imágenes de satélite, se calculó la precipitación quincenal ha- se realizó el mismo procedimiento para calcular el perímetro para ciendo el corte para la fecha de cada imagen disponible. Luego cada imagen en metros. se obtuvo la media aritmética de las cuatro estaciones para los periodos estipulados. Cabe mencionar que para las imágenes que no fue posible aplicar la corrección atmosférica, se utilizó la Análisis temporal de la precipitación función trend de Microsoft Excel, que permite estimar valores fal- Por medio de Unifrut se obtuvieron los datos de precipitación tantes con base en el comportamiento de las variables indepen- anual para el área de estudio. Para esto se contó con valores por dientes conocidas y los resultados de las variables dependientes día para el año 2013 con los datos de cuatro estaciones: a) Esta- para cada parámetro, los cuales fueron el 8 y 24 de julio, 25 de ción Quinta Lupita, localizada en latitud 28º 26`49.4” y longitud agosto, 10 de septiembre, 28 de octubre y 13 de noviembre. 106º 52`39.9”; b) Estación Zona Dorada, latitud 28º 24`49.2” y lon- Dado que se buscó una relación directa entre la precipitación y gitud 106º 49`42.1”; c) Estación Álvaro Obregón Rubio, latitud 28º el área de inundación de manera temporal, se parte de la pre- 45`56.6” y longitud 106º 55`03.3”, y d) Estación San José de la He- misa de que no toda el agua que precipita se evapora, es por rradura, latitud 28º 24`49.2” y longitud 107º 00`54.2” (Figura 5). Se ello que se calculó la precipitación media acumulada y se ajustó, obtuvo la precipitación promedio de cada una de las cuatro es- usando regresión polinomial, una función de quinto grado, taciones meteorológicas. dónde la variable independiente es la precipitación en milímetros y la variable dependiente es el área de la inundación en kilóme- tros cuadrados.

Análisis espacial del volumen de agua precipitada

Considerando el área total de la Cuenca Hidrológica de la La- guna de Bustillos, se estimó la superficie que ocupa cada esta- ción meteorológica dentro de la cuenca y asimismo el volumen de lluvia que aporta cada una de ellas. Mediante la utilización de polígonos de Thiessen se obtuvieron las cartografías con el 83 área en km2 que ocupa cada estación dentro de la cuenca y otra con el volumen de lluvia en hm3 que aporta cada estación dentro de la misma cuenca.

Figura 4. Ubicación de las 4 estaciones meteorológicas.

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Resultados

Análisis temporal del comportamiento del área de inundación

El análisis de las imágenes satelitales permitió evaluar quincena con quincena el crecimiento del área de inundación de la La- guna de Bustillos en la región de Anáhuac, Chihuahua, facili- tando así el entendimiento de la recuperación de dicho cuerpo de agua, adquiriendo datos espaciales y cuantitativos de su crecimiento. La obtención de 11 cartografías para los diferentes periodos permite realizar una comparación visual de los resultados, como se muestra en la serie de figuras de la 5 a la 15; se aprecia claramente que para la imagen del 21 de mayo de 2013 (Figura 7) el área de inundación alcanzó el mínimo, del periodo de estudio, mientras que en la imagen del 26 de septiembre obtuvo la mayor área de inundación (Figura 11) y en las imágenes poste- riores se mantuvieron estables con cambios mínimos del área de inundación.

Figura 5. Área de inundación 19 de abril 84 Figura 6. Área de inundación 5 de mayo

Figura 7. Área de inundación 21 de mayo

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Resultados

Análisis temporal del comportamiento del área de inundación

El análisis de las imágenes satelitales permitió evaluar quincena con quincena el crecimiento del área de inundación de la La- guna de Bustillos en la región de Anáhuac, Chihuahua, facili- tando así el entendimiento de la recuperación de dicho cuerpo de agua, adquiriendo datos espaciales y cuantitativos de su crecimiento. La obtención de 11 cartografías para los diferentes pe- Figura 11. Área de inundación 26 de septiembre riodos permite realizar una comparación visual de los resultados, Figura 12. Área de inundación 12 de octubre como se muestra en la serie de figuras de la 5 a la 15; se aprecia Figura 13. Área de inundación 29 de noviembre claramente que para la imagen del 21 de mayo de 2013 (Figura 7) el área de inundación alcanzó el mínimo, del periodo de estudio, mientras que en la imagen del 26 de septiembre obtuvo la mayor área de inundación (Figura 11) y en las imágenes poste- riores se mantuvieron estables con cambios mínimos del área de inundación.

Figura 14. Área de inundación 15 de diciembre

Figura 15. Área de inundación 31 de diciembre

Análisis temporal de precipitación

En el Cuadro 2 se indica la fecha de cada imagen, el área de Figura 5. Área de inundación 19 de abril 2 inundación en km y la respectiva precipitación media acumu- 85 Figura 6. Área de inundación 5 de mayo lada, también se puede observar cómo esta última se comporta

Figura 7. Área de inundación 21 de mayo de una manera similar al área de inundación.

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Cuadro 2. Relación de la superficie (km2) en el área de inundación de la Laguna de Bustillos en función de las imágenes de satélite, por fecha, durante el ciclo 2013.

Precipitación Área Fecha por quincena media acumu- Figura Km2 lada mm 19 de abril 2013 0,55 0,03 Figura 5 05 de mayo 2013 0,42 0,40 Figura 6 21 de mayo 2013 0,32 6,88 Figura 7 06 de junio 2013 0,43 10,25 Figura 8 22 de junio 2013 1,31 19,33 Figura 9 08 de julio 2013 1,57 38,90 No se pudo corregir 24 de julio 2013 7,21 152,25 No se pudo corregir 09 de agosto 2013 88,28 256,73 Figura 10 25 de agosto 2013 97,06 411,18 No se pudo corregir 10 de septiembre 2013 96,66 460,40 No se pudo corregir 26 de septiembre 2013 97,65 480,35 Figura 11 12 de octubre 2013 96,87 480,73 Figura 12 28 de octubre 2013 96,31 508,73 No disponible 13 de noviembre 2013 96,17 526,45 No disponible 29 de noviembre 2013 96,34 533,95 Figura 13 15 de diciembre 2013 95,86 536,63 Figura 14 31 de diciembre 2013 96,47 591,40 Figura 15 Fuente: elaboración propia

Como se observa, la primera etapa se representa del 19 de abril al 6 de junio donde se muestra el área más pobre de inun- dación; la segunda etapa fue del 22 de junio al 24 de julio, cuando tuvo una ligera recuperación el área de inundación; en la tercera etapa, del 9 de agosto al 10 de septiembre, fue donde se disparó considerablemente el área de inundación; y la etapa final, del 12 de octubre al 31 de diciembre, el área se mantuvo de manera similar. 86 Al establecer la relación algebraica entre estas dos variables, se obtuvo la ecuación 1.

y = -7.486971801E^(-13) x^5+1〖.373644892E〗^(-8) x^4- 1.7233080908E^(-5) x^3+0.006755063344x^2- 0.5573732791x + 4.690308212

Donde: X es la precipitación media acumulada y Y es el área de inundación

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Cuadro 2. Relación de la superficie (km2) en el área de inundación de la La representación gráfica del evento se puede apreciar en Laguna de Bustillos en función de las imágenes de satélite, por fecha, la Figura 16, la cual se ajustó a un modelo de quinto grado, con durante el ciclo 2013. un coeficiente de determinación muy alto (r²=0.9908). Precipitación Área Fecha por quincena media acumu- Figura Km2 lada mm 19 de abril 2013 0,55 0,03 Figura 5 05 de mayo 2013 0,42 0,40 Figura 6 21 de mayo 2013 0,32 6,88 Figura 7 06 de junio 2013 0,43 10,25 Figura 8 22 de junio 2013 1,31 19,33 Figura 9 08 de julio 2013 1,57 38,90 No se pudo corregir 24 de julio 2013 7,21 152,25 No se pudo corregir 09 de agosto 2013 88,28 256,73 Figura 10 25 de agosto 2013 97,06 411,18 No se pudo corregir 10 de septiembre 2013 96,66 460,40 No se pudo corregir 26 de septiembre 2013 97,65 480,35 Figura 11 12 de octubre 2013 96,87 480,73 Figura 12 28 de octubre 2013 96,31 508,73 No disponible 13 de noviembre 2013 96,17 526,45 No disponible 29 de noviembre 2013 96,34 533,95 Figura 13 15 de diciembre 2013 95,86 536,63 Figura 14 31 de diciembre 2013 96,47 591,40 Figura 15 Figura 16. Representación gráfica y relación estadística entre el Fuente: elaboración propia crecimiento del área de inundación en la Laguna de Bustillos con el agua de lluvia ciclo 2013.

Como se observa, la primera etapa se representa del 19 de abril al 6 de junio donde se muestra el área más pobre de inun- Análisis espacial del volumen de agua precipitada dación; la segunda etapa fue del 22 de junio al 24 de julio, De este análisis se obtuvo el Cuadro 3, donde se observa que la cuando tuvo una ligera recuperación el área de inundación; en estación Álvaro Obregón, “Rubio”, es la que más influencia la tercera etapa, del 9 de agosto al 10 de septiembre, fue donde ejerce sobre la cuenca con un área de 1970.07 km2 y una preci- se disparó considerablemente el área de inundación; y la etapa pitación anual de 388.6 mm; debido a esto es la que más volu- final, del 12 de octubre al 31 de diciembre, el área se mantuvo men aporta con 765.83 hm3 de lluvia por año. La que menos inde manera similar. fluencia ocupa es la estación de Quintas Lupitas, con un área de 87 Al establecer la relación algebraica entre estas dos varia- 397.34 km2; con una precipitación anual de 443.8 mm es la que bles, se obtuvo la ecuación 1. menos volumen de lluvia aporta dentro de la cuenca con 176.34 hm3 por año. y = -7.486971801E^(-13) x^5+1〖.373644892E〗^(-8) x^4- 1.7233080908E^(-5) x^3+0.006755063344x^2-

0.5573732791x + 4.690308212

Donde: X es la precipitación media acumulada y Y es el área de inundación

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Cuadro 3. Registro del volumen de agua de lluvia ocurrido durante el ciclo 2013, dentro de la cuenca hidrológica, Laguna de Bustillos.

Volu- Porcen- Área Precipita- men taje de Estación Latitud Longitud (Km2) ción (mm) (hm3) contribu-

ción

Quintas Lupita 28,44705556 106,87775 443,8 397.344 176.341 12%

211.071 Zona Dorada 28,41366667 106,8283611 421,5 500.761 15%

Álvaro Obregón 1970.75 765.833 28,76572222 106,9175833 388,6 60% “Rubio” 0 San José de La 204.215 13% 28,41366667 107,0150556 475,7 429.294 Herradura Fuente: elaboración propia

En las cartografías que se obtuvieron mediante este método, se puede observar el área en km2 que ocupa cada estación dentro de la cuenca (Figura 17) y otra con el volumen de lluvia en hm3 (Figura 18).

Figura 17.- Área en km2 en cada estación 2013.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Cuadro 3. Registro del volumen de agua de lluvia ocurrido durante el ciclo 2013, dentro de la cuenca hidrológica, Laguna de Bustillos.

Volu- Porcen- Área Precipita- men taje de Estación Latitud Longitud (Km2) ción (mm) (hm3) contribu-

ción

Quintas Lupita 28,44705556 106,87775 443,8 397.344 176.341 12%

211.071 Zona Dorada 28,41366667 106,8283611 421,5 500.761 15%

Álvaro Obregón 1970.75 765.833 28,76572222 106,9175833 388,6 60% “Rubio” 0 San José de La 204.215 13% 28,41366667 107,0150556 475,7 429.294 Herradura Fuente: elaboración propia

En las cartografías que se obtuvieron mediante este método, se puede observar el área en km2 que ocupa Figura 18. Área en hm3 en cada estación 2013. cada estación dentro de la cuenca (Figura 17) y otra con el volumen de lluvia en hm3 (Figura 18). Validación de resultados

Con el propósito de comparar la exactitud de los resultados obtenidos en la sección “Análisis temporal de precipitación”, se obtuvo la precipitación total en la cuenca, pero esta vez, en lugar de usar la media aritmética (PMA cuadro 4), se utilizaron los valores de porcentaje (PPC) de contribución para cada estación obtenidos en la sección “Análisis espacial del volumen de agua precipitada” (ver cuadro 3). Al multiplicar a la precipitación quincenal de cada estación por el porcentaje de contribución de la misma, se obtuvo la precipitación por quincena para toda la cuenca, luego la precipitación acumulada de la misma manera, 89 cuyos valores se muestran en el cuadro 4.

Se aprecia que se obtienen valores muy cercanos entre los obtenidos en la columna PMA. Esto induce la idea de que el mé- todo expuesto en ambas secciones es adecuado para la estima- ción de la precipitación aun cuando se desconoce la posición

de las estaciones meteorológicas que pudieran contribuir a de- Figura 17.- Área en km2 en cada estación 2013. terminada cuenca y el área de influencia de la misma.

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Por otra parte, al aplicar la ecuación de quinto grado a la precipitación acumulada calculada por media aritmética (PMA) y a la precipitación acumulada calculada por porcentaje de contribución (PPC), se obtienen valores área muy cercanos a las áreas medidas en las imágenes de satélite, esto se aprecia claramente también en cuadro 4.

Para apreciar claramente la idea anterior, se muestra la figura 19, donde se grafica el área en km2 contra la precipita- ción. Se usa la precipitación PMA y la precipitación PPC, ade- más se muestra el área obtenida. Se puede observar que las gráficas son muy cercanas entre sí.

Cuadro 4. Validación de resultados

Precipitación Precipitación acumulada Validación Validación acumulada por porcen- Área me- de la de la por media Fecha taje de contri- dida ecuación ecuación aritmética bución km2 con PMA con PPC mm mm km2 km2 (PMA) (PPC) 19 de abril 2013 0.025 0.02 0.555556 4.6778903 4.6819491 05 de mayo 2013 0.4 0.24 0.422856 4.4699396 4.4684386 21 de mayo 2013 6.875 4.69 0.328949 1.1733901 1.1720773 06 de junio 2013 10.25 8.68 0.438143 -0.3302579 -0.3314766 22 de junio 2013 19.325 19.87 1.316131 -3.6797128 -3.6806932 08 de julio 2013 38.9 41.21 1.6126262 -7.7522478 -7.7527879 24 de julio 2013 152.25 146.39 7.5835399 22.913012 22.912874 09 de agosto 2013 256.725 234.73 88.282362 74.055858 74.053108 25 de agosto 2013 411.175 389.35 96.7867 103.42329 103.4136 10 de septiembre 2013 460.4 437.96 96.586263 99.853336 99.841099 26 de septiembre 2013 480.35 453.99 97.658825 97.750602 97.737294 12 de octubre 2013 480.725 454.85 96.873906 97.71083 97.697502 28 de octubre 2013 508.725 482.89 96.280851 95.004886 94.99001 13 de noviembre 2013 526.45 496.81 96.196768 93.871886 93.855995 90 29 de noviembre 2013 533.95 503.92 96.343583 93.618059 93.601728 15 de diciembre 2013 536.625 506.49 95.864465 93.567285 93.550795 31 de diciembre 2013 591.4 548.61 96.478614 99.287874 99.267866 Fuente: elaboración propia

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Por otra parte, al aplicar la ecuación de quinto grado a la precipitación acumulada calculada por media aritmética (PMA) y a la precipitación acumulada calculada por porcentaje de contribución (PPC), se obtienen valores área muy cercanos a las áreas medidas en las imágenes de satélite, esto se aprecia claramente también en cuadro 4.

Cuadro 4. Validación de resultados

Precipitación Precipitación acumulada Validación Validación acumulada por porcen- Área me- de la de la por media Fecha taje de contri- dida ecuación ecuación aritmética bución km2 con PMA con PPC mm mm km2 km2 Figura 19. Área en función de precipitación. (PMA) (PPC) 19 de abril 2013 0.025 0.02 0.555556 4.6778903 4.6819491 Conclusiones 05 de mayo 2013 0.4 0.24 0.422856 4.4699396 4.4684386 21 de mayo 2013 6.875 4.69 0.328949 1.1733901 1.1720773 La CNA (2003) puntualiza que existen notables ejemplos de fenó- 06 de junio 2013 10.25 8.68 0.438143 -0.3302579 -0.3314766 22 de junio 2013 19.325 19.87 1.316131 -3.6797128 -3.6806932 menos como en la Laguna de Mayrán, en Torreón, Coahuila, que 08 de julio 2013 38.9 41.21 1.6126262 -7.7522478 -7.7527879 está a punto de desaparecer por la falta de escurrimientos de las 24 de julio 2013 152.25 146.39 7.5835399 22.913012 22.912874 09 de agosto 2013 256.725 234.73 88.282362 74.055858 74.053108 montañas que retienen las presas, y por la escasez de lluvias de- 25 de agosto 2013 411.175 389.35 96.7867 103.42329 103.4136 bido a que se alteró el microclima de la región. Con base en los 10 de septiembre 2013 460.4 437.96 96.586263 99.853336 99.841099 26 de septiembre 2013 480.35 453.99 97.658825 97.750602 97.737294 resultados obtenidos en este trabajo, se puede decir que debido 12 de octubre 2013 480.725 454.85 96.873906 97.71083 97.697502 al comportamiento de las precipitaciones en años pasados (Fi- 28 de octubre 2013 508.725 482.89 96.280851 95.004886 94.99001 13 de noviembre 2013 526.45 496.81 96.196768 93.871886 93.855995 gura 7), la Laguna de Bustillos presenta un fenómeno similar al 29 de noviembre 2013 533.95 503.92 96.343583 93.618059 93.601728 mencionado por el autor, ya que el área de inundación alcanzó 91 15 de diciembre 2013 536.625 506.49 95.864465 93.567285 93.550795 31 de diciembre 2013 591.4 548.61 96.478614 99.287874 99.267866 niveles muy bajos en el primer cuatrimestre del año 2013. El aná- Fuente: elaboración propia lisis general de la información a través de las imágenes Landsat permitió registrar que el embalse creció de manera muy rápida, ya que para el 9 de agosto, del 2013, con 256.73 mm de lluvia promedio acumulada ya se había cubierto el 90 % del área total 2 de inundación (área = 88.28 km ), respecto al crecimiento total 2 máximo de la misma (área= 97.65 km ), el cual ocurrió el 26 de septiembre de 2013, cuando se habían registrado 480.35 mm de

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 lluvia promedio acumulada, como se observa en el cuadro 3, y que para el 31 de diciembre de 2013, la reducción en el área de inundación fue de tan solo el 2% (96.47 km2), con un total de pre- cipitación promedio acumulada de 591.40 mm, cantidad que su- pera en un 24 % el promedio general histórico que es de 450 mm por año.

De acuerdo con Gómez y De la Lanza (2010), en un estudio similar, las variaciones y cambios importantes que en la laguna de Tecocomulco y la subcuenca a la que pertenece, han expe- rimentado fenómenos similares a estos en los últimos 30 años y están fuertemente relacionados con los fenómenos meteorológi- cos tales como El Niño y La Niña.

Relacionado con el tema, Ortiz y Amado (2001), durante la primavera-verano de 1992, hicieron un estudio de campo utilizando el cultivo de maíz con el propósito de registrar la factibili- dad de usar el agua de la Laguna de Bustillos para producir grano en cantidad comercial cuya calidad permita el consumo humano. Los resultados indicaron rendimientos máximos de 5.0 t ha-1, de grano, sin que la producción de forraje presentara con- centraciones elevadas de elementos pesados como Plomo, Cadmio, Níquel, Cromo, y Cobalto. Los principales usos de esta laguna son agrícolas y ganaderos, y esto obviamente muestra re- percusiones serias en la economía de la región.

La citada reducción de precipitaciones llevó consigo una severa limitación de los volúmenes almacenados en el área de inundación de la Laguna de Bustillos, pero en el año 2013 incre- mentó de una manera muy notable por medio de la precipita- 92 ción de ese año. Cabe mencionar que influye mucho la gran ex- tensión de la cuenca y que la mayor parte del agua no se infiltra —longitud promedio de 16.5 km, un ancho de 7.5 km, una profundidad media de 1.2 m, según Amado et al., (1999).

De acuerdo con la evolución temporal del área de inunda- ción, se pudo comprobar que la cuenca hidrográfica que drena hacia la Laguna de Bustillos tiene un grado de respuesta a las precipitaciones muy elevado, lo cual se relaciona con una

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN lluvia promedio acumulada, como se observa en el cuadro 3, y incipiente cubierta vegetal en las sierras y piedemontes, lo cual que para el 31 de diciembre de 2013, la reducción en el área de incrementa la respuesta a la precipitación, una baja infiltración y inundación fue de tan solo el 2% (96.47 km2), con un total de pre- graves problemas de erosión. En relación a la metodología apli- cipitación promedio acumulada de 591.40 mm, cantidad que su- cada, se observa que resulta muy sencilla y pertinente en estima- pera en un 24 % el promedio general histórico que es de 450 mm ción de áreas de inundación conociendo solamente la precipi- por año. tación en un periodo determinado, con la limitante de que este método parte de la idea de que se estima una precipitación acu- De acuerdo con Gómez y De la Lanza (2010), en un estudio mulada, por lo que se requiere que dicho periodo sea amplio. similar, las variaciones y cambios importantes que en la laguna de Tecocomulco y la subcuenca a la que pertenece, han expe- rimentado fenómenos similares a estos en los últimos 30 años y Bibliografía están fuertemente relacionados con los fenómenos meteorológi- cos tales como El Niño y La Niña. Alatorre, L. C., & Beguería, S. (2009). Identificación de zonas de erosión activa y áreas de riesgo mediante teledetección: un Relacionado con el tema, Ortiz y Amado (2001), durante la ejemplo en un paisaje de cárcavas sobre margas en el piri- primavera-verano de 1992, hicieron un estudio de campo utili- neo central español. Cuadernos de Investigación Geográ- zando el cultivo de maíz con el propósito de registrar la factibili- fica, 171-194. dad de usar el agua de la Laguna de Bustillos para producir grano en cantidad comercial cuya calidad permita el consumo Amado A., J. P., V. D. Solano R. y P. Ortiz F. (1999). Producción de humano. Los resultados indicaron rendimientos máximos de 5.0 t fríjol bajo diferentes dosis de fertilización nitrogenada y fosfó- ha-1, de grano, sin que la producción de forraje presentara con- rica usando agua residual en Bustillos, Chihuahua, TERRA, vol. centraciones elevadas de elementos pesados como Plomo, 17, no. 2, pp. 337-344. Sociedad Mexicana de la Ciencia del Cadmio, Níquel, Cromo, y Cobalto. Los principales usos de esta Suelo, Chapingo Estado de México. laguna son agrícolas y ganaderos, y esto obviamente muestra re- Amado A., J. P. y P. Ortiz F. (2001). Consecuencia de la fertilización percusiones serias en la economía de la región. nitrogenada y fosfórica sobre la producción de avena irri- La citada reducción de precipitaciones llevó consigo una gada con agua residual. TERRA, vol. 19, no. 2, pp. 175-182. severa limitación de los volúmenes almacenados en el área de Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, Chapingo Es- inundación de la Laguna de Bustillos, pero en el año 2013 incre- tado de México. mentó de una manera muy notable por medio de la precipita- Comisión Nacional del Agua (1996). Programa hidráulico de gran ción de ese año. Cabe mencionar que influye mucho la gran ex- 93 visión del Estado de Chihuahua 1996-2020. Edición, tensión de la cuenca y que la mayor parte del agua no se infiltra Chihuahua, México. 482 p. —longitud promedio de 16.5 km, un ancho de 7.5 km, una profundidad media de 1.2 m, según Amado et al., (1999). Comisión Nacional del Agua (1989). Dictamen técnico del diag- nóstico preliminar del posible aprovechamiento de la La- De acuerdo con la evolución temporal del área de inunda- guna de Bustillos para uso agrícola. Cuauhtémoc, Chih. ción, se pudo comprobar que la cuenca hidrográfica que drena hacia la Laguna de Bustillos tiene un grado de respuesta a las Comisión Nacional del Agua (1991). Actualización del estudio precipitaciones muy elevado, lo cual se relaciona con una geohidrológico, políticas de operación y proyecto de

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 manejo del acuífero del Valle de Cuauhtémoc, Chihuahua, Comisión Nacional del Agua. Contrato CNA-GRN-90-009, 186 pp.

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GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN manejo del acuífero del Valle de Cuauhtémoc, Chihuahua, Roble núm. 101, Fracc. El Roble, C.P. 31579, Cuauhtémoc, Comisión Nacional del Agua. Contrato CNA-GRN-90-009, Chihuahua, México. 186 pp. Gómez, G., De la lanza, G. (2010). Laguna de Tecocomulco y sus Comisión Nacional del Agua (2003). “Estadísticas del agua en variables climáticas, hidrológicas y de vegetación a través México.” 1ª Ed. México D.F. Comisión Nacional del Agua-Co- de imágenes de satélite, en R. Sánchez G.: Estudios sobre los legio de Posgraduados. 2007. Plan director: Unión de Asocia- remanentes de cuerpos de agua en la cuenca de México, ciones de Usuarios de Aguas Subterráneas del Acuífero de México, UNAM. Cuauhtémoc, Chihuahua, S. de R.L. de I.P. de C.V., Comisión Hernández, M.E., Carrasco, G., Alfaro G. (2007). Mitos y realidades Nacional del Agua. de la sequía en México, Instituto de Geografía, UNAM, Mé- Comisión Nacional del Agua (2009). Actualización de la Disponi- xico, pp. 88. bilidad Media Anual de Agua Subterránea Acuífero (0805) IAASTD (2008). Executive Summary of the synthesis Report of the Cuauhtémoc, Estado de Chihuahua, Comisión Nacional del International Assessment of Agricultural Knowledge, Science Agua. Recuperado de http://www.conagua.gob.mx. and Technology for Development (IAASTD). Intergovernmen- Comisión Nacional del Agua 2010. Registro Público de Derechos tal Plenary in Johannesburg, South Africa. de Agua, Comisión Nacional del Agua. Recuperado el 15 de Lizárraga C., C., J. Sabori, J. C. Rodríguez, J. A. Saiz H., C. Watts Octubre de 2010, de www.conagua.gob.mx. (2010). Tendencias del Sistema Monzón Norteamericano en Esteller, M.V., Quentin, E., Díaz, 2003. Uso de sistemas de informa- México. En: González Barrios, J. L., I. Sánchez Cohen (Dir.). ción geográfica (SIG) para la determinación de parámetros Manejo comparado en cuencas hidrológicas. Incertidumbre utilizados en la construcción de mapas de vulnerabilidad de climática, vulnerabilidad ecológica y conflicto social. Edicio- acuíferos, Centro Interamericano de Recursos del Agua-Fa- nes de la Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, la Red cultad de Ingeniería. Universidad Autónoma del Estado de Temática del Agua Conacyt y la Red Nacional de Innova- México. Cerro Coatepec S/N; C.U. 50130 Toluca, Estado de ción Agua y Suelo del INIFAP. Torreón, Coahuila, México, 282 México. pp.

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DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 Latinoamericana, vol. 31, núm. 3. pp. 167-180 Sociedad Me- xicana de la Ciencia del Suelo, A.C. Chapingo, México.

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GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Latinoamericana, vol. 31, núm. 3. pp. 167-180 Sociedad Me- Anexos xicana de la Ciencia del Suelo, A.C. Chapingo, México. • Los lagos más grandes del mundo son el Baikal, en Asia Oswald, S. U. (2011). Elementos de climatología física. In: I. Sán- (contiene 18% del agua que se acumula en los lagos), el chez C., G. Díaz P., Ma T. Cavazo P., G. R. Granados R., y E. Tangañica (16%) y el Nyasa o Malawi, en África (10%) y el Gómez R. (eds). Elementos para entender el cambio climá- Superior en Canadá-Estados Unidos (10%). tico y sus impactos. Universidad Autónoma Metropolitana- • Estudios preliminares señalan la existencia en México de INIFAP- UNAM-Medio Ambiente y Ecología-CICESE-Miguel cerca de 12 mil cuerpos de agua que representan en Ángel Porrúa. pp. 5-10. conjunto 862 mil hectáreas inundadas (Cadena et al., Quintana, R.M., Soto, G., Rubio, H.A., Espinoza, J.R., Holguín, C.L., inédito). Destacan cerca de 70 lagos, cuyas extensiones Camarillo, J.A. (2014). Evaluación de parámetros físicoquími- varían entre 1000 y más de 10000 ha, y cubren en con- cos y contenido de metales en sedimentos de la Laguna de junto un área de 370891 ha (66% corresponde a embalses Bustillos en Chihuahua, México., Ciencia en la frontera: re- mayores de 10000 ha) De la Lanza y García 2002. El lago vista de ciencia y tecnología de la UACJ, vol. 12, pp. 37-45. Chapala, en Jalisco, es el mayor en México, seguido en importancia por los de Cuitzeo y Pátzcuaro en Michoa- Reyes, V.M. y Núñez, D. (2012). Implementation of the Drought cán y Guanajuato, Catemaco en Veracruz, Tequesqui- Monitoring System in Northwest Mexico. Investigation Center tengo en Morelos y Nabor Carrillo en México (CNA, 2004), on the Drought of the Institute of Ecology A.C. además del Catazaja en Chiapas, Del Corte en Campe- Rodríguez, P. J., Giddings L., Gadsden, H., Boken, K. (2005). “Agri- che, Babícora y Bustillos en Chihuahua, entre otras. cultural Drought in North-Central Mexico”, en: A Comprehen- • El agua es un asunto de seguridad nacional y debe tras- sive Book on Drought, Monitoring and Predicting Agricultural cender los intereses de grupo o individuales. Este aspecto Droughts: A Global Study. Oxford University Press. mejorará en la medida en que la sequía se aprecie como United States Geological Survey (USGS). Fecha de consulta. Di- un fenómeno natural inevitable, impredecible, progresivo ciembre 18 2012.http://earthexplorer.usgs.gov. y con frecuencia severo; y de que se tenga conciencia de que es el déficit y la demanda no satisfecha de ca- Wei, X., C. Declan, L. Erda, X., Yinlong, J. Hui, J. Jinhe, H. Lan and rácter antropogénico, lo que puede ocasionar el desas- Li Yan (2009). Future cereal production in china: the interac- tre, que no es natural. tion of climate change, water availability and Socio-eco- nomicscenarios. Global Environmental Change, 19: 34-44. • En la actualidad son varios factores que provocan la es- 97 casez del agua. El cambio climático es el que afecta a World Resource Institute (1990). World Resource 1990-1991: a re- todo el mundo, ya que en tiempos de lluvia no llueve lo port, The United Nations Development Programme, Oxford suficiente, ocasionando problemas mayores a la agricul- University, New York. tura, ganadería, etcétera. Sin embargo, no es el único que afecta, de ahí se le suman la deforestación con el propósito de tener más lugar libre, ocasionando basura

de raíces y hojas que de una manera u otra determina el cauce de los ríos; la contaminación de grandes industrias

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013 que lanzan miles de millones de litros cúbicos de gases, líquidos y desperdicios tóxicos al medio ambiente provo- cando con esto reacciones que repercuten negativa- mente en la lluvia; en la actualidad el factor del crecimiento de la población en zonas urbanas es mucho mayor que en otros años.

Se obtuvieron las gráficas de los resultados.

Se graficaron los datos de precipitación en cada fecha de imagen para cada una de las 4 estaciones.

Anexo 1. Gráfica de precipitación zona dorada.

98 Anexo 2. Gráfica de precipitación Álvaro Obregón.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN que lanzan miles de millones de litros cúbicos de gases, líquidos y desperdicios tóxicos al medio ambiente provo- cando con esto reacciones que repercuten negativa- mente en la lluvia; en la actualidad el factor del crecimiento de la población en zonas urbanas es mucho mayor que en otros años.

Se obtuvieron las gráficas de los resultados.

Se graficaron los datos de precipitación en cada fecha de imagen para cada una de las 4 estaciones. Anexo 3. Gráfica de precipitación Quinta Lupita.

Anexo 1. Gráfica de precipitación zona dorada. Anexo 4. Gráfica de precipitación San José De La Herradura.

Anexo 2. Gráfica de precipitación Álvaro Obregón. 99

Anexo 5. Gráfica de precipitación media de las 4 estaciones.

DINÁMICA DEL CRECIMIENTO DEL ÁREA DE INUNDACIÓN DE LA LAGUNA DE BUSTILLOS UTILIZANDO IMÁGENES LANDSAT PARA EL AÑO 2013

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN

Prospección de indicadores de respuesta frente al abatimiento del acuífero, una exploración entre menonitas y mestizos de la región de Cuauhtémoc, Chihuahua

Jessica Iveth Cera Campos Luis Carlos Bravo Peña Luis Carlos Alatorre Cejudo Ramón Leopoldo Moreno Murrieta María Elena Torres Olave

Resumen

En el estado de Chihuahua se han registrado periodos prolonga- dos de escasez de agua desde el año 2003. Una de las regiones más afectadas es el municipio de Cuauhtémoc, en el centro del territorio estatal. Este destaca nacionalmente por su producción agrícola y es habitado por menonitas y mestizos, quienes tienen diferentes habilidades de producción y maneras de trabajar la tierra. Ambos grupos sociales han enfrentado la escasez de agua con estrategias defensivas que tienen un trasfondo cultural y que revelan formas distintas de construir el paisaje. Dichas formas deben considerarse para la gestión adecuada de los recursos hídri- cos, por ello el objetivo de este trabajo fue generar una cartogra- fía del espacio agrícola construido por estos grupos sociales, para identificar sus condiciones de vulnerabilidad frente a la escasez de agua. El método para elaborar esta cartografía fue mapear y medir rasgos territoriales, vinculados con: las condiciones del

101 medio físico, la presión ejercida sobre los recursos hídricos y el balance entre estos factores. Los resultados generados sugieren que el espacio construido por ambos grupos refleja sus condiciones de vulnerabilidad a la escasez de agua, por lo que algunos indicadores aquí utilizados pueden enriquecer la construcción de cartografías para medir este rasgo social.

Palabras clave: escasez de agua, cartografía, vulnerabilidad, recursos hídricos.

Abstract

Chihuahua state has suffered prolonged periods of water short- age since year 2003. One of the most affected regions is Cuauhtémoc municipality, located in the central region of the state. This town stands out nationally for its agricultural production, and it’s populated by Mennonites and mestizos, with different agricultural production skills and ways of working the land. Both social groups have faced water shortages defensive strategies that have a cultural background, and that reveal different ways to build the landscape. Such forms should be considered for the proper management of water resources, so that the objective of this work was to generate a map of the agricultural space built by these social groups, to identify their conditions into the vulnerability to water scarcity. This mapping was derived from measurable territorial features, related to: the conditions of the physical environment, the pressure on water resources, and the existing balance between these factors. The generated results suggest that 102 the space built by the two groups reflects their conditions of vulnerability to water scarcity. So, some of the indicators used herein, can enhance the construction of maps to measure this social trait.

Keywords: water scarcity, mapping, vulnerability, hydric resources.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN medio físico, la presión ejercida sobre los recursos hídricos y el ba- Introducción lance entre estos factores. Los resultados generados sugieren que La escasez de agua es un fenómeno natural y complejo que el espacio construido por ambos grupos refleja sus condiciones afecta a gran cantidad de personas. Se caracteriza principal- de vulnerabilidad a la escasez de agua, por lo que algunos indi- mente porque su extensión se da de manera irregular a través del cadores aquí utilizados pueden enriquecer la construcción de tiempo y el espacio, y sus fenómenos son acumulativos, es decir, cartografías para medir este rasgo social. pueden permanecer aun después de la culminación del evento Palabras clave: escasez de agua, cartografía, vulnerabili- (Wilhite, 2000). Este fenómeno se ha presentado con mayor fre- dad, recursos hídricos. cuencia en las últimas décadas, sobre todo en aquellas zonas que, por la combinación de distintos factores de tipo natural y

antropogénico, se muestran susceptibles, afectando a los siste- Abstract mas presentes. Tal es el caso del estado de Chihuahua, que en la actualidad padece una de las peores crisis de disponibilidad de Chihuahua state has suffered prolonged periods of water short- agua, fenómeno causado por la combinación de distintos ele- age since year 2003. One of the most affected regions is mentos, lo que ha situado al acervo del recurso hídrico (superfi- Cuauhtémoc municipality, located in the central region of the cial y subterráneo) en una situación alarmante, conllevando de state. This town stands out nationally for its agricultural production, forma natural a una serie de problemas socioeconómicos (Reyes and it’s populated by Mennonites and mestizos, with different ag- et al., 2009). ricultural production skills and ways of working the land. Both social groups have faced water shortages defensive strategies that Esto se sustenta con la información capturada de 1993 a have a cultural background, and that reveal different ways to 2004, donde se observa claramente cómo la precipitación pre- build the landscape. Such forms should be considered for the senta una disminución, llegando incluso a exhibir valores menores proper management of water resources, so that the objective of al promedio histórico, dejando al estado en una situación vulne- this work was to generate a map of the agricultural space built by rable (Wilhite, 2000; Semarnat, 2011). Además de ello, la acumu- these social groups, to identify their conditions into the vulnerabil- lación de estragos inducidos por la falta del agua, provocó en el ity to water scarcity. This mapping was derived from measurable año 2011 que la superficie sembrada se redujera prácticamente territorial features, related to: the conditions of the physical envi- a la mitad por causas del desfase de las lluvias estivales, situación ronment, the pressure on water resources, and the existing bal- agravada por la insistencia de seguir utilizando tierras de bajo po- ance between these factors. The generated results suggest that tencial productivo o de productividad marginal (Giner et al., the space built by the two groups reflects their conditions of vul- 2011). 103 nerability to water scarcity. So, some of the indicators used herein, Uno de los municipios que ha sufrido más afectaciones en el can enhance the construction of maps to measure this social trait. estado, es Cuauhtémoc, ubicado en el centro de la entidad, Keywords: water scarcity, mapping, vulnerability, hydric re- pues gran parte de los recursos ganaderos y agrícolas del territo- sources. rio municipal se han visto afectados por la escasez de agua. Esta situación empeora por la elevada dependencia de los recursos

hídricos del subsuelo que caracteriza a las distintas prácticas humanas que se realizan en el municipio, desde las actividades productivas hasta el consumo humano directo (Díaz et al., 2014).

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA Este municipio, además, se distingue por su numerosa pobla- ción menonita, contando con 30 800 pobladores en 86 campos, de los cuales 17 900 son mujeres y 12 900 son hombres (Gobierno del Estado, 2011). Este grupo social, llegado a la zona en 1927 (Castro, 1999), se caracteriza por contar con vastos conocimien- tos de las actividades agrícolas (Islas et al., 2015), producto de una estrecha relación que han mantenido con la explotación de la tierra durante siglos.

El trabajo y la disciplina de los menonitas les han permitido transformar zonas rústicas en productivos paisajes agrícolas, en particular a partir de la adopción de modalidades tecnológicas como el riego y la fertilización (Ochoa et al., 2005). Además de los pobladores menonitas, una fracción importante de la comunidad mestiza también se dedica a la agricultura, pero existen diferencias culturales importantes entre unos productores y otros, por lo que sus formas de enfrentar la escasez de agua también parecen distintas. No todos se ven igualmente afectados frente al abatimiento del acuífero, por ejemplo, siendo los menonitas quienes, considerando el crecimiento de sus huertas de manzana, parecen los menos afectados (Chávez et al., 2013).

Por otro lado, los menonitas son una comunidad agrícola que ha logrado un importante desarrollo tanto en rendimientos como en tecnología, que ha sabido diversificar los cultivos de acuerdo con las condiciones propias del mercado, y que ha sido un factor en el desarrollo económico de la ciudad de Cuauhté- moc (Ochoa et al., 2005). Aunque todos los productores agropecuarios del municipio de Cuauhtémoc han soportado, en la his- 104 toria reciente, largos periodos de escasez de agua (García et al., 2013), hay elementos sociales que permiten suponer estrategias diferenciadas de un grupo social a otro.

En este sentido, mitigar las afectaciones impuestas por la escasez de agua en el espacio agrícola es importante para asegu- rar la producción de bienes y productos agropecuarios. Dicha mitigación se facilita si se cuenta con un marco de referencia geográfico-espacial que permita priorizar a las zonas más sensibles. Este marco de referencia involucra el diseño y utilización de

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Este municipio, además, se distingue por su numerosa pobla- indicadores del territorio que se vinculen con la respuesta de los ción menonita, contando con 30 800 pobladores en 86 campos, distintos grupos sociales a la escasez de agua, y que a la vez sean de los cuales 17 900 son mujeres y 12 900 son hombres (Gobierno de fácil obtención a partir de técnicas sustentadas en el uso de del Estado, 2011). Este grupo social, llegado a la zona en 1927 sensores remotos (SR), Sistemas de Información Geográfica (SIG) (Castro, 1999), se caracteriza por contar con vastos conocimien- y metodologías geoinformáticas. tos de las actividades agrícolas (Islas et al., 2015), producto de Pese a lo anterior, hay escasos estudios publicados sobre el una estrecha relación que han mantenido con la explotación de tema, en los que se describa la elaboración de cartografías de la tierra durante siglos. la vulnerabilidad del espacio agrícola. Por esta razón, en este tra- El trabajo y la disciplina de los menonitas les han permitido bajo se construyó una cartografía de espacios agrícolas definida transformar zonas rústicas en productivos paisajes agrícolas, en por las modalidades tecnológicas de uso del agua y las respues- particular a partir de la adopción de modalidades tecnológicas tas de cada grupo social de la Cuenca Laguna de Bustillos frente como el riego y la fertilización (Ochoa et al., 2005). Además de a la escasez de agua. Para lograr esto, se ordenaron bajo un arre- los pobladores menonitas, una fracción importante de la comu- glo lógico conceptual, un conjunto de datos cualitativos y cuan- nidad mestiza también se dedica a la agricultura, pero existen titativos que ayudan a describir la configuración del espacio agrí- diferencias culturales importantes entre unos productores y otros, cola, desde la perspectiva de las respuestas sociales frente a la por lo que sus formas de enfrentar la escasez de agua también escasez de agua. parecen distintas. No todos se ven igualmente afectados frente al abatimiento del acuífero, por ejemplo, siendo los menonitas quienes, considerando el crecimiento de sus huertas de man- Conceptos y referentes teóricos para el trabajo zana, parecen los menos afectados (Chávez et al., 2013). Vulnerabilidad social Por otro lado, los menonitas son una comunidad agrícola Un término que puede tomarse como eje conceptual en la cons- que ha logrado un importante desarrollo tanto en rendimientos trucción de las cartografías anteriores es el concepto de vulnera- como en tecnología, que ha sabido diversificar los cultivos de bilidad. Este término enunciado en la teoría social del riesgo (Pé- acuerdo con las condiciones propias del mercado, y que ha sido rez, 2010), alude a la sensibilidad de los sistemas humanos frente un factor en el desarrollo económico de la ciudad de Cuauhté- a eventos adversos de distinta naturaleza. La vulnerabilidad así moc (Ochoa et al., 2005). Aunque todos los productores agrope- entendida, es función del grado de exposición ante un fenó- cuarios del municipio de Cuauhtémoc han soportado, en la his- meno adverso (amenaza) y de la capacidad de respuesta social toria reciente, largos periodos de escasez de agua (García et al., para hacer frente o adaptarse al mismo (Nahón, 2001). En el caso 105 2013), hay elementos sociales que permiten suponer estrategias de amenazas vinculadas con la escasez de agua, esta capaci- diferenciadas de un grupo social a otro. dad de respuesta social está sustentada en las estrategias socia- En este sentido, mitigar las afectaciones impuestas por la es- les de respuesta y la disponibilidad de activos físicos y tecnológi- casez de agua en el espacio agrícola es importante para asegu- cos para enfrentar situaciones de esta naturaleza. rar la producción de bienes y productos agropecuarios. Dicha La vulnerabilidad puede ser tanto climática (cambios en el mitigación se facilita si se cuenta con un marco de referencia patrón de precipitación) o por presión hídrica, que es la relación geográfico-espacial que permita priorizar a las zonas más sensi- entre disponibilidad de agua superficial y subterránea con bles. Este marco de referencia involucra el diseño y utilización de

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA respecto a los diferentes usos humano, agrícola e industrial (Ávila, 2008). Respecto a esto, Cortés (2008) señala que se debe consul- tar si el nivel de vulnerabilidad es el mismo para toda la población cuando está expuesta a los mismos fenómenos y de qué depen- den los niveles de vulnerabilidad; con ello desarrolló un índice de los niveles de vulnerabilidad de la población con el que se pueden identificar los factores que potencian el riesgo al desastre en aras de plantear estrategias tendientes a la reducción de la vulnerabilidad y a la gestión del riesgo, por lo que para el nivel de vulnerabilidad, tomó en cuenta indicadores que conforman el ín- dice de marginación.

Indicadores de respuesta frente a la escasez de agua que pueden ser cartografiables

Una forma sencilla de caracterizar las posibilidades de respuesta social a la escasez de agua, es el cartografiado de aquellos elementos del medio físico, o del medio construido, que se relacionan de manera inequívoca con la respuesta social a un evento de esta naturaleza. En particular, los activos físicos y tecnológicos situados al interior de las superficies pertenecientes a un grupo social y que pueden ser cartografiadas (Mora et al., 2003).

Los activos físicos y tecnológicos para hacer frente a la escasez de agua, constituyen rasgos cartografiables que pueden resumirse mediante indicadores ambientales de respuesta, o des- criptores simples que muestran la respuesta de la sociedad a la escasez de agua, o su capacidad para responder cuando este 106 evento se presente. Con la ayuda de estos indicadores es posible generar una cartografía de vulnerabilidad que permita identificar las zonas que presentan una mayor exposición a los daños del fenómeno y, por lo tanto, diseñar políticas de reducción y mi- tigación.

Para generar la cartografía antes mencionada, se puede re- currir a tipologías conceptuales y metodológicas de construcción cartográfica, que describen las relaciones entre variables de tipo económico y el espacio geográfico. De manera particular se

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN respecto a los diferentes usos humano, agrícola e industrial (Ávila, alude a la corriente de la geografía denominada asimilación 2008). Respecto a esto, Cortés (2008) señala que se debe consul- económica del territorio (Sánchez et al., 1999), una corriente de tar si el nivel de vulnerabilidad es el mismo para toda la población investigación geográfica con años de tradición académica en cuando está expuesta a los mismos fenómenos y de qué depen- México, que se identifica con las nociones generales del pensa- den los niveles de vulnerabilidad; con ello desarrolló un índice de miento geográfico y con nuevas posiciones metodológicas con- los niveles de vulnerabilidad de la población con el que se pue- cordantes con los procesos de la economía globalizada (Juárez, den identificar los factores que potencian el riesgo al desastre en 2000). García (1993) la define como una herramienta que per- aras de plantear estrategias tendientes a la reducción de la vul- mite, gracias a su enfoque sintético y dinámico, comparar los te- nerabilidad y a la gestión del riesgo, por lo que para el nivel de rritorios por su grado de semejanza o diferencia en cuanto a nivel vulnerabilidad, tomó en cuenta indicadores que conforman el ín- de aprovechamiento económico-global o sectorial. Como pro- dice de marginación. ceso explica la gradual incorporación de los distintos espacios a la vida económica del país.

Indicadores de respuesta frente a la escasez de agua que pueden ser cartografiables Datos del municipio

Una forma sencilla de caracterizar las posibilidades de respuesta El municipio de Cuauhtémoc, Chihuahua, es habitado por gru- social a la escasez de agua, es el cartografiado de aquellos ele- pos sociales con características culturales distintas. Alberga mentos del medio físico, o del medio construido, que se relacio- desde el siglo pasado a la colonia menonita más grande de Mé- nan de manera inequívoca con la respuesta social a un evento xico, y también se caracteriza por la presencia de pobladores de esta naturaleza. En particular, los activos físicos y tecnológicos mestizos que habitan en la región desde la mezcla de españoles situados al interior de las superficies pertenecientes a un grupo e indígenas que inició en el virreinato. Ambos grupos sociales tie- social y que pueden ser cartografiadas (Mora et al., 2003). nen prácticas culturales distintas y desarrollan las actividades agrícolas bajo ritmos, intensidades y esquemas de manejo tecno- Los activos físicos y tecnológicos para hacer frente a la es- lógico que tienen, en parte, un trasfondo cultural. En cada caso, casez de agua, constituyen rasgos cartografiables que pueden el espacio ocupado refleja estas diferencias, y puede ser carto- resumirse mediante indicadores ambientales de respuesta, o des- grafiado para la definición de niveles de vulnerabilidad con base criptores simples que muestran la respuesta de la sociedad a la en sus rasgos físicos y tecnológicos. Ambos generan distintos pa- escasez de agua, o su capacidad para responder cuando este trones de construcción del paisaje agrícola, y cada uno presenta evento se presente. Con la ayuda de estos indicadores es posible sus propias implicaciones ambientales. 107 generar una cartografía de vulnerabilidad que permita identificar las zonas que presentan una mayor exposición a los daños Con base en los elementos anteriores, en este trabajo se del fenómeno y, por lo tanto, diseñar políticas de reducción y mi- construyó una cartografía del espacio agrícola correspondiente tigación. a cada grupo social, incorporando como elementos de diferen- ciación cartográfica indicadores territoriales que ayudaron a es- Para generar la cartografía antes mencionada, se puede re- tablecer la capacidad de respuesta en condiciones de escasez currir a tipologías conceptuales y metodológicas de construcción de agua. Los hallazgos de esta investigación son útiles para la cartográfica, que describen las relaciones entre variables de tipo económico y el espacio geográfico. De manera particular se

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA elaboración de políticas que se enfoquen a minimizar o mitigar el impacto de la escasez de agua.

La novedad presente en este estudio está dada por la inexis- tencia de trabajos similares en la región, que ofrezcan un panorama real de aquellos grupos frágiles ante el agotamiento de los recursos hídricos, propiciando el apoyo para los mismos y modificando los patrones de respuesta ante futuros sucesos similares.

Se han realizado trabajos para caracterizar la vulnerabilidad desde una perspectiva socioespacial (Abeldaño et al., 2013), pero son escasas las exploraciones para comparar la vulnerabilidad de grupos sociales con trasfondo cultural distinto, que ade- más comparten el mismo espacio. En este sentido, cabe pregun- tar si es posible la construcción de estas cartografías a partir de indicadores que denoten las formas de ocupación del espacio para una actividad determinada, en este caso la agricultura. Idealmente dichos indicadores relacionan estas formas de ocu- pación con las respuestas sociales frente a la disponibilidad de agua.

De este cuestionamiento deriva la siguiente hipótesis: “Es posible identificar la respuesta de las comunidades menonitas y mestizas ante el abatimiento del acuífero, a partir del diseño de indicadores del medio físico y social vinculados con este fenó- meno”.

Objetivos

108 Por lo antes mencionado, el objetivo de este trabajo fue generar una cartografía del espacio agrícola de la Cuenca Laguna de Bustillos que incorpore como elemento de diferenciación carto- gráfica, la intensidad de la demanda hídrica, y las estrategias de respuesta ante la escasez de agua entre menonitas, y una forma de propiedad correspondiente a mestizos, de donde se derivan los siguientes objetivos específicos:

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN elaboración de políticas que se enfoquen a minimizar o mitigar el • Establecer la demanda hídrica en los predios de menoni- impacto de la escasez de agua. tas y mestizos a partir de indicadores de ocupación y transformación agrícola el espacio en la Cuenca Laguna La novedad presente en este estudio está dada por la inexis- de Bustillos. tencia de trabajos similares en la región, que ofrezcan un panorama real de aquellos grupos frágiles ante el agotamiento de los • Identificar indicadores cartografiables que describan la recursos hídricos, propiciando el apoyo para los mismos y modifi- capacidad de respuesta social frente a situaciones de es- cando los patrones de respuesta ante futuros sucesos similares. casez de agua.

Se han realizado trabajos para caracterizar la vulnerabilidad • Describir el balance entre demanda hídrica y capacidad desde una perspectiva socioespacial (Abeldaño et al., 2013), de respuesta a partir de los indicadores generados en pero son escasas las exploraciones para comparar la vulnerabili- cada caso, con el fin de aportar a la construcción de nue- dad de grupos sociales con trasfondo cultural distinto, que ade- vos esquemas de tipificación agrícola del espacio plan- más comparten el mismo espacio. En este sentido, cabe pregun- teados desde la perspectiva de la vulnerabilidad. tar si es posible la construcción de estas cartografías a partir de indicadores que denoten las formas de ocupación del espacio para una actividad determinada, en este caso la agricultura. Metodología Idealmente dichos indicadores relacionan estas formas de ocu- Área de estudio pación con las respuestas sociales frente a la disponibilidad de agua. La Cuenca Laguna de Bustillos se localiza en el municipio de Cuauhtémoc, ubicada en la parte suroeste del estado de De este cuestionamiento deriva la siguiente hipótesis: “Es po- Chihuahua, entre los paralelos 28º 13’, 28º 59’ de latitud norte y sible identificar la respuesta de las comunidades menonitas y los meridianos 106º 34’ y 107º 10’ de longitud oeste (Figura 1), mestizas ante el abatimiento del acuífero, a partir del diseño de abarcando un área total de 320 216 767 ha. Cuenta con una al- indicadores del medio físico y social vinculados con este fenó- titud entre 2000 msnm. meno”. La cuenca hidrológica Laguna de Bustillos tiene una superfi-

cie de aportación de 3190.9 km2 y se ubica en la parte norte del Objetivos país, delimitada al norte por la cuenca hidrológica Río del Car- men 1, al sur por la región hidrológica número 24 Bravo-Conchos Por lo antes mencionado, el objetivo de este trabajo fue generar y la cuenca hidrológica Laguna los Mexicanos, al este por la re- 109 una cartografía del espacio agrícola de la Cuenca Laguna de gión hidrológica número 24 Bravo-Conchos y al oeste por la re- Bustillos que incorpore como elemento de diferenciación carto- gión hidrológica número 9 Sonora Sur y la cuenca hidrológica Río gráfica, la intensidad de la demanda hídrica, y las estrategias de Santa María 1 (Semarnat, 2009). Para el 2010 se contaba con una respuesta ante la escasez de agua entre menonitas, y una forma población aproximada de 134 785 habitantes. El clima predomi- de propiedad correspondiente a mestizos, de donde se derivan nante de la región es semiseco templado (INEGI, 2010). los siguientes objetivos específicos:

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA Métodos y materiales de estudio

En la zona anterior se caracterizaron los requerimientos de agua o demandas hídricas de los usos del suelo en cada forma de propiedad. Estos usos del suelo, proporcionados por Bravo et al., (2015), se traslaparon con el mapa de tenencia de la tierra, a fin de conocer la demanda entre los propietarios ejidales, menonitas, privados y las colonias agrícolas (Figura 2). A partir de aquí, a) se diferenciaron las poblaciones totales y las demandas hídri- cas por usos.

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Figura 1. Localización de la cuenca de la Laguna de Bustillos.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Métodos y materiales de estudio

Figura 2. Tipos de tenencia de la tierra presentes en la cuenca de la Laguna de Bustillos.

Fuente: Gobierno del Estado de Chihuahua y Registro Agrario Nacional, 2012.

b) Con los datos anteriores se generaron indicadores, mismos que son elementales para evaluar, dar seguimiento y predecir tendencias de la situación de un país o territorio determinado (Mondragón, 2002). Estos indicadores permitieron diferenciar las formas agropecuarias de apropiación del espacio por cada grupo social.

Los indicadores son definidos por la necesidad de medir las cuestiones relacionadas con el desarrollo, niveles de vida y condiciones sociales y económicas (Morduchowicz, 2006). General- 111 mente consisten en rasgos medibles del territorio, que pueden ser evaluados y monitoreados a lo largo del tiempo (Andrade et al., 2011). En este caso, los indicadores tomaron como referente la propuesta de Palacio et al. (2004) para la caracterización del medio físico y el medio social. De manera particular, se consideraron aspectos como las tierras de riego como porcentaje de las Figura 1. Localización de la cuenca de la Laguna de Bustillos. tierras cultivables, la densidad de población y los usos de suelo y vegetación.

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA c) Posteriormente, se caracterizó el paisaje agropecuario construido por cada grupo social. Esto implicó sobreponer a la cartografía de uso del suelo, la cartografía de tenencia de la tierra, y reconocer los predios correspondientes a menonitas y mestizos. Con ello se pudo identificar, por medio de procedimientos de fotointerpretación, las principales diferencias en el espacio construido por los distintos grupos.

Indicadores para la caracterización del medio físico y social

recursos naturales; la sociedad responde (R) con políticas gene- Figura 3. Modelo Presión-Estado-Respuesta. rales y sectoriales, las cuales afectan y se retroalimentan de las presiones de las actividades humanas (INE, 2000). En este caso, los indicadores de estado definen cómo se encuentra el espacio Construcción de cartografías agrícola ocupado por cada grupo social de la cuenca de la La- guna de Bustillos, los indicadores de presión identifican la de- 1. Indicadores de estado manda que ejercen estos grupos sociales sobre el recurso hídrico A) Indicador del número de cuerpos de agua naturales por cada a partir de sus formas agrícolas de apropiación del espacio, y los tipo de tenencia de la tierra: número y área. indicadores de respuesta sintetizan sus formas de responder al 112 balance que se establece entre una condición de disponibilidad Este indicador describe la disponibilidad de recursos hidrológicos de agua, y la demanda que se ejerce sobre la misma. Con base superficiales, a partir de cuantificar la presencia de cuerpos de en este arreglo lógico conceptual, se definieron los indicadores agua naturales por tipo de propiedad. Puesto que es muy difícil que se describen a continuación. calcular el volumen de agua almacenado en cada cuerpo de agua, el indicador no mide la disponibilidad de agua en términos de volumen, pero sí describe, a partir de la presencia o ausencia de un embalse natural, las posibilidades que tienen los distintos grupos sociales para optar por el uso de agua de estos reservorios

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN c) Posteriormente, se caracterizó el paisaje agropecuario construido por cada grupo social. Esto implicó sobreponer a la cartografía de uso del suelo, la cartografía de tenencia de la tierra, y reconocer los predios correspondientes a menonitas y mestizos. Con ello se pudo identificar, por medio de procedimientos de fotointerpretación, las principales diferencias en el espacio construido por los distintos grupos.

Indicadores para la caracterización del medio físico y social

Los indicadores para la caracterización del medio físico y social fueron ordenados de acuerdo con el esquema de Presión-Es- tado-Respuesta (PER) (Polanco, 2006), figura 3, que es una herramienta analítica para categorizar la información sobre los recursos naturales y sus interrelaciones con las actividades socio-de- mográficas y económicas; el modelo PER se basa en el conjunto de interrelaciones siguiente: las actividades humanas ejercen presión (P) sobre el ambiente, modificando el estado (E) de los recursos naturales; la sociedad responde (R) con políticas gene- Figura 3. Modelo Presión-Estado-Respuesta. rales y sectoriales, las cuales afectan y se retroalimentan de las presiones de las actividades humanas (INE, 2000). En este caso, los indicadores de estado definen cómo se encuentra el espacio Construcción de cartografías agrícola ocupado por cada grupo social de la cuenca de la La- guna de Bustillos, los indicadores de presión identifican la de- 1. Indicadores de estado manda que ejercen estos grupos sociales sobre el recurso hídrico A) Indicador del número de cuerpos de agua naturales por cada a partir de sus formas agrícolas de apropiación del espacio, y los tipo de tenencia de la tierra: número y área. indicadores de respuesta sintetizan sus formas de responder al balance que se establece entre una condición de disponibilidad Este indicador describe la disponibilidad de recursos hidrológicos 113 de agua, y la demanda que se ejerce sobre la misma. Con base superficiales, a partir de cuantificar la presencia de cuerpos de en este arreglo lógico conceptual, se definieron los indicadores agua naturales por tipo de propiedad. Puesto que es muy difícil que se describen a continuación. calcular el volumen de agua almacenado en cada cuerpo de agua, el indicador no mide la disponibilidad de agua en términos de volumen, pero sí describe, a partir de la presencia o ausencia de un embalse natural, las posibilidades que tienen los distintos grupos sociales para optar por el uso de agua de estos reservorios

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA cuando es necesario; por ejemplo, para riegos de auxilio con bombas sumergibles portátiles.

La utilidad del indicador radica en que permite tener una idea del potencial del territorio, para estrategias vinculadas con el uso del agua almacenada naturalmente. Es decir, la abundan- cia o escasez de cuerpos de agua naturales condiciona la posibilidad de implementar diversas estrategias para satisfacer las necesidades de las actividades agrícolas.

Para elaborar este indicador fue necesario trabajar con el archivo proporcionado por Bravo et al., (2014), que contabiliza los cuerpos de agua de la Laguna de de Bustillos. Posteriormente se calculó el número total de cuerpos de agua pertenecientes a cada tipo de propiedad o tenencia de la tierra, así como tam- bién se identificaron cuáles de ellos pertenecen a la categoría de natural.

Finalmente, se midió el área total ocupada por dicha clase en cada una de las tenencias, pues con ello fue posible estimar el número total de cuerpos de agua por unidad de área.

B) Indicador de la cobertura espacial del grado de abatimiento del acuífero por tipo de propiedad

Conocer el nivel de abatimiento del acuífero proporciona la in- formación referente a aquellas zonas que presentan una mayor extracción del recurso hídrico, dato que al agregarse a una capa donde se tengan los usos de suelo de más demanda, así como 114 los tipos de propiedad, permite evaluar aquellas regiones que se encuentran en un estado más crítico. Para construir este indicador se reclasificó la capa del abatimiento espacial del acuífero elaborada por Díaz et al., (2014), y que a su vez fue utilizada en otros ejercicios de tesis sobre la zona (Chávez et al., 2013).

En esta capa se delimitan las zonas de la cuenca de la La- guna de Bustillos con base en su nivel estático del acuífero, esta cuenta con los datos de abatimiento y recarga por encima o abajo del promedio para dos series temporales, de 1973 a 1991 y

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN cuando es necesario; por ejemplo, para riegos de auxilio con de 1991 al 2000, divididas en 12 niveles. Estos niveles se reclasifi- bombas sumergibles portátiles. caron en alto, medio, bajo y nulo (Chávez et al., 2013) y se iden- tificó el estado del acuífero en relación con el tipo de tenencia La utilidad del indicador radica en que permite tener una de la tierra. idea del potencial del territorio, para estrategias vinculadas con el uso del agua almacenada naturalmente. Es decir, la abundan- cia o escasez de cuerpos de agua naturales condiciona la posi- 2. Indicadores de presión bilidad de implementar diversas estrategias para satisfacer las necesidades de las actividades agrícolas. A) Indicador de demanda global hídrica por cultivos de maíz, huertas y población Para elaborar este indicador fue necesario trabajar con el archivo proporcionado por Bravo et al., (2014), que contabiliza Este mide el grado de demanda potencial que ejercen los tres los cuerpos de agua de la Laguna de de Bustillos. Posteriormente tipos distintos de uso del suelo (espacios agropecuarios, huertas y se calculó el número total de cuerpos de agua pertenecientes a población) sobre el agua, ya que, al conocer este dato, es posi- cada tipo de propiedad o tenencia de la tierra, así como tam- ble determinar en qué tipo de propiedad de la tierra se presenta bién se identificaron cuáles de ellos pertenecen a la categoría una mayor demanda. Para la elaboración de este indicador se de natural. consultaron los datos de consumo de agua mensuales para los cultivos de maíz y las huertas, con base en los requerimientos Finalmente, se midió el área total ocupada por dicha clase agronómicos para estos cultivos en la zona (COLPOS, 2007). Tam- en cada una de las tenencias, pues con ello fue posible estimar bién se consultó el gasto mensual urbano para la cuenca (JMAS, el número total de cuerpos de agua por unidad de área. 2014) y los consumos de agua en m3 anuales por persona registrados para el estado de Chihuahua por la Junta Central de Agua y Saneamiento (JCAS, 2014). Dicha información, junto a los B) Indicador de la cobertura espacial del grado de abatimiento consumos de agua por uso agrícola, fue recopilada en una tabla del acuífero por tipo de propiedad que resume el consumo por tipo de propiedad. Conocer el nivel de abatimiento del acuífero proporciona la in- Con los atributos por uso se generó el consumo total en hm3 formación referente a aquellas zonas que presentan una mayor ha-1 ocupadas para los cultivos de maíz, huertas y población, extracción del recurso hídrico, dato que al agregarse a una capa dato que se derivó de la primera columna agregada. Con ello se donde se tengan los usos de suelo de más demanda, así como pudo distinguir espacialmente el agua consumida por tipo de los tipos de propiedad, permite evaluar aquellas regiones que se propiedad y uso. 115 encuentran en un estado más crítico. Para construir este indicador se reclasificó la capa del abatimiento espacial del acuífero elaborada por Díaz et al., (2014), y que a su vez fue utilizada en B) Indicador con grado de satisfacción global hídrica para los otros ejercicios de tesis sobre la zona (Chávez et al., 2013). usos agropecuarios y población humana por zona En esta capa se delimitan las zonas de la cuenca de la La- Con este descriptor se intenta realizar una comparación entre lo guna de Bustillos con base en su nivel estático del acuífero, esta que realmente se consume y lo que se considera aceptable sin cuenta con los datos de abatimiento y recarga por encima o sobreexplotar los recursos hídricos existentes. En este indicador se abajo del promedio para dos series temporales, de 1973 a 1991 y

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA verificaron las disponibilidades de recursos hídricos en cada tipo de propiedad. Para llevarlo a cabo, se sumaron los gastos de agua en hm3 ha-1 al año en las clases de urbano, agrícola y huertas de manzana. Paralelamente, se identificaron mediante sobre- posición espacial en un software de ambiente SIG (ArcGIS, v.10.2).

En este caso se consideró la información correspondiente al inventario de los pozos de extracción de agua subterránea en cada polígono de la tenencia de la tierra (REPDA), lo cual permi- tió estimar el volumen concesionado general para cada uno; finalmente, se calculó la diferencia entre el consumo y el volumen concesionado. Si la diferencia es de signo negativo, se identifica una situación de sobreexplotación, mientras que, si resulta positiva, se habla de un consumo racional del recurso hídrico.

En relación a este indicador, es importante considerar que los cálculos se desarrollaron con el volumen concesionado para cada pozo, pues no fue posible conseguir los datos reales de ex- tracción. No existe un registro documentado de las extracciones, y puesto que tiene sensibles implicaciones sociales, dicha infor- mación generalmente se reserva por los productores.

C) Indicador con la apropiación agrícola del espacio

En este caso, el indicador describe el grado de ocupación de la categoría agrícola en específico, tomando en cuenta también el área total ocupada por cada uno de los tipos de tenencia de la tierra, es decir, qué porcentaje del área total de cada grupo 116 social se utiliza en las actividades agrícolas.

Para conocer la apropiación agrícola del espacio fue necesario identificar aquellas áreas que realmente pertenecen a esta clasificación, empleando el mapa de los usos y coberturas del suelo usado en indicadores anteriores, y con respecto al área total ocupada por cada tipo de tenencia de la tierra. Este dato se expresó en porcentaje.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN verificaron las disponibilidades de recursos hídricos en cada tipo de propiedad. Para llevarlo a cabo, se sumaron los gastos de D) Indicador con superficie de huertas por tipo agua en hm3 ha-1 al año en las clases de urbano, agrícola y huer- de propiedad tas de manzana. Paralelamente, se identificaron mediante sobre- posición espacial en un software de ambiente SIG (ArcGIS, Este indicador mide la intensificación del espacio agrícola cons- v.10.2). truido por cada grupo social. Parte de la premisa que la instala- ción de huertas implica incrementar la demanda de agua, pues En este caso se consideró la información correspondiente al los cultivos perennes requieren agua todo el año, aun en tempo- inventario de los pozos de extracción de agua subterránea en radas en las que no existen cultivos anuales. Según COLPOS cada polígono de la tenencia de la tierra (REPDA), lo cual permi- (2007), duplican el consumo de agua (Anexo 8, COLPOS, 2007), y tió estimar el volumen concesionado general para cada uno; fi- adicionalmente en caso de escasez extrema, los agricultores nalmente, se calculó la diferencia entre el consumo y el volumen pueden optar por no sembrar sus cultivos anuales, pero general- concesionado. Si la diferencia es de signo negativo, se identifica mente continúan regando los cultivos perennes, en espera de una situación de sobreexplotación, mientras que, si resulta posi- mejores condiciones antes de perder los recursos invertidos. tiva, se habla de un consumo racional del recurso hídrico. En este caso, se midió la superficie total ocupada por las En relación a este indicador, es importante considerar que huertas en cada uno de los diferentes tipos de propiedad, vigen- los cálculos se desarrollaron con el volumen concesionado para tes a principios del año 2014, con la finalidad de conocer el uso cada pozo, pues no fue posible conseguir los datos reales de ex- que se le da a esta clase no solamente hablando territorialmente, tracción. No existe un registro documentado de las extracciones, sino enfocándose más al consumo del agua que satisface las ne- y puesto que tiene sensibles implicaciones sociales, dicha infor- cesidades de las huertas, y que posteriormente, al analizarse en mación generalmente se reserva por los productores. conjunto con el resto de los indicadores, permitirá inferir ciertos patrones sociales, como la vulnerabilidad ante la falta de recursos hídricos, entre otros. C) Indicador con la apropiación agrícola del espacio Para desarrollarlo, se actualizó la cartografía de huertas de En este caso, el indicador describe el grado de ocupación de la manzana hasta el año 2014 en imágenes de resolución media y categoría agrícola en específico, tomando en cuenta también alta, y se comparó con el área total ocupada por cada una de el área total ocupada por cada uno de los tipos de tenencia de las distintas tenencias de la tierra, obteniendo así un porcentaje. la tierra, es decir, qué porcentaje del área total de cada grupo social se utiliza en las actividades agrícolas. 117

Para conocer la apropiación agrícola del espacio fue nece- 3. Indicadores de respuesta sario identificar aquellas áreas que realmente pertenecen a esta A) Indicador del número de cuerpos de agua no naturales por clasificación, empleando el mapa de los usos y coberturas del cada tipo de tenencia de la tierra: número y área suelo usado en indicadores anteriores, y con respecto al área total ocupada por cada tipo de tenencia de la tierra. Este dato se El indicador con el número de cuerpos de agua no naturales por expresó en porcentaje. tipo de tenencia, describe las posibilidades de almacenamiento de agua superficial por parte de los distintos actores sociales,

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA mismos que pueden ser cruciales en caso de escasez de este recurso. Al igual que en el caso del indicador de número de cuerpos de agua naturales, en este indicador de respuesta no se mide la disponibilidad de agua en términos de volumen, pero sí se describe el grado en el que los distintos grupos de productores agrí- colas han implementado la estrategia de retener agua superficial para satisfacer sus necesidades productivas.

Para construir este indicador, se siguió la metodología em- pleada en el indicador A, en donde se trabajó con el archivo proporcionado por Bravo et al., (2014) que contiene los cuerpos de agua tanto naturales como no naturales para la cuenca de la Laguna de Bustillos; en este caso solo se emplearon los cuerpos de agua no naturales.

B) km de red de distribución subterránea de agua en los diferentes tipos de tenencia de la tierra

Este indicador describe el grado de tecnificación de las formas de distribución del agua de riego agrícola. Se parte del supuesto que, en la medida que se es más tecnificado con redes de distri- bución del agua, la eficiencia de uso del agua se incrementa, los desperdicios se reducen, y en general se optimiza el uso del agua disponible. Esto permite enfrentar con mayor eficiencia las condiciones de escasez de agua.

Como primer paso para el diseño de este indicador, se con- sultó la información vectorial de red de distribución subterránea para el municipio de Cuauhtémoc presentada por COLPOS 118 (2012). Esta información se cortó con el archivo de la cuenca de la Laguna de Bustillos con la finalidad de conservar únicamente los datos para el área de interés; se calculó la longitud total ocupada por cada tipo de tenencia de la tierra, pues de esta manera fue posible conocer los km ha-1 pertenecientes a cada propiedad.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN mismos que pueden ser cruciales en caso de escasez de este re- C) Densidad de la red de distribución de agua subterránea en los curso. Al igual que en el caso del indicador de número de cuer- cultivos perennes (huertas) pos de agua naturales, en este indicador de respuesta no se mide Puesto que la región destaca por la importancia de su produc- la disponibilidad de agua en términos de volumen, pero sí se des- ción manzanera, y en particular por las tasas de incremento cribe el grado en el que los distintos grupos de productores agrí- anual en la superficie de huertas (Chávez et al., 2013), en este colas han implementado la estrategia de retener agua superfi- trabajo se calcularon los km de red de distribución subterránea cial para satisfacer sus necesidades productivas. (COLPOS, 2012) distribuidos en la clase de huerta. Posteriormente, Para construir este indicador, se siguió la metodología em- conociendo el área ocupada por las huertas en cada tipo de pleada en el indicador A, en donde se trabajó con el archivo propiedad de la tierra, se calcularon los km lineales de la red de proporcionado por Bravo et al., (2014) que contiene los cuerpos distribución subterráneas ha-1, infiriéndose así el grado de tecnifi- de agua tanto naturales como no naturales para la cuenca de cación por los productores menonitas y mestizos. la Laguna de Bustillos; en este caso solo se emplearon los cuerpos de agua no naturales. Resultados

La cuenca de la Laguna de Bustillos comprende 4 tipos de pro- B) km de red de distribución subterránea de agua en los piedad (Figura 2), mismos que se presentan en la tabla 1, al igual diferentes tipos de tenencia de la tierra que el área ocupada por cada uno de ellos: Este indicador describe el grado de tecnificación de las formas de distribución del agua de riego agrícola. Se parte del supuesto que, en la medida que se es más tecnificado con redes de distri- Tabla 1. Área ocupada por cada tipo de tenencia de la tierra bución del agua, la eficiencia de uso del agua se incrementa, los TIPO DE TENENCIA ÁREA (ha) desperdicios se reducen, y en general se optimiza el uso del agua Colonia agrícola 21 388.71 disponible. Esto permite enfrentar con mayor eficiencia las con- Propiedad ejidal 88 292.97 diciones de escasez de agua. Propiedad menonita 115 183.91 Propiedad privada 91 059.60 Como primer paso para el diseño de este indicador, se con- sultó la información vectorial de red de distribución subterránea 1. Indicadores de estado para el municipio de Cuauhtémoc presentada por COLPOS (2012). Esta información se cortó con el archivo de la cuenca de A) Indicador del número de cuerpos de agua naturales por cada 119 la Laguna de Bustillos con la finalidad de conservar únicamente tipo de tenencia de la tierra: número y área los datos para el área de interés; se calculó la longitud total ocu- En el caso de los cuerpos de agua naturales presentes en la pada por cada tipo de tenencia de la tierra, pues de esta ma- cuenca de la Laguna de Bustillos se encontraron un total de 276 -1 nera fue posible conocer los km ha pertenecientes a cada pro- cuerpos de agua (Tabla 2) repartidos principalmente en la parte piedad. norte de la cuenca, ocupando mayormente la propiedad privada con 125 polígonos, a diferencia de las colonias agrícolas y la propiedad menonita que cuentan con 34 y 35 cuerpos de

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA agua, respectivamente. El cuerpo de agua con mayor extensión (excluyendo la Laguna de Bustillos) se localiza en propiedad privada con una extensión de 179.675 ha.

Las ha de cuerpos de agua natural en relación con las ha totales de tierra por tipo de tenencia indican distintas proporciones. En el caso de los propietarios privados existen 0.00263 ha de cuerpos de agua naturales por cada ha de propiedad; los propietarios menonitas, en cambio, cuentan con 0.00209 ha de cuerpos de agua naturales por cada ha de propiedad; finalmente, los colonos agrícolas y los propietarios ejidales cuentan con 0.00166 y 0.00059 ha de cuerpos de agua naturales por cada ha de propiedad, respectivamente. Estos resultados sugieren que aquellos propietarios que han resultado más favorecidos por la disponibilidad natural de cuerpos de agua son los productores privados y menonitas.

Tabla 2. Número y área de cuerpos de agua naturales por tipo de tenencia de la tierra

Números de cuer- Tipo de tenencia Área (ha) pos de agua Colonia agrícola 34 24.87 Propiedad ejidal 82 52.57 Propiedad menonita 35 241.02 Propiedad privada 125 239.48

En cuanto a la proporción que representan estos cuerpos de agua en relación con el área total de la cuenca, los productores 120 menonitas cuentan con mayor has de cuerpos de agua natural por cada ha de la cuenca (0.000752 ha), seguidos de los productores privados con 0.000747 ha de cuerpo de agua natural por cada ha de la cuenca; finalmente, los productores ejidales y los colonos agrícolas con 0.000164 y 0.000077 ha de cuerpo de agua natural por cada ha de la cuenca, respectivamente.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN agua, respectivamente. El cuerpo de agua con mayor extensión B) Indicador de la cobertura espacial del grado de abatimiento (excluyendo la Laguna de Bustillos) se localiza en propiedad pri- del acuífero por tipo de propiedad. vada con una extensión de 179.675 ha. Una vez terminada la reclasificación de los niveles del estado del Las ha de cuerpos de agua natural en relación con las ha acuífero, se realizó una cartografía en la que se aprecia la mayor totales de tierra por tipo de tenencia indican distintas proporcio- parte de la cuenca cubierta por alguna de las clasificaciones (Fi- nes. En el caso de los propietarios privados existen 0.00263 ha de gura 4). cuerpos de agua naturales por cada ha de propiedad; los pro- Aquí, el abatimiento del acuífero se expresa como alto, me- pietarios menonitas, en cambio, cuentan con 0.00209 ha de cuer- dio, bajo y nulo. Como es de esperarse, parte de las áreas urba- pos de agua naturales por cada ha de propiedad; finalmente, nas se encuentran sobre las zonas de alto abatimiento, así como los colonos agrícolas y los propietarios ejidales cuentan con las huertas de manzana que abarcan el abatimiento alto y me- 0.00166 y 0.00059 ha de cuerpos de agua naturales por cada ha dio. En cuanto a abatimiento por tipo de tenencia, las colonias de propiedad, respectivamente. Estos resultados sugieren que agrícolas contienen un 10.58% de abatimiento alto, la propiedad aquellos propietarios que han resultado más favorecidos por la ejidal abarcó un 13.83% de abatimiento alto, la propiedad me- disponibilidad natural de cuerpos de agua son los productores nonita ocupa un 28.59% de la misma clasificación mientras que privados y menonitas. en la propiedad privada se representa con un 7.45% (Tabla 3).

Estos grados de abatimiento del acuífero pueden atribuirse Tabla 2. Número y área de cuerpos de agua naturales por tipo de tenencia a las prácticas que ahí se realizan, pero también están asociadas de la tierra con el área que ocupa cada una de las formas de tenencia de

Números de cuer- la tierra. Tipo de tenencia Área (ha) pos de agua

Colonia agrícola 34 24.87 Propiedad ejidal 82 52.57 Tabla 3. Porcentajes del grado de abatimiento del acuífero por tipo de Propiedad menonita 35 241.02 propiedad y clasificación Propiedad privada 125 239.48 Colonia Propiedad Propiedad me- Propiedad Abatimiento agrícola ejidal nonita privada En cuanto a la proporción que representan estos cuerpos de ALTO 10.58% 13.83% 28.59% 7.45% agua en relación con el área total de la cuenca, los productores MEDIO 49.19% 24.19% 52.04% 13.54% BAJO 7.86% 4.14% 11.44% 3.27% menonitas cuentan con mayor has de cuerpos de agua natural NULO 0.11% 1.41% 1..20% 0.81% 121 por cada ha de la cuenca (0.000752 ha), seguidos de los productores privados con 0.000747 ha de cuerpo de agua natural por cada ha de la cuenca; finalmente, los productores ejidales y los colonos agrícolas con 0.000164 y 0.000077 ha de cuerpo de agua natural por cada ha de la cuenca, respectivamente.

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA

Ilustración 4. Evolución del nivel estático en la cuenca de la Laguna de Bustillos, representada en 4 clasificaciones; Modificado de Alatorre et al. (2014).

2. Indicadores de presión

A) Indicador de demanda global hídrica por cultivos de maíz, huertas y población

Al realizar este indicador (Figura 5, tabla 4), en el que se localizaron los usos y coberturas de suelo, así como el consumo anual por cada uno de ellos, se encontraron los resultados presentes en la tabla 4, donde se puede observar que aquella que más consume agua, es la cobertura ocupada por los espacios agrícolas, pre- 122 cedida por las huertas de manzana y las áreas urbanas (esto asu- miendo que todas las zonas agrícolas son de riego).

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 4. Consumo anual en hm3 ha-1 por los principales usos del suelo y tipo de tenencia de la tierra.

CONSUMO EN hm3 ANUALES Tipo de tenencia Huertas de TOTAL Urbano Agrícola manzana Colonia agrícola 10.43 0.47 34.35 45.26 Propiedad ejidal 10.84 0.53 87.42 98.80 Propiedad 20.48 1.90 290.87 313.25 menonita Propiedad 22.48 14.33 38.60 75.43 privada

Interpretando estos resultados en términos de presión sobre los recursos, en general, se puede decir que la cuenca sufre una gran presión a causa de los usos del suelo que ahí se desarrollan. Los usos agropecuarios, por ejemplo, abarcan un 64.48% del área

total de la cuenca, mientras que las zonas urbanas abarcan un Ilustración 4. Evolución del nivel estático en la cuenca de la Laguna de 3.29% del área. Bustillos, representada en 4 clasificaciones; Modificado de Alatorre et al. (2014).

2. Indicadores de presión

A) Indicador de demanda global hídrica por cultivos de maíz, huertas y población

Al realizar este indicador (Figura 5, tabla 4), en el que se localizaron los usos y coberturas de suelo, así como el consumo anual por cada uno de ellos, se encontraron los resultados presentes en la tabla 4, donde se puede observar que aquella que más consume agua, es la cobertura ocupada por los espacios agrícolas, pre- cedida por las huertas de manzana y las áreas urbanas (esto asu- 123 miendo que todas las zonas agrícolas son de riego).

Figura 5. Mapa con los usos y coberturas del suelo en la cuenca de la Laguna de Bustillos; Fuente: Bravo et al. (2015).

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA B) Indicador con grado de satisfacción global hídrica para los usos agropecuarios y población humana por zona

Conociendo el número de pozos totales y su volumen de extrac- ción concesionado, fue posible verificar la diferencia entre un aproximado a lo que se consume en la cuenca, y lo que debería ser un límite de extracción.

Para ello se emplearon los datos generados anteriormente sobre el consumo en huertas de manzana, cultivo de maíz y las zonas urbanas, todo en hm3 ha-1 anuales, como se muestra en la tabla 5, donde los resultados más relevantes se concentran en la propiedad menonita, ya que presenta el mayor consumo anual, mientras que las colonias agrícolas presentan un consumo menor de hasta un 41.2% respecto a la propiedad menonita.

Visto de manera general y analizando los resultados presentes en la tabla 4 y la figura 5, se puede ver que el mayor consumo de agua se presenta en la propiedad menonita principalmente sobrepasando en 128 891 hm3 anuales el volumen concesionado. En segundo lugar, se ubica la propiedad ejidal que sobrepasa el límite por 86 690 hm3 anuales. El menor rezago se presentó en la propiedad privada con un desfase de 27 351 hm3 anuales. Cabe mencionar que este análisis es general, pues no se está tomando en cuenta el gasto de agua con respecto al área que ocupa cada uno de los tipos de tenencia.

Tabla 5. Número de pozos por tipo de tenencia de la tierra y volumen concesionado por tipo de propiedad; déficit en el abastecimiento de agua.

124 Déficit respecto al No. de Volumen conce- Tipo de tenencia consumo calculado pozos sionado (hm3) (hm3) Colonia agrícola 73 5809 39 453 Propiedad ejidal 105 12 112 86 690 Propiedad 1310 187 368 125 891 menonita Propiedad 181 48 080 27 351 privada

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN B) Indicador con grado de satisfacción global hídrica para los C) Indicador con la apropiación agrícola del espacio usos agropecuarios y población humana por zona En este caso se obtuvo una tabla en la cual se muestran las su- Conociendo el número de pozos totales y su volumen de extrac- perficies agrícolas ocupadas por cada tipo de tenencia, esto en ción concesionado, fue posible verificar la diferencia entre un comparación con el área total de cada propiedad de la tierra. aproximado a lo que se consume en la cuenca, y lo que debería Como se observa en la tabla 6, la tenencia tiene una mayor apro- ser un límite de extracción. piación agrícola menonita con un 76.78%, mientras que la propiedad privada es la que presenta una menor superficie ocupada Para ello se emplearon los datos generados anteriormente con terrenos agrícolas, esto con un 12.89%. sobre el consumo en huertas de manzana, cultivo de maíz y las zonas urbanas, todo en hm3 ha-1 anuales, como se muestra en la tabla 5, donde los resultados más relevantes se concentran en la Tabla 6. Porcentaje de ocupación agrícola por tipo de tenencia de la tierra propiedad menonita, ya que presenta el mayor consumo anual, % de superficie mientras que las colonias agrícolas presentan un consumo menor Tipo de tenencia agrícola de hasta un 41.2% respecto a la propiedad menonita. Colonia agrícola 48.84 Propiedad ejidal 30.10 Visto de manera general y analizando los resultados presen- Propiedad menonita 76.78 tes en la tabla 4 y la figura 5, se puede ver que el mayor consumo Propiedad privada 12.89 de agua se presenta en la propiedad menonita principalmente 3 sobrepasando en 128 891 hm anuales el volumen concesionado. D) Indicador con superficie de huertas por tipo de propiedad En segundo lugar, se ubica la propiedad ejidal que sobrepasa el límite por 86 690 hm3 anuales. El menor rezago se presentó en la Con la realización de este indicador se obtuvo como resultado propiedad privada con un desfase de 27 351 hm3 anuales. Cabe una tabla en la que se expone la superficie de huertas ocupada mencionar que este análisis es general, pues no se está tomando en comparación con el área total para cada tipo de tenencia en cuenta el gasto de agua con respecto al área que ocupa de la tierra y expresado en porcentaje (tabla 7), de la cual se cada uno de los tipos de tenencia. puede observar que aquel tipo de propiedad que cuenta con una mayor superficie (respecto al área total) es el de las colonias agrícolas con un 6.66%, mientras que la ejidal reduce su propia Tabla 5. Número de pozos por tipo de tenencia de la tierra y volumen conce- área hasta un 1.72%. sionado por tipo de propiedad; déficit en el abastecimiento de agua.

Déficit respecto al 125 No. de Volumen conce- Tipo de tenencia consumo calculado Tabla 7. Porcentaje de ocupación en huertas por tipo de tenencia pozos sionado (hm3) (hm3) Apropiación agrícola Colonia agrícola 73 5809 39 453 Tipo de tenencia Superficie (ha) del espacio para Propiedad ejidal 105 12 112 86 690 huertas Propiedad 1310 187 368 125 891 Colonia agrícola 1424.16 6.66% menonita Propiedad ejidal 1520.82 1.72% Propiedad 181 48 080 27 351 Propiedad menonita 2525.85 2.19% privada Propiedad privada 2998.35 3.29%

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA 3. Indicadores de respuesta

A) Indicador del número de cuerpos de agua no naturales por cada tipo de tenencia de la tierra: número y área

En este indicador, la propiedad menonita cuenta con 389 cuerpos de agua no naturales, seguida de la propiedad ejidal con 306, la propiedad privada con 257 y finalmente la colonia agrí- cola con 68. En general, se encuentran distribuidos de manera uniforme por toda la cuenca abarcando principalmente las áreas agrícolas. Los cuerpos de agua no naturales abarcan un área total de 853.23 ha, pero por su número y cobertura, se distri- buyen de forma muy distinta por tipo de propiedad (tabla 8).

Las hectáreas de cuerpo de agua no natural en relación con las hectáreas totales por cada tipo de propiedad representan una proporción distinta. Entre los propietarios privados existen 0.0021 ha de cuerpo de agua no natural por cada ha de propiedad; entre los propietarios menonitas son 0.0032 ha de cuerpo de agua no natural por cada ha de propiedad; mientras que entre los productores ejidales y los colonos agrícolas son 0.0026 y 0.00205 has de cuerpo de agua no natural por cada ha de propiedad, respectivamente.

Tabla 8. Número y superficie de cuerpos de agua no naturales por tipo de tenencia de la tierra.

Números de Tipo de tenencia Área (ha) cuerpos de agua Colonia agrícola 68 43.99 Propiedad ejidal 306 234.95 126 Propiedad menonita 389 375.59 Propiedad privada 257 194.70

Estas proporciones sugieren que son los menonitas quienes se han apropiado con mayor intensidad de los escurrimientos superficiales, superando en casi un 25 % a sus pares más cercanos, los propietarios ejidales. Los colonos agrícolas, a su vez, son los productores que aparentemente se han apropiado con menor intensidad de las aguas superficiales.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN 3. Indicadores de respuesta En relación con el área total de la cuenca, estas diferencias se mantienen. Los menonitas poseen 0.00118 ha de cuerpo de A) Indicador del número de cuerpos de agua no naturales por agua no natural por cada ha de la cuenca, mientras que los pro- cada tipo de tenencia de la tierra: número y área ductores ejidales tienen 0.00073 ha de cuerpo de agua no natu- En este indicador, la propiedad menonita cuenta con 389 cuer- ral por ha del total de la cuenca. Le siguen de cerca otros pro- pos de agua no naturales, seguida de la propiedad ejidal con pietarios mestizos, como los productores privados con 0.000608 y 306, la propiedad privada con 257 y finalmente la colonia agrí- los colonos agrícolas con 0.00013 ha de cuerpo de agua no na- cola con 68. En general, se encuentran distribuidos de manera tural por ha de cuenca, respectivamente. uniforme por toda la cuenca abarcando principalmente las

áreas agrícolas. Los cuerpos de agua no naturales abarcan un área total de 853.23 ha, pero por su número y cobertura, se distri- B) km de red de distribución subterránea de agua en los buyen de forma muy distinta por tipo de propiedad (tabla 8). diferentes tipos de tenencia de la tierra

Las hectáreas de cuerpo de agua no natural en relación con Para este indicador se utilizaron los datos generados por COLPOS las hectáreas totales por cada tipo de propiedad representan en 2012, relativos a la distribución de la infraestructura de distribu- una proporción distinta. Entre los propietarios privados existen ción de agua subterránea en la cuenca. Se encontró que en to- 0.0021 ha de cuerpo de agua no natural por cada ha de propie- tal existen 1911.317 km repartidos por la cuenca, de los cuales dad; entre los propietarios menonitas son 0.0032 ha de cuerpo de 1626.426 km pertenecen a la propiedad menonita ocupando un agua no natural por cada ha de propiedad; mientras que entre 85.09%, seguido de la propiedad privada con 127.454 km de dis- los productores ejidales y los colonos agrícolas son 0.0026 y tribución subterránea (6.66%), 85.688 km en la propiedad ejidal 0.00205 has de cuerpo de agua no natural por cada ha de pro- (4.483%) y finalmente con un 3.753% 0 71.749 km para las colonias piedad, respectivamente. agrícolas.

Analizando concretamente los resultados antes mencionados, respecto al área total de la propiedad por grupo social, se Tabla 8. Número y superficie de cuerpos de agua no naturales por tipo de tenencia de la tierra. puede deducir que en el caso de las propiedades menonitas se cuenta con 0.016 km ha-1 de tubería, mientras que la propiedad Números de Tipo de tenencia Área (ha) -1 cuerpos de agua privada ocupa 0.0071 km ha , demostrando una gran diferencia Colonia agrícola 68 43.99 entre un tipo de propiedad y otro. Propiedad ejidal 306 234.95 Propiedad menonita 389 375.59 Para las propiedades ejidales y colonias agrícolas se encon- 127 Propiedad privada 257 194.70 tró un total de 0.00023 km ha-1 y 0.0069 km ha-1, respectivamente, donde la propiedad con una menor distribución subterránea por Estas proporciones sugieren que son los menonitas quienes ha es la ejidal, a diferencia de la menonita que presenta una ma- se han apropiado con mayor intensidad de los escurrimientos su- yor distribución. perficiales, superando en casi un 25 % a sus pares más cercanos, los propietarios ejidales. Los colonos agrícolas, a su vez, son los productores que aparentemente se han apropiado con menor intensidad de las aguas superficiales.

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA C) Densidad de la red de distribución de agua subterránea en los cultivos perennes (huertas)

En el caso de este indicador, se identificaron en la tabla 9 los km ha-1 distribuidos en las zonas de huerta por tipo de propiedad. Como se puede observar, la menonita es la que cuenta con una mayor tecnificación con 0.0388 km ha-1, seguida de la colonia agrícola con 0.0226 km ha-1, la propiedad privada y finalmente la propiedad ejidal.

Tabla 9. Tecnificación de riego en los cultivos perennes o huertas en km ha-1

Tecnificación del Tipo de tenencia riego (km ha-1) Colonia agrícola 0.0226 Propiedad ejidal 0.0159 Propiedad menonita 0.0388 Propiedad privada 0.0221

Diferencias entre los indicadores de la caracterización del medio físico y social

Finalmente, se conjuntaron las resultantes de cada uno de los indicadores en el esquema PER, con la finalidad de identificar más claramente las diferencias generales. En este esquema se observan las colonias agrícolas, la propiedad ejidal, la propiedad menonita y la propiedad privada.

Como se observa en el primer indicador, la propiedad con una mayor cantidad de cuerpos de agua naturales es la privada, pero en relación con el área total ocupada, es la propiedad me- 128 nonita la que cuenta con una mayor área en cuerpos de agua naturales; en el caso del estado del acuífero por abatimiento, la propiedad menonita presenta el mayor porcentaje entre los grados de abatimiento alto y medio, seguida de las colonias agríco- las (Tabla 10).

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN C) Densidad de la red de distribución de agua subterránea en los Tabla 10. Resultados de los indicadores de estado del modelo PER cultivos perennes (huertas) RESULTADOS Modelo PER indicadores Propiedad En el caso de este indicador, se identificaron en la tabla 9 los km Colonia Propiedad Propiedad de estado meno- -1 agrícola ejidal privada ha distribuidos en las zonas de huerta por tipo de propiedad. nita Como se puede observar, la menonita es la que cuenta con una Indicador del número de cuerpos de agua natu- mayor tecnificación con 0.0388 km ha-1, seguida de la colonia 34 (24,876 82 (52,576 35 (241,021 125 (239,489 rales por cada tipo de ha) ha) ha) ha) agrícola con 0.0226 km ha-1, la propiedad privada y finalmente la tenencia de la tierra: propiedad ejidal. Número y área Proporción que representa el área de los cuerpos de agua natu- 0.00007 0.000164 0.000752 0.000747 Tabla 9. Tecnificación de riego en los cultivos perennes o huertas en km ha-1 rales respecto al área total de la cuenca (ha) Tecnificación del Tipo de tenencia Relación hectáreas de riego (km ha-1) cuerpo de agua natural Colonia agrícola 0.0226 respecto a las hectáreas 0.00116 0.00059 0.00209 0.00263 Propiedad ejidal 0.0159 totales, por tipo de pro- Propiedad menonita 0.0388 piedad Propiedad privada 0.0221 Indicador de ALTO 10.58% 13.83% 28.59% 7.45% la cobertura Diferencias entre los indicadores de la caracterización espacial del grado de MEDIO 49.19% 24.48% 52.04% 13.54% del medio físico y social abatimiento del acuífero Finalmente, se conjuntaron las resultantes de cada uno de los in- por tipo de BAJO 7.86% 4.14% 11.44% 3.27% dicadores en el esquema PER, con la finalidad de identificar más propiedad NULO 0.11% 1.41% 1.20% 0.81% claramente las diferencias generales. En este esquema se observan las colonias agrícolas, la propiedad ejidal, la propiedad menonita y la propiedad privada. En el caso del indicador A en presión (tabla 11), el grupo so- Como se observa en el primer indicador, la propiedad con cial que más agua consume entre producción agrícola y con- una mayor cantidad de cuerpos de agua naturales es la privada, sumo humano es la menonita, misma que también sobrepasa por pero en relación con el área total ocupada, es la propiedad me- mayor cantidad el consumo permitido de agua según el indica- 129 nonita la que cuenta con una mayor área en cuerpos de agua dor a, seguida de la propiedad ejidataria, pero haciendo un ba- naturales; en el caso del estado del acuífero por abatimiento, la lance entre consumo y área ocupada, resulta ser la propiedad propiedad menonita presenta el mayor porcentaje entre los gra- privada la que más agua consume ha-1 anualmente (0.0042 hm3 dos de abatimiento alto y medio, seguida de las colonias agríco- ha-1). las (Tabla 10).

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA Tabla 11. Resultados de los indicadores de presión del modelo PER todos los productores son vulnerables por su escasa tecnificación, pero es de suponerse que esta vulnerabilidad sea mayor, entre RESULTADOS quienes, además de estar poco tecnificados, tienen mucha su- Modelo PER indicadores perficie de un cultivo que es altamente demandante de agua. de presión Colonia Propiedad Propiedad Propiedad agrícola ejidal menonita privada El caso contrario se observa entre los productores menonitas, Indicador de demanda global hídrica por culti- quienes, a pesar de contar con una proporción menor en huer- 45.26 98.80 313.25 75.43 vos de maíz, huertas y tas, cuentan con una mayor red de distribución entre sus propie- población (hm3ha-1) dades. Esta puede ser una de las razones que expliquen que las Intensidad de consumo respecto al área total huertas en la propiedad menonita hayan crecido a tasas consi- 0.00367 0.00323 0.00318 0.00423 de la propiedad por derablemente mayores que en el resto de los productores, in- grupo social (hm3ha-1) cluso en los predios localizados en zonas de alto abatimiento del Intensidad de consumo respecto al área total acuífero, como fue encontrado por Chávez et al. en el 2013 (ta- 0.00014 0.00031 0.00991 0.00023 de la propiedad por bla 12). grupo social (hm3ha-1) Indicador con grado de satisfacción global hí- drica para los usos agro- Tabla 12. Resultados de los indicadores de respuesta del modelo PER. 39.45 86.69 125.89 27.35 pecuarios y población RESULTADOS humana por zona Modelo PER indicadores de pre- 3 -1 Colonia Propiedad Propiedad Propiedad (hm ha ) sión Indicador con la apro- agrícola ejidal menonita privada Indicador del número de cuerpos piación agrícola del es- 44.84% 30.10% 76.78% 12.89% 306 389 257 de agua no naturales por cada 68 pacio (234.95 (379.59 (194.701 tipo de tenencia de la tierra: Nú- (43.99 ha) Indicador con superficie ha) ha) ha) de huertas por tipo de 6.66% 1.72% 2.19% 3.29% mero y Área propiedad Proporción que representa el área de los cuerpos de agua no natura- 0.21% 0.27% 0.33% 0.21% les respecto al área total de la cuenca (ha) En el caso de la apropiación agrícola del espacio y la super- Relación ha de cuerpo de agua no natural respecto a las ha tota- 0.01% 0.07% 0.12% 0.06% ficie de huertas por tipo de propiedad, la comunidad menonita les por tipo de propiedad es la que presenta una mayor ocupación de suelos agrícolas, B) km de red de distribución subte- 1626.42 1911.29 rránea de agua en los diferentes 85.68 km 71.74 km mientras que los colonos agrícolas son los que destinan un área km km 130 tipos de tenencia de la tierra mayor a las huertas de manzana, en comparación con los otros Densidad de la red de distribución subterránea respecto al área total tipos de propiedad. 0.0069 0.0023 0.0160 0.0071 de la propiedad por grupo social En este caso, cabe mencionar que, a pesar de contar con (km ha-1) una mayor extensión de huertas de manzana en relación al total Densidad de la red de distribución subterránea respecto al área total 0.00027 0.000227 0.0051 0.006 de su propiedad, los colonos agrícolas muestran niveles de tecni- de la cuenca (km ha-1) ficación en su zona, que no corresponden con lo extendido que Densidad de la red de distribución de agua subterránea en los culti- 0.0226 0.0159 0.0388 0.0221 se encuentra este cultivo en sus áreas agrícolas. Por la densidad vos perennes (huertas, km ha-1) de la red de distribución de agua subterránea, aparentemente

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 11. Resultados de los indicadores de presión del modelo PER todos los productores son vulnerables por su escasa tecnificación, pero es de suponerse que esta vulnerabilidad sea mayor, entre RESULTADOS quienes, además de estar poco tecnificados, tienen mucha su- Modelo PER indicadores perficie de un cultivo que es altamente demandante de agua. de presión Colonia Propiedad Propiedad Propiedad agrícola ejidal menonita privada El caso contrario se observa entre los productores menonitas, Indicador de demanda global hídrica por culti- quienes, a pesar de contar con una proporción menor en huer- 45.26 98.80 313.25 75.43 vos de maíz, huertas y tas, cuentan con una mayor red de distribución entre sus propie- población (hm3ha-1) dades. Esta puede ser una de las razones que expliquen que las Intensidad de consumo respecto al área total huertas en la propiedad menonita hayan crecido a tasas consi- 0.00367 0.00323 0.00318 0.00423 de la propiedad por derablemente mayores que en el resto de los productores, in- grupo social (hm3ha-1) cluso en los predios localizados en zonas de alto abatimiento del Intensidad de consumo respecto al área total acuífero, como fue encontrado por Chávez et al. en el 2013 (ta- 0.00014 0.00031 0.00991 0.00023 de la propiedad por bla 12). grupo social (hm3ha-1) Indicador con grado de satisfacción global hí- drica para los usos agro- Tabla 12. Resultados de los indicadores de respuesta del modelo PER. 39.45 86.69 125.89 27.35 pecuarios y población RESULTADOS humana por zona Modelo PER indicadores de pre- 3 -1 Colonia Propiedad Propiedad Propiedad (hm ha ) sión Indicador con la apro- agrícola ejidal menonita privada piación agrícola del es- 44.84% 30.10% 76.78% 12.89% Indicador del número de cuerpos 306 389 257 pacio de agua no naturales por cada 68 (234.95 (379.59 (194.701 tipo de tenencia de la tierra: Nú- (43.99 ha) Indicador con superficie ha) ha) ha) de huertas por tipo de 6.66% 1.72% 2.19% 3.29% mero y Área propiedad Proporción que representa el área de los cuerpos de agua no natura- 0.21% 0.27% 0.33% 0.21% les respecto al área total de la cuenca (ha) En el caso de la apropiación agrícola del espacio y la super- Relación ha de cuerpo de agua no natural respecto a las ha tota- 0.01% 0.07% 0.12% 0.06% ficie de huertas por tipo de propiedad, la comunidad menonita les por tipo de propiedad es la que presenta una mayor ocupación de suelos agrícolas, B) km de red de distribución subte- 1626.42 1911.29 rránea de agua en los diferentes 85.68 km 71.74 km mientras que los colonos agrícolas son los que destinan un área km km tipos de tenencia de la tierra 131 mayor a las huertas de manzana, en comparación con los otros Densidad de la red de distribución subterránea respecto al área total tipos de propiedad. 0.0069 0.0023 0.0160 0.0071 de la propiedad por grupo social En este caso, cabe mencionar que, a pesar de contar con (km ha-1) una mayor extensión de huertas de manzana en relación al total Densidad de la red de distribución subterránea respecto al área total 0.00027 0.000227 0.0051 0.006 de su propiedad, los colonos agrícolas muestran niveles de tecni- de la cuenca (km ha-1) ficación en su zona, que no corresponden con lo extendido que Densidad de la red de distribución de agua subterránea en los culti- 0.0226 0.0159 0.0388 0.0221 se encuentra este cultivo en sus áreas agrícolas. Por la densidad vos perennes (huertas, km ha-1) de la red de distribución de agua subterránea, aparentemente

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA Discusión

Al respecto, debe mencionarse que para fortalecer el supuesto anterior es necesario medir la persistencia de las huertas en los terrenos de cada grupo social (su estabilidad espacial a lo largo del tiempo) (Rampsey et al., 2001), así como otros rasgos que denoten sus condiciones de tecnificación, como fotointerpretar y contar la densidad de árboles ha-1, pues se relacionan indirecta- mente con la vulnerabilidad a la escasez de agua. Esta tarea es- capa a los objetivos del presente trabajo, pero se ha desarrollado preliminarmente en otros proyectos de investigación relacionados tanto con la temática como con el área de estudio (Bravo et al., 2015).

En cuanto a cuerpos de agua no naturales, los menonitas cuentan con una mayor extensión de cuerpos de agua, aunque esta diferencia no resulta muy prominente, ya que los cuatro tipos de tenencia de la tierra muestran resultados similares; finalmente, en el indicador B en respuesta, se observa que la propiedad menonita es la que ocupa una mayor red de distribución subterrá- nea, es decir, se encuentra más tecnificada en cuanto al uso del recurso hídrico para el desarrollo de sus actividades. En este caso, cabe mencionar que entre el agua de riego y su manejo intervie- nen distintos factores como la calidad y disponibilidad del recurso, el método de riego y su diseño, la eficiencia de riego, entre algunos otros factores (De la Peña et al., 2001), que en conjunto influyen en la obtención de una mayor o menor productividad.

Además de lo descrito anteriormente para cada uno de los indicadores, queda claro que la cultura contribuye a moldear el 132 paisaje (Sauer, 2006). Es decir, en cada uno de sus patrones refleja ciertas costumbres y formas de entender y trabajar el entorno, lo que a su vez caracteriza a cada grupo determinado. En este sentido, es evidente que el espacio agrícola ocupado por la población menonita denota mayores grados de tecnificación e intensificación en cuanto al uso del agua, lo que a su vez se relaciona con un ethos colectivo (Boynton, 1997) en el que la actividad agrícola se convierte en un distintivo de prestigio social para

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Discusión este grupo de población, y que termina por conformar la cultura de esta comunidad (Naka, 2008). Al respecto, debe mencionarse que para fortalecer el supuesto anterior es necesario medir la persistencia de las huertas en los Aquí se refleja parte de lo que conforma el ser de este grupo terrenos de cada grupo social (su estabilidad espacial a lo largo social, que ha migrado desde sus inicios por distintos países del del tiempo) (Rampsey et al., 2001), así como otros rasgos que de- mundo, buscando libertad religiosa y la posibilidad de desarrollar noten sus condiciones de tecnificación, como fotointerpretar y sus prácticas agrícolas. En consecuencia, tuvo que formar un contar la densidad de árboles ha-1, pues se relacionan indirecta- vínculo con el paisaje y aprendió a trabajar las tierras en forma mente con la vulnerabilidad a la escasez de agua. Esta tarea es- de campos agrícolas muy eficientes, tal y como se expone en el capa a los objetivos del presente trabajo, pero se ha desarrollado caso aquí estudiado. preliminarmente en otros proyectos de investigación relaciona- Al igual que lo observado anteriormente, los mestizos tam- dos tanto con la temática como con el área de estudio (Bravo et bién presentan formas de apropiación del paisaje, medidas en al., 2015). términos de la tecnificación agrícola, que obedecen en cierta En cuanto a cuerpos de agua no naturales, los menonitas forma a un trasfondo cultural. Aunque hay excepciones, con fre- cuentan con una mayor extensión de cuerpos de agua, aunque cuencia son menos eficientes en producción agrícola (Valverde esta diferencia no resulta muy prominente, ya que los cuatro tipos et al., 2010), lo que seguramente se traduce en menor eficiencia de tenencia de la tierra muestran resultados similares; finalmente, económica y menores posibilidades para tecnificarse —reflejado en el indicador B en respuesta, se observa que la propiedad me- en menores densidades de distribución del agua subterránea—. nonita es la que ocupa una mayor red de distribución subterrá- Sin embargo, en esta situación han debido desarrollar estrategias nea, es decir, se encuentra más tecnificada en cuanto al uso del alternativas que implican la necesidad de menos recursos eco- recurso hídrico para el desarrollo de sus actividades. En este caso, nómicos para hacer frente a la escasez de agua, pero que igual- cabe mencionar que entre el agua de riego y su manejo intervie- mente les permiten enfrentar el fenómeno. Destacan en este nen distintos factores como la calidad y disponibilidad del re- caso la construcción de reservorios para captar el agua super- curso, el método de riego y su diseño, la eficiencia de riego, entre ficial. algunos otros factores (De la Peña et al., 2001), que en conjunto A partir de los indicadores generados, se advierte que es po- influyen en la obtención de una mayor o menor productividad. sible diferenciar el espacio agrícola en términos de la demanda Además de lo descrito anteriormente para cada uno de los y los usos del agua. En el trabajo queda patente que hay menos indicadores, queda claro que la cultura contribuye a moldear el posibilidad de satisfacer esta demanda entre los colonos agríco- paisaje (Sauer, 2006). Es decir, en cada uno de sus patrones re- las, porque en general tienen más huertas por área, pero no des- 133 fleja ciertas costumbres y formas de entender y trabajar el en- tacan por estar tecnificados. Por otro lado, en cuanto a res- torno, lo que a su vez caracteriza a cada grupo determinado. En puesta, los indicadores generados en el trabajo, sugieren que este sentido, es evidente que el espacio agrícola ocupado por la esta capacidad de respuesta es más desarrollada entre los pro- población menonita denota mayores grados de tecnificación e pietarios menonitas por las siguientes razones: cuentan con una intensificación en cuanto al uso del agua, lo que a su vez se rela- tecnificación considerablemente mayor al resto, al tener una ma- ciona con un ethos colectivo (Boynton, 1997) en el que la activi- yor distribución de la red subterránea, lo que les permite tener un dad agrícola se convierte en un distintivo de prestigio social para mejor aprovechamiento de los recursos hídricos, y por lo tanto,

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA generar mayores ganancias, que con el tiempo se pueden tra- ducir en una mayor tecnificación

En cuanto al balance existente entre ambos tipos de indicadores, se infiere que los menonitas parecen el grupo menos vulnerable, pues, aunque tienen prácticas de uso del agua que de- notan gran presión sobre el paisaje agrícola construido por ellos, también refleja mayores capacidades de respuesta y eficiencia en el uso del agua. Por el contrario, entre la población de mestizos, existen propietarios que realizan prácticas que ejercen una gran presión y con un menor aprovechamiento de los recursos hídricos, como es el caso de los colonos agrícolas, que tienen muchas huertas (mayor demanda de agua) y su tecnificación es menor.

Se observa también, que, aunque la comunidad menonita ha tenido que convivir desde 1927 con la comunidad de mestizos en la región de Cuauhtémoc, sus formas de construir e intensificar el paisaje siguen siendo distintas. Queda patente que entre grupos existen formas muy particulares de trabajar la tierra, así como de enfrentar el abatimiento del acuífero.

En todos los grupos sociales existen relaciones entre caracte- rísticas socioculturales y paisaje, y esta relación finalmente condiciona los grados de vulnerabilidad a los cuales se exponen frente a la escasez de agua, como se ha mencionado en algunos estudios (Ortega et al., 2013; PNUD, 2006; Velasco, 2005).

Estas formas de construir el paisaje se vinculan a su vez con la capacidad social para enfrentar la falta de agua. De aquí 134 pueden explicarse preguntas formuladas por otros autores que han abordado previamente este fenómeno. Es el caso de Chá- vez et al. (2013), quienes encontraron que, aun en los predios donde hay alto abatimiento del acuífero, los productores menonitas destacan sobre los otros productores en indicadores espaciales como la velocidad o tasa de incremento anual en la cobertura de huertas.

Una asignatura pendiente es evaluar si las huertas de cada grupo social tienen la misma tasa de permanencia en el tiempo,

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN generar mayores ganancias, que con el tiempo se pueden tra- es decir, si a lo largo de los años existen diferencias en las tasas ducir en una mayor tecnificación de abandono, en particular entre los productores no menonitas. Dicha evaluación, que permitirá corroborar la pertinencia de los En cuanto al balance existente entre ambos tipos de indica- indicadores construidos en este trabajo, se desarrolla actual- dores, se infiere que los menonitas parecen el grupo menos vul- mente en el marco de este mismo proyecto. nerable, pues, aunque tienen prácticas de uso del agua que de- notan gran presión sobre el paisaje agrícola construido por ellos, Los hallazgos de este trabajo sugieren, que la vulnerabilidad también refleja mayores capacidades de respuesta y eficiencia puede ser medida a partir de la elaboración de diversos indica- en el uso del agua. Por el contrario, entre la población de mesti- dores (disponibilidad de cuerpos de agua, km de tubería para la zos, existen propietarios que realizan prácticas que ejercen una distribución de agua por superficie total, número de pozos por gran presión y con un menor aprovechamiento de los recursos km2; etcétera). En este sentido, resultó de especial utilidad el mo- hídricos, como es el caso de los colonos agrícolas, que tienen mu- delo PER, pues permitió establecer aquellos que se relacionan chas huertas (mayor demanda de agua) y su tecnificación es con la disponibilidad natural de los recursos hídricos, las presiones menor. que se ejercen sobre los mismos y que van determinando la vulnerabilidad a la escasez de agua tanto de la sociedad menonita Se observa también, que, aunque la comunidad menonita como mestiza. ha tenido que convivir desde 1927 con la comunidad de mestizos en la región de Cuauhtémoc, sus formas de construir e intensificar el paisaje siguen siendo distintas. Queda patente que entre gru- Conclusiones pos existen formas muy particulares de trabajar la tierra, así como de enfrentar el abatimiento del acuífero. En este trabajo fue posible identificar dos rasgos cartografiables que pueden ser útiles como indicadores de respuesta social En todos los grupos sociales existen relaciones entre caracte- frente al abatimiento del acuífero. Uno de ellos es el estableci- rísticas socioculturales y paisaje, y esta relación finalmente condi- miento de pequeños reservorios de agua a las orillas de los pre- ciona los grados de vulnerabilidad a los cuales se exponen frente dios agrícolas, en los que se pueden almacenar cantidades de a la escasez de agua, como se ha mencionado en algunos estu- agua que escurren luego de realizar las labores de riego, y que dios (Ortega et al., 2013; PNUD, 2006; Velasco, 2005). pueden ser utilizadas en los predios vecinos, además de otros Estas formas de construir el paisaje se vinculan a su vez con cuerpos de agua no naturales (indicador de respuesta A) que la capacidad social para enfrentar la falta de agua. De aquí ocupan un 0.33% del área total de la propiedad menonita y un pueden explicarse preguntas formuladas por otros autores que 0.27% en el caso de la propiedad ejidal, así como la red de distri- 135 han abordado previamente este fenómeno. Es el caso de Chá- bución subterránea por cada uno de los tipos de tenencia (indi- vez et al. (2013), quienes encontraron que, aun en los predios cador de respuesta B). Se identifican así, ya que por medio de donde hay alto abatimiento del acuífero, los productores meno- estos reservorios o cuerpos de agua no naturales y redes de dis- nitas destacan sobre los otros productores en indicadores espa- tribución subterránea, los diferentes grupos sociales pueden ciales como la velocidad o tasa de incremento anual en la co- abastecerse de este recurso en periodos en los que se ve ago- bertura de huertas. tado, y esto a la vez es un indicador de la respuesta social frente a la escasez de agua. Una asignatura pendiente es evaluar si las huertas de cada grupo social tienen la misma tasa de permanencia en el tiempo,

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA De igual manera, y considerando los indicadores propuestos en el presente trabajo como información real, fue posible identificar la demanda hídrica entre los diferentes predios, encon- trando un mayor consumo de agua (313.26 hm3) en el tipo de propiedad menonita, esto si se analiza de manera global, pero al realizar el análisis respecto al área de propiedad de cada grupo los propietarios privados tienen una mayor demanda con 0.0042 hm3 ha-1 (indicador de presión A, B). Un caso similar se observó con los colonos agrícolas, quienes destacan por su cobertura relativa de cultivos de alta demanda hídrica (huertas, indicador de presión C), pero sus estrategias de respuesta, en términos de eficiencia de uso del agua, no corresponden al nivel de demanda que ejercen. En ambos casos se observa alta demanda de los recursos hídricos, aunque se dan en diferentes escalas dependiendo del área ocupada.

Finalmente, se identificó el balance entre la demanda hí- drica y la capacidad de respuesta (indicadores de estado A y B, indicador de presión a), que resultó distinto en cada uno de los tipos de propiedad, y fue evidente cómo el espacio agrícola ocupado por la población menonita denota mayores grados de tecnificación en cuanto al uso del agua al tener una mayor dis- tribución de la red subterránea. Sin embargo, no todas las regiones se adaptan de la misma manera ante la producción y explo- tación de su territorio, aun cuando las condiciones puedan ser muy similares, todo varía dependiendo de sus costumbres y edu- cación, o simplemente de las capacidades sociales y económi- cas que estén a su alcance.

136 Como corolario, debe mencionarse que estudios como el aquí desarrollado pueden ser de gran ayuda en la toma de decisiones, en particular al momento de destinar apoyos a las actividades agropecuarias. Conocer qué grupos sociales son más vulnerables a la falta de recursos hídricos y cuáles cuentan con una mayor tecnificación para el uso del agua, permite diseñar e implementar programas que impulsen el desarrollo de aquellos productores con menos activos financieros, sociales o tecnológi- cos. Para reforzar aún más los resultados obtenidos en este

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN De igual manera, y considerando los indicadores propuestos estudio, es recomendable su continuación ampliando los plazos en el presente trabajo como información real, fue posible identi- de investigación, generando nuevos resultados mediante la apli- ficar la demanda hídrica entre los diferentes predios, encon- cación de otros indicadores y realizando visitas a campo. trando un mayor consumo de agua (313.26 hm3) en el tipo de propiedad menonita, esto si se analiza de manera global, pero al realizar el análisis respecto al área de propiedad de cada grupo Bibliografía los propietarios privados tienen una mayor demanda con 0.0042 Abeldaño, R. A., J. C. Etario y A. R. Fernández, (2013). “Análisis y hm3 ha-1 (indicador de presión A, B). Un caso similar se observó distribución espacial de la vulnerabilidad social en la Provin- con los colonos agrícolas, quienes destacan por su cobertura re- cia de Salta, Argentina”, Revista de salud. lativa de cultivos de alta demanda hídrica (huertas, indicador de presión C), pero sus estrategias de respuesta, en términos de efi- Alatorre, L. C., R. E. Díaz, S. Miramontes, L. C. Bravo and E. Sánchez, ciencia de uso del agua, no corresponden al nivel de demanda (2014). “Spatial and Temporal Evolution of the Static Water que ejercen. En ambos casos se observa alta demanda de los Level of the Cuauhtemoc Aquifer during the Years 1973, 1991 recursos hídricos, aunque se dan en diferentes escalas depen- and 2000: A Geographical Approach”, Journal of Geo- diendo del área ocupada. graphic Information System, no. 6, pp. 572-584.

Finalmente, se identificó el balance entre la demanda hí- Andrade, Á., S. Arguedas y R. Vides, (2011). Guía para la aplica- drica y la capacidad de respuesta (indicadores de estado A y B, ción y monitoreo del enfoque Ecosistémico, UNESCO, pp. 18- indicador de presión a), que resultó distinto en cada uno de los 20. tipos de propiedad, y fue evidente cómo el espacio agrícola Ávila, P., (2008). “Vulnerabilidad socioambiental, seguridad hí- ocupado por la población menonita denota mayores grados de drica y escenarios de crisis”, Ciencias, núm. 90, pp. 46-57. tecnificación en cuanto al uso del agua al tener una mayor dis- tribución de la red subterránea. Sin embargo, no todas las regio- Boynton, L., (1997). “Clothing is a window to the soul: The social nes se adaptan de la misma manera ante la producción y explo- control of women in a Holdeman Mennonite Community”, tación de su territorio, aun cuando las condiciones puedan ser Journal of Mennonite Studies, vol. 15, pp. 11-30. muy similares, todo varía dependiendo de sus costumbres y edu- Bravo, L. C., (2014). “Menonitas, cultura y paisaje agrícola. Retos cación, o simplemente de las capacidades sociales y económi- y oportunidades en el aprovechamiento del agua en cas que estén a su alcance. Chihuahua”, Expoagro internacional Chihuahua 2014 y 7° Foro del agua, Chihuahua, Centro de exposiciones y con- Como corolario, debe mencionarse que estudios como el 137 aquí desarrollado pueden ser de gran ayuda en la toma de de- venciones de Chihuahua, pp. 32. cisiones, en particular al momento de destinar apoyos a las acti- Castro, P. (1999). “Ciudad Cuauhtémoc, Chihuahua: un fruto so- vidades agropecuarias. Conocer qué grupos sociales son más cial de la Revolución Mexicana”, Polis Investigación y Análisis vulnerables a la falta de recursos hídricos y cuáles cuentan con Sociopolítico y Psicosocial, vol. 1, núm. 95, pp. 171-196. una mayor tecnificación para el uso del agua, permite diseñar e implementar programas que impulsen el desarrollo de aquellos Chávez, A. E. y J. A. Corral (2013). Relaciones espaciales entre los productores con menos activos financieros, sociales o tecnológi- cambios de nivel estático del acuífero Cuauhtémoc, cos. Para reforzar aún más los resultados obtenidos en este Chihuahua, y la cobertura de huertas de manzana durante

PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA 1993-2003, Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Chihuahua.

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PROSPECCIÓN DE INDICADORES DE RESPUESTA FRENTE AL ABATIMIENTO DEL ACUÍFERO, UNA EXPLORACIÓN ENTRE MENONITAS Y MESTIZOS DE LA REGIÓN DE CUAUHTÉMOC, CHIHUAHUA

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN

Predicción de áreas susceptibles a deforestación del suroeste de Chihuahua, aplicando Sistemas de Información Geográfica (SIG) y métodos de regresión lineal múltiple

Héctor Obed Castro Beltrán Luis Carlos Bravo Peña María Elena Torres Olave Lara Cecilia Wiebe Quintana

Resumen

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y la Sensoria Re- mota son herramientas de gran importancia y utilidad para la de- terminación de áreas susceptibles a deforestación. El estado de Chihuahua cuenta con una amplia extensión de áreas forestales, y a su vez, se caracteriza por actividades económicas como la agrícola y ganadería, por lo cual requiere de una gestión y monitoreo de los posibles cambios de uso de suelo que conlleven a los procesos de deforestación. El suroeste del estado es la zona donde se encuentra un alto dosel forestal y en la cual se desarrollan actividades de minería y de extracción de madera.

En el presente estudio se realiza una determinación de las zonas susceptibles a deforestación mediante un modelo de Re- gresión Lineal Múltiple a partir de variables socioeconómicas y ambientales relacionadas espacialmente con el área, cartogra- fiando previamente las zonas que ya han sido perturbadas por actividades humanas.

143 Palabras clave: deforestación, SIG, predicción, variable, susceptible.

Prediction of areas prone to deforestation of the southwest of Chihuahua, applying Geographic Information Systems (GIS) and multiple linear regression methods

Abstract

Geographic Information Systems (GIS) and Remote Sensing are tools of great importance and useful for the determination of areas susceptible to deforestation. The state of Chihuahua has a wide extension of forest areas, and in turn, is characterized by economic activities such as agriculture and livestock, which re- quires a management and monitoring of possible land use changes that lead to the processes of deforestation. The southwest of the state is the area where there is a high forest canopy, and in which activities of mining and quarrying are developed. In the present study, a determination of the areas prone to deforestation through a Multiple Linear Regression model is made from socioeconomic and environmental variables spatially related to the area, previously mapping the areas that have already been disturbed by human activities.

Keywords: deforestation, GIS, prediction, variable, prone.

Introducción 144 La deforestación es un fenómeno complejo que depende de muchos factores relacionados con las actividades humanas (Mas et al., 1996). Según Céspedes y Moreno (2010), México es uno de los países que cuenta con una mayor biodiversidad y riqueza ecológica a nivel mundial y sufre graves problemas ambientales, entre ellos, el de mayor relevancia es la deforestación; y señalan que los problemas que se asocian a este fenómeno se deben en su mayoría al crecimiento poblacional, mismos que son causa de

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN la mala gestión de los recursos naturales. La cobertura y uso del suelo son dos de los elementos que mejor evidencian la transfor- mación de la superficie terrestre por parte de la acción humana a través del tiempo (Reyes et al., 2006). El tema del cambio del uso de suelo es sumamente importante para los científicos por la alteración de las condiciones ambientales del planeta; existe mucha atención en el cambio de bosques tropicales en áreas agrí- colas y ganaderas (Cortina et al., 1998), estas actividades, con- forme pasa el tiempo, se presentan con más frecuencia, ya sea legal o ilegalmente (Pineda et al., 2008). La mayoría de los estudios sobre deforestación realizados en México se han enfocado en la cuantificación del proceso. Tradicionalmente, la medición de cambios de cobertura vegetal y uso del suelo se realiza sobre documentos generados mediante percepción remota (usual- mente, fotografías aéreas e imágenes de satélite) o cartografía temática de cobertura (Bocco et al., 2000). Pero casi no existen estudios para identificar las causas de este proceso, o para identificar las áreas potenciales a sufrir este tipo de degradación.

El estado de Chihuahua posee la mayor extensión territorial en el país, así como la mayor superficie forestal. En Chihuahua, el deterioro de los recursos forestales está asociado a factores como la tala clandestina y los incendios forestales, principalmente el cambio de uso del suelo (Sígala et al., 2014). Se sabe que es alta la explotación de productos maderables, por lo cual es necesario considerar a grado de prioridad el mitigar o prevenir las consecuencias de la deforestación, así como los impactos ambientales que esta pueda producir (Pinedo et al., 2007). En Chihuahua, en vista de que son pocas las personas que tienen el control de la producción en los ejidos y comunidades forestales, 145 son quienes se benefician de la comercialización de los productos y los ejidatarios reciben poca compensación económica por el uso de los recursos (Luján et al., 2008).

Dados los elementos anteriores, la identificación de las causas de la deforestación, la ponderación de su importancia y la identificación de áreas probables de ser deforestadas, permite establecer prioridades de manejo-gestión de los factores que

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE inducen la pérdida de biodiversidad, y favorece la implementa- ción de medidas de mitigación a este fenómeno desde una perspectiva espacial.

Con base en lo anterior, la finalidad de realizar este estudio es generar una predicción de las áreas forestales susceptibles a sufrir un cambio de uso de suelo, aplicando el análisis estadístico de Regresión Lineal Múltiple, el cual es utilizado para estudiar la relación entre dos variables. Dicho análisis es aplicable en diversos campos, como lo son la hidrología (Campos, 2016; 2011), pre- dicción de rendimiento académico (García et al., 2000), para comparar su potencial predictivo frente análisis estadísticos mediante experimentos (Morales & González, 2003), incluso en estimaciones de radiación neta a través de diversos factores (Ocampo & Rivas, 2013). En este estudio el método será utilizado para predecir, a partir de variables explicativas, cuáles zonas dentro del marco de estudio son propensas a sufrir el proceso de deforestación.

Antecedentes

Existen varios estudios que han tratado este tema sobre el cambio de uso de suelo; Mas (1996) determinó áreas y tasas de defores- tación para los tipos de cobertura forestal; obtuvo como resultado que más de 400 000 hectáreas fueron deforestadas durante el periodo 1982-1992, lo cual representa aproximadamente el 55% de la superficie forestal de 1982. Posteriormente, Pineda et al. (2008) identificaron los cambios en la cobertura vegetal y uso del 146 suelo ocurridos durante el lapso 1993-2002 para el Estado de Mé- xico, calcularon los cambios, intercambios y transiciones sistemá- ticas que afectaron la pérdida de la cubertura forestal aplicando métodos de Regresión Lineal Múltiple; los mismos autores han ex- plorado los factores que han inducido la pérdida de cobertura vegetal, utilizando métodos de Regresión Geográficamente Pon- derada (GWR), en la misma área de estudio (Pineda et al., 2010). Por otra parte, Ludeke (1990) empleó la Regresión Logística para

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN inducen la pérdida de biodiversidad, y favorece la implementa- predecir las áreas más propensas a ser deforestadas a partir de ción de medidas de mitigación a este fenómeno desde una pers- variables paisajísticas y culturales. pectiva espacial.

Con base en lo anterior, la finalidad de realizar este estudio Hipótesis es generar una predicción de las áreas forestales susceptibles a sufrir un cambio de uso de suelo, aplicando el análisis estadístico Es posible predecir las zonas susceptibles a deforestarse anali- de Regresión Lineal Múltiple, el cual es utilizado para estudiar la zando las variables físicas y socioeconómicas que se encuentran relación entre dos variables. Dicho análisis es aplicable en diver- relacionadas espacialmente con el área aplicando métodos de sos campos, como lo son la hidrología (Campos, 2016; 2011), pre- Regresión Lineal Múltiple. dicción de rendimiento académico (García et al., 2000), para comparar su potencial predictivo frente análisis estadísticos mediante experimentos (Morales & González, 2003), incluso en esti- Objetivos maciones de radiación neta a través de diversos factores General: (Ocampo & Rivas, 2013). En este estudio el método será utilizado para predecir, a partir de variables explicativas, cuáles zonas El objetivo general es determinar las zonas susceptibles a defores- dentro del marco de estudio son propensas a sufrir el proceso de tación aplicando técnicas de Regresión Lineal Múltiple, con base deforestación. en la presencia de variables socioeconómicas ambientales.

Específicos:

Antecedentes 1. Generar la cartografía de las zonas deforestadas del suroeste de Chihuahua. Existen varios estudios que han tratado este tema sobre el cambio de uso de suelo; Mas (1996) determinó áreas y tasas de defores- 2. Proceso de las variables socioeconómicas y ambientales tación para los tipos de cobertura forestal; obtuvo como resul- relacionadas con el área. tado que más de 400 000 hectáreas fueron deforestadas durante 3. Aplicar el modelo de Regresión Lineal Múltiple. el periodo 1982-1992, lo cual representa aproximadamente el 55% de la superficie forestal de 1982. Posteriormente, Pineda et al. 4. Identificar las zonas susceptibles a deforestación. (2008) identificaron los cambios en la cobertura vegetal y uso del suelo ocurridos durante el lapso 1993-2002 para el Estado de Mé- 147 xico, calcularon los cambios, intercambios y transiciones sistemá- Área de estudio ticas que afectaron la pérdida de la cubertura forestal aplicando El estado de Chihuahua se localiza al norte de México, entre las métodos de Regresión Lineal Múltiple; los mismos autores han ex- coordenadas 28°48’51’ latitud norte y 106°26’22’ longitud oeste. plorado los factores que han inducido la pérdida de cobertura De acuerdo con el INEGI (2010), tiene una población de 3 406 465 vegetal, utilizando métodos de Regresión Geográficamente Pon- millones de habitantes, cuenta con una superficie de 247 460 km2, derada (GWR), en la misma área de estudio (Pineda et al., 2010). colocándose en el primer lugar del país con más extensión terri- Por otra parte, Ludeke (1990) empleó la Regresión Logística para torial. Limita con dos estados de los Estados Unidos de América, Nuevo México y Texas; en México, al oeste con Sonora y Sinaloa,

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE al sur Durango y al este con Coahuila, contando con un total de 67 municipios.

La zona suroeste, conocida también como la Sierra Tarahu- mara, es una de las principales reservas de recursos naturales con una superficie aproximada de 65 000 km2, la cual comprende 23 municipios, contando con un 80% de extensión forestal de un total de 3 568 663 ha; siendo de interés para este estudio Balleza, Batopilas, Bocoyna, Carichí, Guachochi, Nonoava y Urique, abarcando una superficie de 25 079 km2, lo que representa el 10.13% de la superficie total del estado (Ruelas et al., 1999).

Figura 1. Localización del área de estudio.

148

Elaboración propia.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN al sur Durango y al este con Coahuila, contando con un total de Materiales y métodos 67 municipios. Cartografías de las zonas deforestadas en el área La zona suroeste, conocida también como la Sierra Tarahu- de estudio mara, es una de las principales reservas de recursos naturales con Para identificar las áreas deforestadas del suroeste de 2 una superficie aproximada de 65 000 km , la cual comprende 23 Chihuahua, en este estudio se utilizaron cartografías de uso de municipios, contando con un 80% de extensión forestal de un to- suelo y vegetación, correspondientes a los años 1985 (Serie I), y tal de 3 568 663 ha; siendo de interés para este estudio Balleza, 2011 (Serie V), obtenidas de manera gratuita del Instituto Nacio- Batopilas, Bocoyna, Carichí, Guachochi, Nonoava y Urique, abar- nal de Estadística y Geografía (INEGI), las cuales fueron sometidas 2 cando una superficie de 25 079 km , lo que representa el 10.13% a un ajuste espacial y luego recortadas con el área de estudio y, de la superficie total del estado (Ruelas et al., 1999). asimismo, proyectadas en un mismo sistema de coordenadas utilizando ArcMap en su versión 10.3.

Figura 1. Localización del área de estudio. Posteriormente se homogenizaron las clases de usos de suelo, es decir, se reclasificaron en dos clases: la clase “antrópi- cas”, que es donde interactúa el hombre con el uso de suelo; y la clase “natural”, que hace referencia a las áreas donde el hombre no tiene contacto con el suelo. Esta reclasificación permitió que las intersecciones de las cartografías utilizadas fueran equivalentes y comparables. Para la serie I, se reclasificaron como clases antrópicas: agricultura de humedad, de riego, temporal, pastizal inducido y vegetación secundaria. Como naturales: bosques, cuerpo de agua, selva baja caducifolia y pastizal natural. En la serie V, se reclasificaron como antrópicas: agricultura de riego, anual, temporal, pastizal inducido y cultivado, vegetación secundaria y asentamientos humanos. Como naturales: bosques, cuerpo de agua, pastizal natural y selva baja caducifolia.

Validación de los datos 149

Con las cartografías ajustadas espacialmente y con las clases ho- mogenizadas, se procedió a la validación de estas. La razón de validar los insumos a utilizar es porque no se conoce la calidad de los mismos, dicha validación se realizó con imágenes Landsat TM, con una resolución de 30 metros, correspondientes al año 1997, para efectos de la validación de la serie I, y 2013 para la

Elaboración propia.

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE serie V, mismas que fueron obtenidas gratuitamente del portal USGS Science for a changing world (2017).

Debido a que el área de estudio abarca más de una imagen del sensor, previamente es necesario realizar un mosaico para cada año con las imágenes necesarias, y para esto cada imagen requiere de su corrección atmosférica mediante el modelo de reflectancia aparente, esto con el fin de homogenizar la respuesta espectral de las coberturas en las zonas donde existe traslape al momento de realizar el mosaico, ya que las imágenes son capturadas en distintas horas del día en donde influye la inclina- ción del sol, y por ende la respuesta espectral no será homogé- nea en el traslape, aunque el área capturada sea la misma (Aguilar et al., 2014). La elaboración de dicho mosaico consistió de cuatro imágenes para cada año (1985 y 2011).

Construido el mosaico, lo siguiente fue realizar la validación, que consiste en generar una matriz de confusión con base en la metodología propuesta por Congalton y Green (2008), en la cual se define una malla de puntos aleatorios que son evaluados para fines de este estudio, en las cartografías de uso de suelo, así como en las imágenes. Para construir la matriz de confusión, se fotoin- terpreta cada punto y se le define su categoría, ya sea natural o antrópica, de acuerdo con lo observado en la imagen, obteniendo como resultados en cada matriz, estadísticos básicos de confiabilidad cartográfica, como lo son fiabilidad global, error de comisión y omisión, exactitud productor-usuario y estadístico Kappa.

150 Tabulación cruzada

La mejor manera de analizar los cambios en la cobertura de los suelos es obteniendo mapas de un tiempo uno y un tiempo dos, y con estos examinar los cambios con una matriz de transición para identificar las transiciones más importantes, y después investigar los procesos que generan las transiciones. La matriz de tabu- lación cruzada tradicional consiste en un ajuste de dos entradas, donde se tendrán columnas y renglones, identificando al final de

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN serie V, mismas que fueron obtenidas gratuitamente del portal estos, las superficies de las clases del tiempo uno y tiempo dos, USGS Science for a changing world (2017). respectivamente. La diagonal del interior de esta matriz indicará las superficies que no sufren ninguna alteración, mientras que en Debido a que el área de estudio abarca más de una imagen los costados tendremos las que han sufrido algún cambio (Pontius del sensor, previamente es necesario realizar un mosaico para et al., 2004). cada año con las imágenes necesarias, y para esto cada imagen requiere de su corrección atmosférica mediante el modelo El siguiente proceso fue generar una tabulación cruzada de reflectancia aparente, esto con el fin de homogenizar la res- mediante el módulo CrossTab del software IDRISI Selva. Dicha ma- puesta espectral de las coberturas en las zonas donde existe tras- triz se encuentra en números de pixeles, por lo tanto, es necesario lape al momento de realizar el mosaico, ya que las imágenes son exportarla de manera que sea posible manipularla en Excel, con capturadas en distintas horas del día en donde influye la inclina- el fin de convertir la superficie del total de pixeles en hectáreas. ción del sol, y por ende la respuesta espectral no será homogé- Además de la matriz, el módulo proporciona un mapa resultante nea en el traslape, aunque el área capturada sea la misma de las transiciones, mostrando de manera gráfica lo que cambió (Aguilar et al., 2014). La elaboración de dicho mosaico consistió de una clase a otra, y las clases que permanecieron sin alteracio- de cuatro imágenes para cada año (1985 y 2011). nes. El mapa resultante de la tabulación fue reclasificado de manera que sea posible identificar las perturbaciones en la vegeta- Construido el mosaico, lo siguiente fue realizar la validación, ción por actividades humanas, es decir, las zonas deforestadas que consiste en generar una matriz de confusión con base en la en el área de estudio; la reclasificación de dicho mapa consistió metodología propuesta por Congalton y Green (2008), en la cual en hacer una selección a la transición de todas las clases que se define una malla de puntos aleatorios que son evaluados para pasaron de ser naturales en el tiempo uno, a ser antrópicos en el fines de este estudio, en las cartografías de uso de suelo, así como tiempo dos. Seleccionada esta transición, se clasificó en niveles en las imágenes. Para construir la matriz de confusión, se fotoin- de cambio, de los cambios menos relevantes, a los cambios más terpreta cada punto y se le define su categoría, ya sea natural o drásticos (Tabla 1); donde 6 sería el cambio más drástico, es de- antrópica, de acuerdo con lo observado en la imagen, obte- cir, cambio irreversible. niendo como resultados en cada matriz, estadísticos básicos de confiabilidad cartográfica, como lo son fiabilidad global, error de comisión y omisión, exactitud productor-usuario y estadístico Tabla 1. Niveles de cambio en el lapso 1985-2011. Elaboración propia. Kappa. Tipo de cambio Nivel Permaneció igual 1 Natural-Vegetación S. 2 151 Tabulación cruzada Vegetación S.-Agrícola 3 La mejor manera de analizar los cambios en la cobertura de los Natural-Agrícola 4 suelos es obteniendo mapas de un tiempo uno y un tiempo dos, Agrícola-Urbano 5 y con estos examinar los cambios con una matriz de transición Natural-Urbano 6 para identificar las transiciones más importantes, y después investigar los procesos que generan las transiciones. La matriz de tabu- lación cruzada tradicional consiste en un ajuste de dos entradas, donde se tendrán columnas y renglones, identificando al final de

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Selección y procesamiento de variables físicas y socioeco- nómicas relacionadas espacialmente con el área

Se consideraron catorce variables explicativas, las cuales fueron: áreas con actividad agropecuaria del año 1985, áreas naturales protegidas, distribución potencial de plagas (Ips Confusus), red hidrográfica, edafología y pendientes (obtenidas a partir de un modelo digital de elevaciones), todas estas tipificadas como variables físicas; así como carreteras y caminos, localidades correspondientes al año 2010, localización de concesiones mineras, lo- calización de pozos, tenencia de la tierra (propiedad ejidal y privada), y datos de marginación correspondientes al 1995 y 2010, estas tipificadas como socioeconómicas. Toda esta información obtenida de manera gratuita de las bases de datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI, 2017), y de la Comi- sión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio, 2012) (Tabla 2).

Tabla 2. Variables explicativas.

Variable Proceso Fuente Áreas agropecua- Distancia euclidiana Cartografía de 1985 rias (INEGI) Áreas naturales Distancia euclidiana INEGI (2017) protegidas D.P. de plagas Distancia euclidiana Maldonado (2015) Red hidrográfica Distancia euclidiana Conabio (2017) Edafología Reclasificación INEGI (2017) Pendientes Reclasificación INEGI (2017) Carreteras Distancia euclidiana Conabio (2017) Caminos Distancia euclidiana Conabio (2017) Localidades Distancia euclidiana Conabio (2017) 152 Concesiones mi- Distancia euclidiana INEGI (2017) neras Localización de Distancia euclidiana REPDA (Conagua) pozos (2017) Tenencia de la Clasificación Bravo et al., (2017) tierra Marginación 1995 Polígonos de Thiessen Conabio (2017) y 2010 Elaboración propia.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Selección y procesamiento de variables físicas y socioeco- Procesamiento de variables nómicas relacionadas espacialmente con el área Obtenida toda la información, primeramente, al igual que las Se consideraron catorce variables explicativas, las cuales fueron: cartografías de los usos de suelo, se realizó un ajuste espacial áreas con actividad agropecuaria del año 1985, áreas naturales para cada una de las capas, recortando de acuerdo con el área protegidas, distribución potencial de plagas (Ips Confusus), red de estudio, indicando un mismo sistema de coordenadas para hidrográfica, edafología y pendientes (obtenidas a partir de un todas estas. La capa de carreteras y caminos fue actualizada de- modelo digital de elevaciones), todas estas tipificadas como va- bido a que dentro de esta únicamente se contaba con carrete- riables físicas; así como carreteras y caminos, localidades corres- ras de administración federal y estatal, por lo cual fue necesario pondientes al año 2010, localización de concesiones mineras, lo- digitalizar las brechas y caminos presentes en el área a escala calización de pozos, tenencia de la tierra (propiedad ejidal y pri- 1:50,000, de acuerdo con el mapa base “Streets” de ArcMap en vada), y datos de marginación correspondientes al 1995 y 2010, su versión 10.3; terminada la actualización de la capa, esta fue estas tipificadas como socioeconómicas. Toda esta información dividida y tipificada en dos, extrayendo de dicha capa única- obtenida de manera gratuita de las bases de datos del Instituto mente las carreteras con administración federal y estatal, tipifica- Nacional de Estadística y Geografía (INEGI, 2017), y de la Comi- das estas como “carreteras”, y como “caminos” las brechas y ca- sión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad minos actualizados de acuerdo con el mapa base, obteniendo (Conabio, 2012) (Tabla 2). como resultado dos capas.

La capa de pendientes, obtenida a partir de un modelo digital de elevaciones (DEM), mediante la herramienta “Slope” de Tabla 2. Variables explicativas. ArcMap en su versión 10.3, fue reclasificada en 5 categorías, que Variable Proceso Fuente indican pendientes con muy baja inclinación (< 3 grados), a las Áreas agropecua- Distancia euclidiana Cartografía de 1985 rias (INEGI) pendientes más abruptas (> 30 grados) (Tabla 3). Sobre la tenen- Áreas naturales Distancia euclidiana INEGI (2017) cia de la tierra, esta capa únicamente se clasificó en 2, donde 1 protegidas es propiedad ejidal, mientras que 2 se clasifica como propiedad D.P. de plagas Distancia euclidiana Maldonado (2015) Red hidrográfica Distancia euclidiana Conabio (2017) privada. La capa de edafología se clasificó en niveles de fertili- Edafología Reclasificación INEGI (2017) dad para aptitud agrícola de acuerdo con los tipos de suelo pre- Pendientes Reclasificación INEGI (2017) Carreteras Distancia euclidiana Conabio (2017) sentes en el área; esta varía dependiendo de las fases físicas y Caminos Distancia euclidiana Conabio (2017) químicas de cada suelo —sales, sodio, entre otras— (Tabla 4). Localidades Distancia euclidiana Conabio (2017) Concesiones mi- Distancia euclidiana INEGI (2017) 153 neras Localización de Distancia euclidiana REPDA (Conagua) Tabla 3. Reclasificación de las pendientes. pozos (2017) Tenencia de la Clasificación Bravo et al., (2017) Categoría Grados tierra (1) Muy baja < 3 Marginación 1995 Polígonos de Thiessen Conabio (2017) (2) Ligera 3 – 5 y 2010 (3) Media 5 – 10 Elaboración propia. (4) Inclinada 10 – 30 (5) Muy inclinada > 30 Elaboración propia.

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Tabla 4. Clasificación de capa edafológica.

Suelo Fertilidad (1) Litosol No fértil (2) Cambisol Muy baja (3) Regosol Baja (4) Planosol Media (5) Vertisol Alta (6) Feozem Muy alta Elaboración propia. (Con base en INEGI, 2003).

Distancia euclidiana

Las capas sometidas al cálculo de distancia euclidiana fueron: áreas agropecuarias, áreas naturales protegidas, carreteras y caminos, presencia potencial de plagas, localidades, concesiones mineras, localización de pozos y la red hidrográfica.

La distancia euclidiana se calcula desde el centro de la celda de origen hasta el centro de cada una de las celdas ad- yacentes. Este algoritmo funciona calculando la hipotenusa, tomando X Max y Y Max como los otros lados del triángulo, y de esta manera para cada celda se determina la distancia a cada celda de origen. Este cálculo deriva en la verdadera distancia euclidiana, en vez de la distancia de la celda. Se calcula la distancia más corta a un origen, y si es menor que la distancia má- xima especificada, el valor se asigna a la ubicación de la celda de salida (ESRI, 2016).

Polígonos de Thiessen

154 El método de los polígonos de Thiessen consiste en delimitar áreas de influencia (unidades discretas) a partir de un conjunto de puntos. El tamaño y la configuración de los polígonos depende de la distribución de los puntos originales. Una limitante que tiene el método es que no se puede estimar el error asociado, pues el valor para cada polígono se obtiene a partir de un solo punto (Agua y SIG, 2011). En los datos de marginación se presentan cinco niveles de marginación, lo cuales son: muy baja, baja, media, alta y muy alta, por lo cual, ambas capas fueron clasificadas

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 4. Clasificación de capa edafológica. con base en estos niveles con el rango 1-5, donde 1 es el nivel Suelo Fertilidad más bajo de marginación (Muy baja), y 5 el nivel más alto (Muy (1) Litosol No fértil alta). Una vez clasificados, se crearon los polígonos de Thiessen (2) Cambisol Muy baja para ambas fechas y una vez obtenidos estos, fueron convertidos (3) Regosol Baja (4) Planosol Media a formato raster, y se realizó un álgebra de mapas, restando los (5) Vertisol Alta datos de 2010 a 1995, teniendo como resultado un mapa con (6) Feozem Muy alta Elaboración propia. (Con base en INEGI, 2003). nueve clases en el rango de -4 a +4, donde los polígonos con valores negativos indican una reducción en la marginación durante

el periodo, y los que presentan valores positivos indican un incre- Distancia euclidiana mento; este mapa fue clasificado en nueve categorías (Tabla 5).

Las capas sometidas al cálculo de distancia euclidiana fueron:

áreas agropecuarias, áreas naturales protegidas, carreteras y ca- Tabla 5. Clasificación de los cambios de marginación minos, presencia potencial de plagas, localidades, concesiones en el lapso 1995-2010. mineras, localización de pozos y la red hidrográfica. Categoría 2010 1995 Operación La distancia euclidiana se calcula desde el centro de la 1 1 (Muy baja) 5 (Muy alta) -4 (Redujo 4 categorías) celda de origen hasta el centro de cada una de las celdas ad- 2 1 (Muy baja) 4 (Alta) -3 (Redujo 3 categorías) yacentes. Este algoritmo funciona calculando la hipotenusa, to- 3 1 (Muy baja) 3 (Media) -2 (Redujo 2 categorías) mando X Max y Y Max como los otros lados del triángulo, y de 4 1 (Muy baja) 2 (Baja) -1 (Redujo 1 categoría) esta manera para cada celda se determina la distancia a cada 5 1 (Muy baja) 1 (Muy baja) 0 (Sin cambios) celda de origen. Este cálculo deriva en la verdadera distancia euclidiana, en vez de la distancia de la celda. Se calcula la dis- 6 5 (Muy alta) 4 (Alta) 1 (Incremento 1 categoría) tancia más corta a un origen, y si es menor que la distancia má- 7 5 (Muy alta) 3 (Media) 2 (Incremento 2 categorías) xima especificada, el valor se asigna a la ubicación de la celda 8 5 (Muy alta) 2 (Baja) 3 (Incremento 3 categorías) de salida (ESRI, 2016). 9 5 (Muy alta) 1 (Muy baja) 4 (Incremento 4 categorías) Elaboración propia (Con base en Bravo et al., 2017).

Polígonos de Thiessen Fenómeno de Hughes El método de los polígonos de Thiessen consiste en delimitar áreas 155 de influencia (unidades discretas) a partir de un conjunto de pun- Es necesario aclarar que no todas las variables son cuantitativas tos. El tamaño y la configuración de los polígonos depende de la continuas, como lo son las distancias euclidianas calculadas; di- distribución de los puntos originales. Una limitante que tiene el cho esto, surge el cuestionamiento: ¿qué sucedería si deseamos método es que no se puede estimar el error asociado, pues el incluir una variable categórica o cualitativa? La manera de ha- valor para cada polígono se obtiene a partir de un solo punto cerlo sería creando capas booleanas separadas de cada cate- (Agua y SIG, 2011). En los datos de marginación se presentan goría, a partir de una capa portadora de varias categorías, y así, cinco niveles de marginación, lo cuales son: muy baja, baja, me- incluir cada una en el modelo. En el análisis de regresión se cono- dia, alta y muy alta, por lo cual, ambas capas fueron clasificadas cen como variables “dummy” (variables discretas), sin embargo,

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE esto resulta inconveniente, debido a que aumentaría potencial- mente el número de variables, y en consecuencia afectaría el rendimiento del modelo, conocido como fenómeno de Hughes (Eastman, 2012).

En matemáticas y estadísticas, la maldición de la dimensión o efecto Hughes, se refiere a los diversos fenómenos que parten de analizar y organizar datos de espacios de múltiples dimensiones, que no suceden en el espacio físico, que es descrito solo con tres dimensiones. El problema más común es que cuando au- menta la dimensionalidad, el volumen del espacio crece expo- nencialmente, haciendo que los datos disponibles se vuelvan dis- persos y resulten un problema para cualquier método que requiera significación estadística (Oommen et al., 2008).

Teniendo en cuenta todo lo anterior, en este estudio se utilizó un enfoque diferente. En este análisis se incluyeron también variables categóricas: edafología, tenencia de la tierra, pendientes y datos de marginación (Polígonos de Thiessen), previamente reclasificadas y categorizadas, como se describe anteriormente. El software IDRISI cuenta con modelador de cambio de cobertura de suelo, “Land Change Modeler”, que está orientado al problema acelerado de la transformación de la cobertura de suelo y a las necesidades bastante obvias de la conservación de la biodiversidad. Esta aplicación despliega un conjunto de herramientas muy robusto para el análisis de cambio, así como la ela- boración de planes y escenarios para el futuro (Eastman, 2012). Asimismo, tiene un panel de transformación de variables; las transformaciones disponibles son: logaritmo natural, exponencial, 156 logit, raíz cuadrada, potencia y probabilidad de evidencia (Evi- dence likelihood), esta última es un medio muy efectivo para in- corporar variables categóricas a un análisis de regresión. El procedimiento examina la frecuencia relativa de píxeles pertenecientes a las diferentes categorías de esa variable dentro de las áreas de cambio; descrito de otra manera, a cada pixel le cues- tiona el qué tan probable es que tenga un valor como ese si fuese un área que experimenta un cambio (Eastman, 2012). La variable de entrada debe de ser una capa de transición o un mapa

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN esto resulta inconveniente, debido a que aumentaría potencial- booleano de áreas que han pasado por la transición que se está mente el número de variables, y en consecuencia afectaría el modelando. El resultado obtenido es una imagen cuantitativa rendimiento del modelo, conocido como fenómeno de Hughes con valores que oscilan de 0 a 1, valores de probabilidad, las va- (Eastman, 2012). riables categóricas mencionadas anteriormente fueron sometidas a este proceso con el fin de contar únicamente con variables En matemáticas y estadísticas, la maldición de la dimensión cuantitativas para el análisis y omitir el efecto hughes descrito o efecto Hughes, se refiere a los diversos fenómenos que parten previamente. de analizar y organizar datos de espacios de múltiples dimensiones, que no suceden en el espacio físico, que es descrito solo con tres dimensiones. El problema más común es que cuando au- Regresión lineal múltiple menta la dimensionalidad, el volumen del espacio crece expo- nencialmente, haciendo que los datos disponibles se vuelvan dis- En la regresión múltiple se asume una relación lineal entre la va- persos y resulten un problema para cualquier método que re- riable dependiente y las variables independientes. Por ejemplo, quiera significación estadística (Oommen et al., 2008). en el caso de tres variables independientes, la ecuación de re- gresión lineal múltiple puede escribirse como: Teniendo en cuenta todo lo anterior, en este estudio se utilizó un enfoque diferente. En este análisis se incluyeron también va- Y=a+B1*X1+B2*X2+B3*X3 riables categóricas: edafología, tenencia de la tierra, pendientes Donde Y es la variable dependiente, X1, X2 y X3 son las va- y datos de marginación (Polígonos de Thiessen), previamente re- riables independientes, “a” es la intersección, mientras que B1, B2 clasificadas y categorizadas, como se describe anteriormente. El y B3 son los coeficientes de las variables independientes X1, X2 y software IDRISI cuenta con modelador de cambio de cobertura X3, respectivamente. La intersección representa el valor de Y de suelo, “Land Change Modeler”, que está orientado al pro- cuando los valores de las variables independientes son cero y el blema acelerado de la transformación de la cobertura de suelo coeficiente indica el cambio de unidad de Y con un incremento y a las necesidades bastante obvias de la conservación de la de una unidad en la variable independiente correspondiente biodiversidad. Esta aplicación despliega un conjunto de herra- (Eastman, 2012). mientas muy robusto para el análisis de cambio, así como la ela- boración de planes y escenarios para el futuro (Eastman, 2012). En este estudio se empleó el software IDRISI Selva en su ver- Asimismo, tiene un panel de transformación de variables; las sión 17.0, mediante el módulo MultiReg, que analiza la relación transformaciones disponibles son: logaritmo natural, exponencial, de una o más variables independientes con una variable depen- logit, raíz cuadrada, potencia y probabilidad de evidencia (Evi- diente, tomando un enfoque de mínimos cuadrados. Este mó- 157 dence likelihood), esta última es un medio muy efectivo para in- dulo permite realizar la regresión mediante archivos de entrada corporar variables categóricas a un análisis de regresión. El pro- en formato raster o archivos de valores de atributos, en este caso cedimiento examina la frecuencia relativa de píxeles pertene- se utilizaron archivos raster obteniendo como resultado una ima- cientes a las diferentes categorías de esa variable dentro de las gen en formato binario real. Es importante resaltar que cuando áreas de cambio; descrito de otra manera, a cada pixel le cues- se utilizan imágenes, las variables independientes pueden estar tiona el qué tan probable es que tenga un valor como ese si fuese autocorrelacionadas espacialmente o en ocasiones interpola- un área que experimenta un cambio (Eastman, 2012). La variable das, debido a esto, no es posible alcanzar los verdaderos grados de entrada debe de ser una capa de transición o un mapa

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE de libertad, por ello se emplea el término “Grado aparente de libertad” (Eastman, 2012).

Resultados

Estadísticos de la validación para las cartografías de uso de suelo y vegetación Serie I (1985) y Serie V (2011)

La cartografía Serie I, correspondiente al año 1985, arrojó una fiabilidad global del 88%, un error de comisión y omisión de 16% y 9%, una exactitud productor-usuario del 91% y 84%, respectivamente, para la clase “antrópico“; mientras que en la clase “natural” se obtuvo un error de comisión y omisión del 8% y 15% con una exactitud productor-usuario del 85% y 92%, respectivamente (Tabla 6). Para la cartografía Serie V, del año 2011, se obtuvo una fiabilidad global del 86%, con un error de comisión y omisión del 16% y 13%, una exactitud productor-usuario del 88% y 84%, respectivamente, para la clase “antrópico”; dando en la clase “natural” un error de comisión y omisión del 12% y 15%, con una exactitud productor-usuario del 85% y 88%, respectivamente (Tabla 7).

Tabla 6. Matriz de confusión de la cartografía Serie I (1985).

Clase Ant. Nat. Total E.C. E.U. Ant. 83 16 99 0.16 0.84 Nat. 8 93 101 0.08 0.92 Total 91 109 200 E.O. 0.09 0.15 E.P. 0.91 0.85 Global 88% 158 Elaboración propia. Tabla 7. Matriz de confusión de la cartografía Serie V (2011).

Clase Ant. Nat. Total E.C. E.U. Ant. 84 16 100 0.16 0.84 Nat. 12 88 100 0.12 0.88 Total 96 104 200 E.O. 0.13 0.15 E.P. 0.88 0.85 Global 86%

Elaboración propia.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN de libertad, por ello se emplea el término “Grado aparente de Cambios de cobertura de uso de suelo ocurridos en el libertad” (Eastman, 2012). lapso 1985-2011

Ambas cartografías fueron reclasificadas en dos clases única- mente, antrópico y natural. Para la cartografía de año 1985, Serie Resultados I, se reclasificaron como clases antrópicas, agricultura de hume- Estadísticos de la validación para las cartografías de uso dad, de riego, temporal, pastizal inducido y vegetación secun- de suelo y vegetación Serie I (1985) y Serie V (2011) daria; como naturales, bosques, cuerpo de agua, selva baja caducifolia y pastizal natural. Mientras que, en el Serie V, correspon- La cartografía Serie I, correspondiente al año 1985, arrojó una fia- diente al año 2011, se reclasificaron como antrópicas, agricultura bilidad global del 88%, un error de comisión y omisión de 16% y de riego, anual, temporal, pastizal inducido y cultivado, vegeta- 9%, una exactitud productor-usuario del 91% y 84%, respectiva- ción secundaria y asentamientos humanos; como naturales, bos- mente, para la clase “antrópico“; mientras que en la clase “na- ques, cuerpo de agua, pastizal natural y selva baja caducifolia tural” se obtuvo un error de comisión y omisión del 8% y 15% con (Figura 2). una exactitud productor-usuario del 85% y 92%, respectivamente (Tabla 6). Para la cartografía Serie V, del año 2011, se obtuvo una Con respecto a la cartografía Serie I, el área total antrópica fiabilidad global del 86%, con un error de comisión y omisión del presente en ese año, del área total de estudio, era de 3,546.24 16% y 13%, una exactitud productor-usuario del 88% y 84%, res- km2, siendo el municipio de Guachochi el más perturbado por pectivamente, para la clase “antrópico”; dando en la clase “na- actividades humanas, teniendo un 25.10%, contrastando con No- tural” un error de comisión y omisión del 12% y 15%, con una exac- noava, el menos afectado, mostrando solo un 4.72% de área an- titud productor-usuario del 85% y 88%, respectivamente (Tabla 7). trópica (Tabla 8). Para el año del 2011, el área antrópica incre- mentó considerablemente, teniendo para entonces un total de

8,583.35 km2, aumentando un 20.08% con respecto a el área total Tabla 6. Matriz de confusión de la cartografía Serie I (1985). del área de estudio y manteniéndose el municipio de Guachochi Clase Ant. Nat. Total E.C. E.U. y Nonoava en primer y último lugar con un 26.25% y un 8.19%, res- Ant. 83 16 99 0.16 0.84 pectivamente; siendo Nonoava para este año el que más ha sido Nat. 8 93 101 0.08 0.92 afectado, casi duplicando su área perturbada (Tabla 9). Total 91 109 200 E.O. 0.09 0.15 E.P. 0.91 0.85 Global 88%

Elaboración propia. 159

Tabla 7. Matriz de confusión de la cartografía Serie V (2011).

Clase Ant. Nat. Total E.C. E.U.

Ant. 84 16 100 0.16 0.84 Nat. 12 88 100 0.12 0.88 Total 96 104 200 E.O. 0.13 0.15 E.P. 0.88 0.85 Global 86%

Elaboración propia.

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Figura 2. Áreas naturales y antrópicas del suroeste de Chihuahua Serie I (1985) y Serie V.

Tabla 8. Áreas antrópicas en el año 1985.

Municipio Área (Km2) % Urique 356.19 10.04 Balleza 745.31 21.02 160 Batopilas 551.05 15.54 Bocoyna 347.66 9.80 Carichí 488.51 13.78 Guachochi 889.97 25.10 Nonoava 167.55 4.72

Total 3546.24

Elaboración propia.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Figura 2. Áreas naturales y antrópicas del suroeste de Chihuahua Serie I Tabla 9. Áreas antrópicas en el año 2011. (1985) y Serie V. Municipio Área (Km2) % Urique 929.14 10.82 Balleza 1681.60 19.59 Batopilas 869.33 10.13 Bocoyna 1187.37 13.83 Carichí 959.28 11.18 Guachochi 2253.47 26.25 Nonoava 703.16 8.19 Total 8583.35 Elaboración propia.

Con las dos cartografías de uso de suelo y vegetación reclasificadas en áreas antrópicas y naturales, lo siguiente fue correr el modelo de tabulación cruzada, obteniendo de este un mapa y una matriz de cambio. El mapa resultante muestra las áreas que han permanecido iguales, antrópicas y naturales (color azul y verde), así como las áreas que pasaron de ser antrópicas a naturales (color amarillo), y viceversa (color rojo) (Figura 3).

La matriz obtenida del modelo de tabulación cruzada de las cartografías fue convertida a hectáreas, ya que el resultado que arroja CrossTab se indica en número de pixeles. En dicha matriz se muestra el tiempo uno (1985) en las columnas y el tiempo dos Tabla 8. Áreas antrópicas en el año 1985. (2011) en los reglones (Tabla 10); se puede apreciar que en 1985 existían un total de 2 153 317.95 hectáreas de cobertura natural, Municipio Área (Km2) % y para el 2011 se contaba con 1 649 586.60, por lo cual se puede Urique 356.19 10.04 inferir que en el lapso de tiempo se perdieron 503 731.35 ha de Balleza 745.31 21.02 cobertura natural, conservándose un total de 1 581 065.19 hectá- 161 Batopilas 551.05 15.54 reas sin cambios en dicha cobertura. Con respecto a la clase an- Bocoyna 347.66 9.80 trópico, en el año 1985 se tenía un total de 354 623.40 hectáreas, incrementando a 858 354.75 hectáreas, de lo cual resulta que se Carichí 488.51 13.78 ganaron las 503 731.35 hectáreas a costa de la cobertura natural. Guachochi 889.97 25.10 La Tabla 11 muestra los cambios entre las clases internas de las Nonoava 167.55 4.72 categorías antrópicas y naturales. Total 3546.24

Elaboración propia.

Tabla 10. Matriz de cambio de las cartografías reclasificadas 1985-2011.

Clase Antrópico Natural Total 162 Antrópico 286 101.99 572 252.76 858 354.75 Natural 68 521.41 1 581 065.19 1 649 586.60 Total 354 623.40 2 153 317.95 2 507 941.35 Elaboración propia.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Figura 3. Modelo de tabulación cruzada. Tabla 11. Matriz de cambio de las cartografías de 1985-2011. C. Vegeta- Clase Agrícola Bosque Pastizal Selva C. Total Agua ción S. Agrícola 71 763 86 366 66 30 571 738 6330 195 833 Bosque 16 668 1 348 805 1 28 571 9,642 22 367 1 426 055 C. Agua 209 253 164 94 194 167 1080 Pastizal 10 671 101 720 0 137 202 1207 8148 258 948 Selva C. 329 12 572 0 504 98 773 3096 115 274 Urbano 1713 475 41 975 0 26 3230 Veg. S. 10 779 356 096 25 31 831 17 753 91 038 507 522 Total 112 132 1 906 288 297 229 747 128 307 131 172 2 507 942 Elaboración propia.

A partir del mapa resultante del modelo, se seleccionó lo que pasó de ser natural a ser antrópico durante el periodo. Dicho cambio indica las áreas que fueron perturbadas por actividades humanas, es decir, deforestadas durante este lapso. Esto se realizó mediante una reclasificación a mapa booleano, obteniendo dicho cambio en una capa adicional (Figura 4).

De acuerdo con las áreas antrópicas calculadas por municipio (tablas 8 y 9), en ambas fechas el municipio de Guachochi es

el que contaba con más área perturbada, por ende, no será la Elaboración propia. excepción colocándose de nuevo en el primer lugar con más área deforestada durante este lapso, con un total de 1529.72 km2, mientras que Batopilas es el menos afectado con un área Tabla 10. Matriz de cambio de las cartografías reclasificadas 1985-2011. de 382.79 km2 (Tabla 12). Clase Antrópico Natural Total Antrópico 286 101.99 572 252.76 858 354.75 163 Natural 68 521.41 1 581 065.19 1 649 586.60 Total 354 623.40 2 153 317.95 2 507 941.35 Elaboración propia.

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Figura 4. Áreas deforestadas en el suroeste de Chihuahua.

164 Elaboración propia.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 12. Estadísticos de las áreas deforestadas.

Municipio Área (km2) % Urique 649.58 11.36 Balleza 1084.84 18.96 Batopilas 382.79 6.69 Bocoyna 915.57 16.01 Carichí 565.32 9.88 Guachochi 1529.71 26.74 Nonoava 592.59 10.36

Total 5720.40 Elaboración propia.

Variables explicativas en los procesos de deforestación

Como se indicó previamente en el procesamiento de las capas para el presente análisis, se aplicaron, distancia euclidiana, cons- trucción de polígonos de Thiessen y algebra de mapas, transfor- mación de variables categóricas a cuantitativas, así como una serie de reclasificaciones, como lo fueron las pendientes y la capa edafológica, las cuales se utilizaron como variables explicativas a los procesos de deforestación (variables independientes).

La distancia euclidiana se calculó mediante la herramienta “Euclidean Distance” de ArcMap en su versión 10.3, a las capas de carreteras y caminos, localización de pozos, concesiones mineras, áreas naturales protegidas, distribución potencial de plagas, localidades, red hidrográfica y áreas agropecuarias.

Las pendientes obtenidas a partir del DEM, se reclasificaron 165 en 5 categorías como se muestra en la Tabla 3. La capa edafo- lógica fue reclasificada en 6 rangos de fertilidad, que van desde los suelos donde no hay fertilidad, a suelos muy fértiles, esto con base en el atlas de suelos de INEGI, como se muestra en la Tabla 4 (Figura 5).

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE

Figura 5. Mapa edafológico y pendientes, reclasificados.

Elaboración propia.

166 Se construyeron polígonos de Thiessen a partir de los datos de marginación de los años 1995 y 2010, y posteriormente fueron reclasificados en cinco rangos, de Muy Baja a Muy Alta (Figura 6). Obtenidos los polígonos, se realizó un álgebra de mapas con ambos datos; el resultado obtenido fue un mapa con nueve ca- tegorías (como se muestra en la Tabla 5), en el cual se tienen áreas con decremento e incremento de marginación, así como áreas en las que no hubo ningún cambio (Figura 7).

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Figura 6. Áreas de influencia para los datos de marginación; mapa de pendientes reclasificado.

Figura 5. Mapa edafológico y pendientes, reclasificados.

Elaboración propia. Elaboración propia.

167 Se construyeron polígonos de Thiessen a partir de los datos En la capa de tenencia se contaba únicamente con dos de marginación de los años 1995 y 2010, y posteriormente fueron clases, propiedad ejidal y propiedad privada (Figura 8). El muni- reclasificados en cinco rangos, de Muy Baja a Muy Alta (Figura cipio de Nonoava se posiciona en primer lugar con mayor pro- 6). Obtenidos los polígonos, se realizó un álgebra de mapas con piedad privada, contando con una extensión de 2000.65 km2, de ambos datos; el resultado obtenido fue un mapa con nueve ca- la cual el 46.08% es privada; es Batopilas el que cuenta con me- tegorías (como se muestra en la Tabla 5), en el cual se tienen nor propiedad privada, con una extensión territorial muy similar a áreas con decremento e incremento de marginación, así como la de Nonoava, 2139.20, de la cual solo el 17.26% es privada (Ta- áreas en las que no hubo ningún cambio (Figura 7). bla 13).

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Figura 7. Cambios en la marginación durante el periodo 1995-2010.

Elaboración propia.

168

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Figura 7. Cambios en la marginación durante el periodo 1995-2010. Tabla 13. Estadísticos de la tenencia de la tierra por municipio.

Municipio Área (Km2) Tenencia Área (Km2) % Ejidal 2687.30 81.28 Urique 3306.18 Privada 618.88 18.72 Ejidal 3931.52 73.22 Balleza 5369.43 Privada 1437.90 26.78 Ejidal 1769.96 82.74 Batopilas 2139.20 Privada 369.24 17.26 Ejidal 2307.14 85.19 Bocoyna 2708.15 Privada 401.01 14.81 Ejidal 1823.18 70.66 Carichí 2580.39 Privada 757.21 29.34 Ejidal 5985.66 85.81 Guachochi 6975.38 Privada 989.72 14.19 Ejidal 1078.79 53.92 Nonoava 2000.65 Privada 921.86 46.08 Elaboración propia.

Figura 8. Tenencia de la tierra en el área de estudio.

Elaboración propia.

169

Elaboración propia.

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Modelo de Regresión Lineal Múltiple Según el modelo de regresión múltiple, la variable que más explica los procesos de deforestación en el área, es el tipo de Para elaborar este modelo estadístico de regresión lineal múltiple, suelo (edafología), seguido de la tenencia de la tierra, pendien- se utilizó como variable dependiente la capa de las áreas defo- tes, cambios en la marginación, y por último, las cartografías de restadas del suroeste de Chihuahua (Figura 4), clasificada en ni- distancia y marginación del año 2010 (Tabla 14). Este modelo veles de cambio, como se muestra en la Tabla 1. El módulo de también proporciona un mapa de probabilidad, en este caso, MultiReg arroja como resultado una fórmula que construye a par- probabilidad a ser deforestado, con un valor mínimo de -0.22 y tir de indicar la variable dependiente y variables explicativas, un máximo de 1.62; dicho mapa fue reclasificado en cuatro ca- mostrada a continuación: tegorías con base en el 50 percentil, con un rango que va desde Deforestacion = 0.280+(0.000004*ED_AGRO)- Muy Baja a Alta probabilidad de ser deforestado (Figura 9). (0.000001*ED_ANP)-(-0.000001*ED_Cam)+(0.000002*ED_Carr)-

(0.000001*ED_Conf)-(-0.000006*ED_Loc)- (0.000002*ED_CM)(0.000001*ED_Pz)+(0.000002*ED_RH)+(1.419963* Figura 9. Reclasificación de las áreas probables a los procesos de deforestación del suroeste de Chihuahua. Eda)+(0.312021*Slope)+(0.520569*TT)+(0.258949*CM)- (0.009554*THM10)

Donde:

1. EDAgro = Distancia a áreas agropecuarias

2. EDANP = Distancia a áreas naturales protegidas

3. EDCam = Distancia a caminos

4. EDCarr = Distancia a carreteras

5. EDConf = Distancia a distribución potencial de plagas

6. EDLoc = Distancia a localidades

7. EDcm = Distancia a concesiones mineras

8. EDPz = Distancia a pozos 170 9. EDRH = Distancia a red hidrográfica

10. Eda = Edafología Elaboración propia. 11. Slope = Mapa de pendientes

12. TT = Tenencia de la tierra 13. CM = Cambios de marginación 1995-2010

14. THM10 = Polígonos de Thiessen 2010

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Modelo de Regresión Lineal Múltiple Según el modelo de regresión múltiple, la variable que más explica los procesos de deforestación en el área, es el tipo de Para elaborar este modelo estadístico de regresión lineal múltiple, suelo (edafología), seguido de la tenencia de la tierra, pendien- se utilizó como variable dependiente la capa de las áreas defo- tes, cambios en la marginación, y por último, las cartografías de restadas del suroeste de Chihuahua (Figura 4), clasificada en ni- distancia y marginación del año 2010 (Tabla 14). Este modelo veles de cambio, como se muestra en la Tabla 1. El módulo de también proporciona un mapa de probabilidad, en este caso, MultiReg arroja como resultado una fórmula que construye a par- probabilidad a ser deforestado, con un valor mínimo de -0.22 y tir de indicar la variable dependiente y variables explicativas, un máximo de 1.62; dicho mapa fue reclasificado en cuatro ca- mostrada a continuación: tegorías con base en el 50 percentil, con un rango que va desde Deforestacion = 0.280+(0.000004*ED_AGRO)- Muy Baja a Alta probabilidad de ser deforestado (Figura 9). (0.000001*ED_ANP)-(-0.000001*ED_Cam)+(0.000002*ED_Carr)-

Donde:

1. EDAgro = Distancia a áreas agropecuarias

2. EDANP = Distancia a áreas naturales protegidas

3. EDCam = Distancia a caminos

4. EDCarr = Distancia a carreteras

5. EDConf = Distancia a distribución potencial de plagas

6. EDLoc = Distancia a localidades

7. EDcm = Distancia a concesiones mineras

8. EDPz = Distancia a pozos 171 9. EDRH = Distancia a red hidrográfica

10. Eda = Edafología Elaboración propia. 11. Slope = Mapa de pendientes

12. TT = Tenencia de la tierra 13. CM = Cambios de marginación 1995-2010

14. THM10 = Polígonos de Thiessen 2010

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Tabla 14. Coeficientes calculados por el modelo de regresión lineal múltiple.

Variable Peso Agropecuario 0.000004 A.N.P. -0.000001 Marginación 2010 -0.009554 Localidades -0.000006 Minas -0.000002 Pozos -0.000001 D.P. Plagas -0.000001 Caminos -0.000001 Red Hidrográfica 0.000002 Carreteras 0.000002 Cambios en marginación 0.258949 Pendientes 0.312021 Tenencia 0.520569 Edafología 1.419963 Elaboración propia.

La zona más propensa a sufrir los procesos de deforestación es la zona norte del área de estudio. Dicha zona corresponde a los municipios de Carichí y Bocoyna, presentando un 14.14% y 15.71% de sus extensiones, respectivamente, con probabilidades muy altas. Sin embargo, el resto de los municipios muestran más del 50% de sus extensiones con probabilidad media a sufrir este fenómeno, posicionando en primer lugar a Urique con un 88.19%, seguido de Batopilas con un 76.06%, Balleza con un 75.12% y Gua- chochi con un 73.04%, mismos que sus probabilidades más altas no van más allá del 4% (Tabla 15).

172

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Tabla 14. Coeficientes calculados por el modelo de regresión lineal múltiple. Tabla 15. Estadísticos de las áreas probables a deforestación.

Variable Peso Municipio Área (km2) Probabilidad Área (km2) % Agropecuario 0.000004 Urique 3306.18 Muy baja 218.74 6.62 A.N.P. -0.000001 Baja 166.62 5.04 Marginación 2010 -0.009554 Media 2915.86 88.19 Localidades -0.000006 Alta 4.35 0.13 Minas -0.000002 Balleza 5369.43 Muy baja 294.71 5.49 Baja 987.59 18.39 Pozos -0.000001 Media 4033.31 75.12 D.P. Plagas -0.000001 Alta 52.96 0.99 Caminos -0.000001 Batopilas 2139.20 Muy baja 160.11 7.48 Red Hidrográfica 0.000002 Baja 309.51 14.47 Carreteras 0.000002 Media 1626.98 76.06 Cambios en marginación 0.258949 Alta 42.08 1.97 Pendientes 0.312021 Bocoyna 2708.15 Muy baja 12.77 0.47 Tenencia 0.520569 Baja 739.07 27.29 Edafología 1.419963 Media 1530.59 56.52 Elaboración propia. Alta 425.38 15.71 Carichí 2580.39 Muy baja 115.42 4.47

Baja 691.96 26.82 La zona más propensa a sufrir los procesos de deforestación Media 1407.75 54.56 es la zona norte del área de estudio. Dicha zona corresponde a Alta 364.88 14.14 los municipios de Carichí y Bocoyna, presentando un 14.14% y Guachochi 6975.38 Muy baja 233.37 3.35 15.71% de sus extensiones, respectivamente, con probabilidades Baja 1448.43 20.76 muy altas. Sin embargo, el resto de los municipios muestran más Media 5094.47 73.04 del 50% de sus extensiones con probabilidad media a sufrir este Alta 198.79 2.85 fenómeno, posicionando en primer lugar a Urique con un 88.19%, Nonoava 2000.65 Muy baja 366.94 18.34 seguido de Batopilas con un 76.06%, Balleza con un 75.12% y Gua- Baja 412.09 20.60 chochi con un 73.04%, mismos que sus probabilidades más altas Media 1152.84 57.62 Alta 68.34 3.42 no van más allá del 4% (Tabla 15). Elaboración propia.

173 La Figura 10 muestra la imagen de residuos arrojada por el modelo con valores que oscilan con un valor mínimo de -1.61 en tonalidades verdes, a un valor máximo de 5.35 en tonalidades de color rojo.

Elaboración propia.

174 Discusión de resultados

Se logró cumplir con todos los objetivos planteados, comenzando con identificar las áreas perturbadas por actividades humanas, el procesamiento satisfactorio de las cartografías utilizadas como variables explicativas a los procesos de deforestación, la genera- ción del modelo de regresión lineal múltiple, y por último las zonas

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Figura 10. Imagen de valores residuales. susceptibles a sufrir los procesos de deforestación, de manera que la hipótesis planteada en este estudio es aceptada.

El modelo arrojó un estadístico de R2 de 0.49, esto indica que casi un cincuenta por ciento de la deforestación es explicado por las variables independientes. Un valor de R2 de 1, indica un ajuste perfecto entre la variable dependiente y la(s) variables explicativas, por lo tanto, se puede inferir que el ajuste del modelo debe perfeccionarse. Sin embargo, existen estudios que conside- ran que un valor de R2 de 0.5, es aceptable (Morales & González 2003; Gutiérrez et al., 2012).

La ecuación que genera el modelo, calcula coeficientes de regresión para cada variable explicativa y la intersección; la in- tersección puede interpretarse como el valor de la variable dependiente cuando la(s) variables independientes toman el valor de cero, mientras que los coeficientes indican los efectos de la variable sobre la variable dependiente. La significación de cada coeficiente es expresada a través de un estadístico t, que verifica dicha significación de las variables a partir de cero, es decir, cuando no existe algún efecto sobre la variable dependiente. El estadístico tiene que superar los valores críticos para que la(s) variables explicativas sean significativas (Eastman, 2012).

Las variables que explican mejor el proceso de deforesta- ción son edafología, tenencia de la tierra y pendientes, siendo sus coeficientes positivos. En cuanto a los coeficientes calculados por el modelo de regresión, es necesario recalcar que dicho mo- Elaboración propia. delo asume una relación de tipo lineal entre la variable dependiente y una o más variables independientes, ya sea una relación

positiva o negativa, esto es, que tanto una variable como la otra 175 Discusión de resultados están normalmente distribuidas. Entonces, si la variable Y au- menta, al mismo tiempo la(s) variables X aumentarán; asimismo, Se logró cumplir con todos los objetivos planteados, comenzando el coeficiente resultante calculado para esa variable será posi- con identificar las áreas perturbadas por actividades humanas, tivo o viceversa (Campos, 2016). Las variables con coeficientes el procesamiento satisfactorio de las cartografías utilizadas como negativos, como la capa de caminos, indican que las zonas más variables explicativas a los procesos de deforestación, la genera- lejanas a esta son más propensas a sufrir el fenómeno, es decir, a ción del modelo de regresión lineal múltiple, y por último las zonas medida que la distancia se aleja, la probabilidad es mayor.

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Con respecto a los valores residuales, estos expresan una idea de la incertidumbre del modelo, ya que indican las zonas donde el modelo no se ajusta a la realidad. Matemáticamente esto corresponde a valores residuales elevados —distancias— entre cada caso real de deforestación, y cada caso modelado del mismo proceso, esta se expresa en una medida de dispersión, que toma en cuenta cada observación con respecto a la recta, es decir, la distancia de cada punto, entre el punto y la recta, de manera que si dichas dispersiones son bajas, el poder explicativo del modelo es mayor; en este caso, la imagen de valores residuales arrojada por el modelo contiene en su mayoría valores bajos, por lo que se puede inferir que el modelo se ajusta bien.

En estudios previos se ha empleado la regresión lineal múlti- ple para modelar la deforestación. Algunas de las variables independientes utilizadas fueron distancia a zonas agrícolas, distancia a localidades, edafología y pendientes, y también presentaron importancia en los procesos de deforestación, arrojando coeficientes de significación elevados. Además de esto, se incluyeron datos demográficos de población, considerando características de analfabetismo, salario, lengua materna, etcétera, misma in- formación que resultó ser de gran relación en los procesos de de- forestación (Pineda, et al., 2008; Monjardín, et al., 2017).

Estos estudios coinciden parcialmente con los resultados de este trabajo, pues señalan a las variables socioeconómicas como factores muy relevantes al proceso. Puede mencionarse el caso de la población, cuya densidad o sus características socioeco- nómicas son de gran relevancia para este fenómeno (Tanaka & 176 Nishii, 2009; Agarwal, et al., 2002). Otros, como el de Sheng, et al., (2017), afirman que una de las causas principales, además de la densidad de la población, es la superficie quemada por incendios forestales, ya que esto incita a los pobladores al emplaza- miento de predios agrícolas en dichas zonas, y asimismo, su ex- pansión mediante la tala de árboles.

La dinámica anterior pudiera ser de relevancia en la zona, pues es mencionado en los medios locales la posible existencia de incendios provocados para la expansión de la frontera

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Con respecto a los valores residuales, estos expresan una agropecuaria. Dicha relación de causalidad debe explorarse y idea de la incertidumbre del modelo, ya que indican las zonas demostrarse con estudios más específicos, de carácter socioló- donde el modelo no se ajusta a la realidad. Matemáticamente gico o antropológico, pudiendo empezarse en las zonas de ma- esto corresponde a valores residuales elevados —distancias— en- yor probabilidad indicadas en este trabajo. tre cada caso real de deforestación, y cada caso modelado del La Sierra Tarahumara juega un papel turístico muy impor- mismo proceso, esta se expresa en una medida de dispersión, tante en el estado, por lo que deben incluirse variables paisajísti- que toma en cuenta cada observación con respecto a la recta, cas naturales y culturales en la modelación de procesos como la es decir, la distancia de cada punto, entre el punto y la recta, de deforestación, pues estas resultan muy relevantes en escenarios manera que si dichas dispersiones son bajas, el poder explicativo geográficos parecidos (Ludeke, 1990). La apertura de caminos, del modelo es mayor; en este caso, la imagen de valores residua- hoteles, entre otras cosas, impulsa el crecimiento económico, les arrojada por el modelo contiene en su mayoría valores bajos, pero motiva la pérdida de bosques y desfavorece la conserva- por lo que se puede inferir que el modelo se ajusta bien. ción de la biodiversidad. Por esto, es urgente tomar medidas para En estudios previos se ha empleado la regresión lineal múlti- la gestión de los bosques. ple para modelar la deforestación. Algunas de las variables inde- Es necesario recalcar que sería importante considerar el in- pendientes utilizadas fueron distancia a zonas agrícolas, distancia cluir en futuros estudios datos demográficos de la población, y su a localidades, edafología y pendientes, y también presentaron correspondiente análisis sobre la relación que pudieran tener las importancia en los procesos de deforestación, arrojando coefi- cuestiones socioeconómicas con la pérdida de bosques. Tam- cientes de significación elevados. Además de esto, se incluyeron bién es importante la identificación de las áreas quemadas por datos demográficos de población, considerando características incendios forestales, y del mismo modo, la evaluación de la im- de analfabetismo, salario, lengua materna, etcétera, misma in- portancia de otro tipo de factores causales a este proceso, como formación que resultó ser de gran relación en los procesos de de- el desarrollo turístico. forestación (Pineda, et al., 2008; Monjardín, et al., 2017).

Estos estudios coinciden parcialmente con los resultados de este trabajo, pues señalan a las variables socioeconómicas como Conclusión factores muy relevantes al proceso. Puede mencionarse el caso En este trabajo se identificaron las áreas con mayor probabilidad de la población, cuya densidad o sus características socioeco- de ser deforestadas a partir de un modelo de regresión múltiple. nómicas son de gran relevancia para este fenómeno (Tanaka & El coeficiente de regresión obtenido (0.49) explica de forma mo- Nishii, 2009; Agarwal, et al., 2002). Otros, como el de Sheng, et al., derada, pero estadísticamente significante, la varianza del fenó- 177 (2017), afirman que una de las causas principales, además de la meno de la deforestación. Dicho resultado es útil para la gestión densidad de la población, es la superficie quemada por incen- ambiental de este proceso. dios forestales, ya que esto incita a los pobladores al emplaza- miento de predios agrícolas en dichas zonas, y asimismo, su ex- El municipio de Guachochi resultó ser el municipio más afec- pansión mediante la tala de árboles. tado por la deforestación, aumentando un total de 1363.5 km2 de áreas perturbadas en el lapso abarcado por este estudio. Le La dinámica anterior pudiera ser de relevancia en la zona, siguen en orden de importancia, Balleza, Bocoyna, Urique, Nono- pues es mencionado en los medios locales la posible existencia ava, Carichí y Batopilas. de incendios provocados para la expansión de la frontera

PREDICCIÓN DE ÁREAS SUSCEPTIBLES A DEFORESTACIÓN DEL SUROESTE DE CHIHUAHUA, APLICANDO SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) Y MÉTODOS DE REGRESIÓN LINEAL MÚLTIPLE Con respecto a la imagen de probabilidad de deforestación Agua y SIG (2011). Polígonos de Thiessen en ArcGIS. [En línea] generada por el modelo, la zona más susceptible a sufrir este pro- Available at: http://www.aguaysig.com/2011/07/poligonos- ceso es la zona norte del área de estudio, de manera precisa, la de-thiessen-en-arcgis.html [último acceso: 2 de mayo 2017]. zona sureste de Bocoyna, y la zona suroeste de Carichí. En estas Aguilar Arias, H., Mora Zamora, R. & Vargas Bolaños, C. (2014). Me- zonas la imagen de valores residuales también arroja valores ba- todología para la corrección atmosférica de imágenes AS- jos, por lo que se deduce que se trata de áreas con muy alta TER, RAPIDEYE, SPOT 2 y Landsat 8 con el módulo flash del probabilidad de ser deforestadas. Esta condición sugiere la con- software ENVI. Revista Geográfica de América Central, II veniencia de asignar recursos por las instituciones de gobierno (53), pp. 39-59. como Conafor, Semarnat, en dichas regiones, pues estas depen- dencias tienen entre sus funciones la conservación de la biodiver- Bocco, G., Mendoza, M. & Masera, O. R. (2000). La dinámica del sidad y de manera particular los bosques. cambio del uso del suelo en Michoacán. Una propuesta me- todológica para el estudio de los procesos de deforestación. En cuanto a las variables explicativas, las que tuvieron mayor Investigaciones Geográficas, núm. 44, pp. 18-38. peso fueron edafología, tenencia de la tierra, pendientes, cambios en la marginación, y por último las cartografías de distancias. Bravo Peña, L. C. y otros (2017). Áreas probables de degradación- Edafología y pendientes tuvieron una relación positiva con la de- deforestación de la cubierta vegetal en Chihuahua, México. forestación, lo que indica que el proceso se realiza en suelos fér- Una exploración mediante regresión logística para el pe- tiles, pero también en áreas que presentan pendientes inapropia- riodo 1985-2013. das para la expansión agrícola. Campos Aranda, D. F. (2011). Transferencia de información de La tenencia de la tierra parece jugar un papel muy impor- crecientes mediante regresión lineal múltiple. Tecnología y tante en el proceso de deforestación, por lo que es necesario Ciencias del Agua, III(3), pp. 239-247. realizar trabajo de carácter sociológico o antropológico con los Campos Aranda, D. F. (2016). Una aplicación hidrológica de la pobladores rurales para establecer de qué forma esta variable regresión lineal múltiple ponderada. Tecnología y Ciencias favorece la pérdida de cubierta vegetal. del Agua, VII (4), pp. 161-173. Se cumplió con la hipótesis y los objetivos de este trabajo. Se Céspedes Flores, S. E. & Moreno Sánchez, E. (2010). Estimación del identificaron las áreas susceptibles de ser deforestadas. Estas valor de la pérdida de recurso forestal y su relación con la áreas tendrán que priorizarse en el futuro, para implementar me- reforestación en las entidades federativas de México. Inves- didas que mitiguen o reduzcan la ocurrencia de este fenómeno. 178 tigación ambiental, II (2), pp. 5-13.

CONABIO, 2012. Portal de Geoinformación. Sistema Nacional de Bibliografía Información Sobre Biodiversidad. [En línea] disponible en: http://www.conabio.gob.mx/informacion/gis/ [último ac- Agarwal, D. K., Gelfand, A. E. & Silander, J. A. (2002). Investigating ceso: 4 de mayo 2017]. Tropical Deforestation Using Two-Stage Spatially Misaligned Regression Models. Journal of Agricultural, Biological, and En- Congalton, R. G. & Green, K. (2008). Assessing the accuracy of vironmental Statistics, VII (3), pp. 420-439. remotely sensed data: Principles and practices. Segunda ed. London, New York: CRC Press.

GEOINFORMÁTICA APLICADA A LA GENERACIÓN DE CARTOGRAFÍAS TEMÁTICAS CLIMA, RECURSOS HÍDRICOS, VULNERABILIDAD SOCIAL Y DEFORESTACIÓN Agua y SIG (2011). Polígonos de Thiessen en ArcGIS. [En línea] Available at: http://www.aguaysig.com/2011/07/poligonos- de-thiessen-en-arcgis.html [último acceso: 2 de mayo 2017].

Aguilar Arias, H., Mora Zamora, R. & Vargas Bolaños, C. (2014). Me- todología para la corrección atmosférica de imágenes AS- TER, RAPIDEYE, SPOT 2 y Landsat 8 con el módulo flash del software ENVI. Revista Geográfica de América Central, II (53), pp. 39-59.

Bocco, G., Mendoza, M. & Masera, O. R. (2000). La dinámica del cambio del uso del suelo en Michoacán. Una propuesta me- todológica para el estudio de los procesos de deforestación. Investigaciones Geográficas, núm. 44, pp. 18-38.

Bravo Peña, L. C. y otros (2017). Áreas probables de degradación- deforestación de la cubierta vegetal en Chihuahua, México. Una exploración mediante regresión logística para el periodo 1985-2013.

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