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1. Introducción
Los ambientes marinos profundos son regiones poco estudiadas, debido a que son espacios de difícil acceso por la connotación de “offshore” que los enmarcan en sistemas complejos para el análisis; no obstante, presentan una serie de características geológicas únicas tanto para el desarrollo de estructuras geológicas profundas (domos, cañones submarinos, “pockmarks”, etc.), como el establecimiento de comunidades biológicas altamente sensibles, tales como las comunidades quimiosintéticas y los corales de profundidad [4]. Por eso es necesario realizar estudios de estos ambientes y una caracterización de los elementos previamente mencionados que se encuentren en estas áreas con el objetivo de establecer, ya sean zonas con una importante relevancia ecológica, como lugares en donde se desarrollan o se establecen diferentes procesos geológicos que pueden afectar la estabilidad de la zona y que deben ser tenidos en cuenta al realizar intervenciones antrópicas, para que se adapten a las características del ambiente, con la finalidad de tener un desarrollo sostenible a corto, mediano y largo plazo de los recursos que se encuentran en estos sitios [3].
Es así como diferentes autores han realizado estudios ambientales enfocados a las áreas marinas y alguno específicamente en los ambientes “offshore”, que involucran ejes económicos, biológicos y físicos sobre estos ambientes [1-3,5-8]. Motivados con la problemática descrita, se realizó el presente estudio con el fin de caracterizar y analizar, los diferentes elementos abióticos, bióticos, paisajísticos, sociales, económicos y culturales, que pueden verse afectados por los diferentes procesos que se presentan en los ambientes marinos y sus áreas cercanas.
2. Materiales y métodos
2.1. Área de estudio
El área de estudio se localiza en la región sur occidental del mar Caribe colombiano a unos 70 km de la línea de costa del departamento de Sucre, la cual cuenta con una extensión de 8.934,8 km2 y una profundidad que puede oscilar entre los 500 m y los 3.400 m, ver Fig. 1. En el contexto regional, el suroccidente del mar Caribe colombiano se localiza en medio de la interacción de las placas Caribe y Suramericana [9-13], dicha interacción ha sido fuente para el desarrollo de un talud compuesto por una serie de pliegues que están a su vez asociados a un lineamiento regional conocido como el Cinturón de Deformación del Sur del Caribe, el cual ha generado cambios en la configuración del talud, produciendo específicamente en el sector suroccidental del Caribe, un prisma de acreción el cual se expresa en una serie de cuencas en medio de una cadena de colinas abisales [11,14,15].
2.2. Descripción de la metodología
Para el análisis de los diferentes elementos que se encuentran en el área de estudio, se desarrolló una matriz con un enfoque que brinda una mayor descripción de los procesos físicos, relacionados con las diferentes afectaciones que estos pueden ocasionar a las áreas marinas, siendo este un punto de partida para el análisis ambiental de estos ecosistemas, previo a cualquier intervención de carácter antrópica. El objetivo fundamental es entender estos procesos físicos y evaluar sus posibles impactos sobre la estabilidad del territorio.
Como un paso previo a todo el desarrollo de la matriz de impactos ambientales, es necesario describir los diferentes aspectos que se encuentran en el territorio. Estos aspectos incluyen el análisis de los componentes abiótico, biótico, paisajístico, social, económico y cultural, los cuales a su vez incluyen factores especificados, que en términos conceptuales son todos los elementos que se encuentran dentro del área de trabajo o que se relacionen con la misma y que están representados en 6 componentes, como se presentan en la Tabla 1. Es importante mencionar que estos componentes se disponen en la parte horizontal de la matriz de impactos ambientales, teniendo en cuenta que serán los aspectos que se verán afectados por los diferentes procesos que tienen ocurrencia dentro o en cercanías al área de estudio.
Tabla 1 Distribución de los componentes principales de los cuales se desprenden los factores evaluados para el área de estudio.
Fuente: Los Autores.
Así mismo, teniendo en cuenta la dinámica del área de estudio, se caracterizaron una serie de actividades o procesos naturales que se efectúan dentro del territorio o en sitios cercanos al mismo y que son consideradas como procesos de carácter geológico que se establecen dentro de la naturalidad de esta clase de ambientes y a los cuales se le ha denominado como acciones, que a su vez se encuentran divididas, en nueve tipos que pueden generar alteraciones en los diferentes componentes que hacen parte del territorio, ver Tabla 2. Por último, las acciones en la matriz de impactos se encuentran en la parte superior y de manera vertical con el fin de ver su relación con los diferentes factores del territorio.
Tabla 2 Distribución de los diferentes tipos de acciones que se desarrollan en el área de estudio.
Fuente: Los autores.
Después de establecer tanto los factores como las acciones, se construyó una matriz de impactos ambientales; para ello fue necesario realizar una recopilación bibliográfica de los diferentes métodos, empezando por el origen de los estudios de impacto ambiental que se remontan al año de 1970 con la implementación de la Ley Nacional sobre Política Medio Ambiental (NEPA por sus siglas en inglés) desarrollada en Estados Unidos, la cual tiene como objetivo entregar parámetros para la ejecución de leyes ambientales, así como la coordinación de todo proceso de Estudios de Impacto Ambiental (EIA), siendo una ley que regula la planificación y evaluación de proyectos en años posteriores [16,17].
A medida que transcurre el tiempo, se han ido implementando diversas metodologías enfocadas en el desarrollo de una manera más integral para la gestación de la matriz de impactos. Entre estas metodologías se reconocen las listas de comprobación o “Check list”, la Matriz de Leopold, Metodología Cualitativa, Sistema de Evaluación ambiental Batelle-Columbus, Método de Transparencias, Análisis de Costos-Beneficios, Modelos de Simulación y Sistemas Basados en un Soporte Informatizado del territorio [17-19], de las cuales, para efectos de ese trabajo se han utilizado como base la metodología cualitativa y el método de Leopold para la construcción de una nueva matriz. Por esta razón, es necesario mencionar que el Método Leopold diseñado en el año de 1970 por el Servicio Geológico del Departamento del Interior de los Estados Unidos [14], radica en generar una matriz con doble entrada, poniendo en las filas los factores ambientales y en las columnas las actividades que van desarrollándose en el proyecto; para efectos de esta investigación las columnas serán las acciones que generan impactos en el territorio. En esta clase de matrices se evalúan dos conceptos importantes: la magnitud y la importancia del impacto, así como la naturaleza del mismo la cual puede ser positiva o negativa. Por otro lado, la Metodología Cualitativa diseñada por Conesa [20-21], se basa en una calificación de 11 criterios que tiene como objetivo la realización de una reconstrucción más detallada del impacto ambiental en el territorio. De esta manera, cada criterio se evalúa de manera subjetiva a partir de las escalas cualitativas a los cuales se asignan un valor numérico, así como la naturaleza del impacto que puede ser de carácter positiva o negativa.
A partir de estas metodologías se construyó una matriz basada en el Método de Leopold [22] y Conesa [23], ya que son muy trascendentales los conceptos de magnitud e importancia con los 11 criterios mencionados por Conesa [23]. Así mismo, la definición de magnitud se expresa como la suma de la intensidad, con la persistencia y la extensión, la cual se muestra en la parte superior izquierda de la matriz de impactos.
En resumen, la casilla se llenará de la siguiente manera: en la parte superior izquierda se encuentra la magnitud, mientras en la casilla inferior derecha aparece el concepto de importancia del impacto denotada por (I), el cual se extrae de la metodología de Conesa [23], mostrada en la Fig. 2.
Fuente: Los Autores.
Figura 2 Casilla valorada para cada uno de los procesos evaluados en el presente estudio.
En cuanto a la evaluación de la “Importancia del Impacto” es necesario definir y establecer los pesos de cada uno de los once criterios, los cuales se muestran en la Tabla 3 y los pesos generados por el autor para el presente estudio, los cuales se diferencian de Conesa [23]. Es importante mencionar que las valoraciones de todos estos criterios pueden variar dependiendo de las consideraciones que presenten los diferentes autores.
Tabla 3 Criterios evaluados dentro de los impactos ambientales.
Fuente: Los Autores, siguiendo los criterios en Conesa [23].
Con estos 11 criterios se establece la “Importancia del Impacto”, la cual se expresa de la siguiente manera: donde In: intensidad, Ex: extensión, Mo: momento, Pe: persistencia, Rv: reversibilidad, Si: sinergia, Ac: Acumulación, Ef: efecto, Pr: periodicidad y Rc: recuperabilidad, siguiendo los argumentos en [23].
El resultado de esta sumatoria es la “Importancia del Impacto”, la cual a su vez se distingue como positiva o negativa y se jerarquiza en una serie de rangos específicos, los cuales están consignados en la Tabla 4.
3. Resultados y discusiones
3.1. Análisis estadístico de la matriz de impactos ambientales
Debido al gran número de interacciones que se establecen dentro de la matriz de impactos ambientales, realizar un análisis individual no es adecuado dada la naturaleza multivariada del problema, es por tanto que con el objetivo de identificar correlaciones y grupos entre las diferentes interacciones de la matriz, se realizó un análisis estadístico el cual se basa en el desarrollo de un nuevo índice que resume la información de la matriz de tal manera que se unifique toda la información del problema denominado Índice de Cuantificación de Impacto (ICI), el cual proviene de la relación entre la magnitud y la importancia de impacto ambiental.
Otros autores han implementado metodologías para medir el impacto, por ejemplo, aplicando Índices de Sensibilidad Ambiental (ESI) [3,6], pero enfocados a evaluar los impactos de acciones antrópicas específicas para ambientes “offshore”, lo cual se complementa con lo planteado en el presente artículo, donde se establece un análisis de sensibilidad en un área marina con baja intervención.
El ICI se calculó para cada uno de los factores, siendo estos codificados en la Tabla 5.
Componente abiótico (32 subniveles)
Componente biótico (3 subniveles)
Componente paisajístico (26 subniveles)
Componente social (7 subniveles)
Componente económico (3 subniveles)
Componente cultural (2 subniveles)
El Índice de Cuantificación de Impacto (ICI) se establece mediante la siguiente expresión, dónde, Sign: es igual a +1, si el impacto es positivo y -1, si el impacto es negativo. Nivel de impacto: se toman los valores 1, 2 ,3 y 4 según la clasificación por rangos utilizada en la Tabla 4, siendo para un impacto negativo, 1 irrelevante, 2 moderado, 3 severo y 4 crítico. Por otro lado, si el impacto es positivo el valor 1 es leve, 2 medio, 3 significativo y 4 beneficioso. La Magnitud e Importancia de impacto ambiental fueron definidas en la sección anterior.
Estos códigos serán de vital importancia para la comprensión en el análisis estadístico de los resultados obtenidos que en este artículo se enfocará en el estudio de los factores y acciones con base en el ICI, permitiendo establecer el peso que presenta cada acción que se ha establecido en la matriz dentro del territorio. Para efectuar este análisis es necesario reorganizar el ICI de las 33 acciones en términos de porcentajes, dando como resultado una serie de gráficos de barras “tipo tornado”, en donde se establecen diferencias de peso en cada una de las acciones acorde a todos los factores, esto a su vez permitió la generación de una serie de intervalos que muestran la jerarquización del ICI, ver Tabla 6.
Con la escala expuesta en la Tabla 6 se han fragmentado las acciones teniendo en cuenta su peso, así como su carácter positivo o negativo y su connotación dentro del territorio en relación a todos los factores consignados dentro de la matriz de impactos.
3.1.1. Análisis de las acciones teniendo en cuenta todos los factores
Se incluyen todos los factores que hacen parte de los componentes abiótico, biótico, social, económico y cultural, con el fin de establecer las acciones con mayor peso en el territorio. En la Fig. 3, se observa el peso de las diferentes acciones en relación con cada uno de los componentes que hacen parte de la matriz de impactos.
Fuente: Los Autores.
Figura 3 El peso de las acciones en relación con todos los componentes de los factores de la matriz de impactos.
Conforme a lo observado en la Fig. 3, y en función de la escala de valoración del ICI generada en la Tabla 6, se encontró que tomando en cuenta las 35 acciones en relación con todos los factores, existen 2 acciones que se encuentran dentro de la categoría de Alto Impacto, mientras que en la categoría de Significativo aparecen 16 acciones. De otro lado, dentro de la categoría de Moderado se han resultado 8 acciones, en la categoría de Bajo se han asociado 7 acciones, finalmente en la categoría de Irrelevante aparecen 2 acciones, ver Tabla 7.
Tabla 7 Importancia del Impacto de las diferentes acciones en relación con todos los factores evaluados en el territorio.
Fuente: Los Autores.
A partir del análisis de la matriz de importancia del impacto y el del ICI, se encontraron dos acciones, “manifestación de proceso local” y “manifestación de proceso regional” las cuales presentan el mismo peso ambiental, siendo ambos de valores extremos, como consecuencia en ellos se evaluaron todas las interacciones matriciales (factor / acción). Por lo tanto, debe interpretarse con cuidado, ya que estas acciones se vinculan con el aspecto de territorialidad de los factores, ver Tabla 7.
En cuanto a la categoría de Significativo, las acciones que tienen mayor relevancia dentro de este intervalo, están asociadas a la “Actividad Sísmica” siendo importantes los sismos con magnitudes mayores a 7,0 Ml, los sismos con magnitudes entre 6,0 y 7,0 Ml y los sismos con magnitudes entre 4,0 Ml y 6,0 Ml. Este efecto se explica, debido a que esta clase de sismos pueden ocasionar grandes afectaciones en el territorio, que a su vez desencadenan en una sinergia elevada con otras interacciones como es el caso de los fenómenos de remoción en masa. En un segundo orden, se encuentran catalogadas las zonas de erosión, transporte y sedimentaciones, las cuales hacen parte del grupo de “Dinámica Sedimentaria”, teniendo todas ellas un gran impacto sobre los diferentes factores que se encuentran en el territorio, siendo destacable su peso en los componentes abióticos, paisajístico y cultural, así mismo manejan interacciones de carácter sinérgico en cada uno de estos componentes. En un tercer orden, aparecen el movimiento de falla y la deformación rígida, las cuales son acciones del grupo de “Actividad Tectónica” que tienen un mayor impacto dentro del territorio, siendo en los componentes abiótico, biótico y paisajístico, en donde se observan las mayores interacciones. Por otro lado, la intensidad de modelamiento de paisaje y densidad de elementos son las acciones de “Modelamiento de paisaje” que tienen mayor impacto en el territorio, manejando un gran peso dentro de los componentes abiótico, biótico y paisajístico. Las corrientes y la tendencia e inversión de sus dinámicas que hacen parte del grupo de “Corrientes submarinas” son las acciones que tienen mayores repercusiones en el territorio, destacando su relación con los componentes abiótico, biótico, paisajístico y social. En el grupo de acciones de fenómenos de remoción en masa, se destacan los flujos de alta velocidad y los deslizamientos, los cuales afectan de manera importante los componentes abiótico, paisajístico, económico y cultural. Por último, dentro de esta categoría se encuentran los volcanes de lodo y domos diapíricos que son las acciones de “Anomalías paisajísticas asociados a formas cónicas y dómicas” que tienen mayor relevancia para el territorio, afectando de gran manera los componentes abiótico, biótico, social y cultural.
Dentro de la categoría de Moderado, las acciones que tienen mayor relevancia dentro de este intervalo están asociadas al grupo de “Fenómenos de remoción en masa”, siendo importantes los colapsamientos, las reptaciones, las solifluxiones y las sofusiones, enfocando sus afectaciones en los componentes abiótico, biótico, y paisajístico. En un segundo orden de importancia se encuentra la corriente turbidítica, la cual hace parte del grupo de “Corrientes submarinas”, generando afectaciones importantes en los componentes paisajísticos y sociales, mientras que en el resto de componentes su afectación es moderada. En un tercer orden se encuentra la deformación plástica, la cual hace parte del grupo de “Actividad tectónica”, la cual maneja afectaciones en los componentes abiótico, paisajístico y social. Por último, dentro de esta categoría se encuentra la acción de sismos con magnitudes entre 4,0 Ml y 3,0 Ml que hace parte del grupo de “Actividad sísmica”; esta acción tiene un impacto moderado en el territorio, teniendo afectaciones significativas en los componentes biótico y social, mientras en los componentes abiótico, paisajístico, económico y cultural sus implicaciones son de carácter moderadas para el territorio.
En la categoría de Bajo, las acciones que tienen mayor peso son los domos salinos, así como los procesos de naturaleza intrusiva, las cuales se encuentran catalogadas dentro del grupo de “Anomalías paisajísticas asociadas a formas cónicas y dómicas”, enfocando sus interacciones en los componentes abióticos y paisajísticos, mientras en los componentes biótico, social, económico y cultural tienen poca relevancia. En un segundo escalón se encuentran los sismos con magnitudes menores a 3,0 Ml, la cual es una acción que hace parte del grupo de “Actividad sísmica” que tiene un impacto bajo en los componentes abiótico, paisajístico y económico. En tercer orden se encuentra los cambios en la zona litoral, la cual es una acción que hace parte del grupo de “Modelamiento de paisaje” que maneja baja afectaciones en el territorio de manera directa, siendo los componentes biótico y social los que presenta mayor afectación por este tipo de acción. En un cuarto orden se encuentra la acción de contacto de placa que hace parte del grupo de “Actividad tectónica”, la cual tiene un impacto bajo en el territorio, ya que no posee interacciones en los componentes bióticos, culturales y económicos, mientras en los componentes abióticos y sociales maneja una serie de afectaciones moderadas. Por último, dentro de esta categoría se encuentran el Fenómeno ENSO y la estacionalidad del evento, las cuales son acciones que hacen parte del grupo de “Variabilidad climática” y que presentan características únicas, ya que, en los componentes social y económico, manejan una serie de interacciones positivas en relación con el territorio, lo cual disminuye las posibles afectaciones negativas en el resto de componentes que han sido reconocidos para este trabajo.
En la categoría Irrelevante, se encuentran únicamente dos acciones, la primera de ellas es la estacionalidad del clima que hace parte del grupo de “Variabilidad climática”, cuya valoración es el resultado de una equivalencia entre las interacciones positivas en los componentes biótico, social y económico que se compensan con las afectaciones negativas que se establecen en los componentes abiótico, paisajístico y cultural. La segunda acción son las zonas con corrientes de baja intensidad que hace parte del grupo de “Corrientes submarinas”, las cuales tienen una serie de impactos positivos en los componentes biótico y social, que se contraponen a los impactos negativos bajos en los componentes biótico y paisajístico, dando como resultado un nivel de impacto irrelevante.
A partir de las categorías abstraídas del intervalo de valoración del ICI, se debe plantear una serie de actividades para mitigar el efecto de las acciones en el territorio, y permitir un uso adecuado de los recursos en el caso en que se establezcan diversas actividades antrópicas; así mismo estas actividades estarán supeditadas a las categorías del intervalo del ICI, siendo las categorías de Alto o Significativo las que tendrán mayores medidas para su potencial uso en futuras actividades.
En cuanto a las acciones que se encuentren en las categorías de Alto Impacto y Significativo, se deben establecer medidas como el desarrollo de fuentes primarias de información, la generación de estudios detallados a escalas 1:10.000 o 1:20.000, el despliegue de mapas de los procesos geológicos que se den en estos ambientes, y el planteamiento de zonas que estarán establecidas como “Zonas de Exclusión” o “Zonas de Restricción”, las cuales tendrán un tratamiento especial, ya sea por los recursos ecosistémicos disponibles o por los procesos geológicos que se desarrollan en el territorio; de la misma manera estos sitios estarían en función del nivel de intervención antrópica siendo las zonas catalogadas como Zonas de Exclusión, las áreas en donde se recomendaría no realizar actividades o actividades de bajo impacto tanto al ecosistema como a la estabilidad del medio ambiente.
Por otro lado, las zonas definidas como Zonas de Restricción podrán ser utilizadas para un mayor número de actividades antrópicas; no obstante, serán necesarios estudios técnicos que precisen tanto la oferta de servicios biológicos como la estabilidad del terreno a escalas 1:10.000 o 1:20.000. Para las acciones que se hallen en la categoría de Moderada, deberán considerarse medidas como el desarrollo de fuentes primarias de información, la generación de estudios detallados a escalas 1:10.000 o 1:20.000, el despliegue de mapas de los procesos geológicos que se den en estos ambientes, y el planteamiento de zonas que estarán establecidas solamente como Zonas de Restricción, ya que las implicaciones de estas acciones son menores en relación a la estabilidad de condiciones naturales del territorio.
En cuanto a las acciones que se encuentren dentro de la categoría de Moderada, deberán tener un nivel de restricción respecto a las categorías anteriormente mencionadas; sin embargo, en muchas de las acciones se recomendaría definir algunas Zonas de Restricción de cierto tipo de actividades antrópicas, dependiendo de las características del proceso geológico o la oferta biológica del territorio.
Por último, las acciones que se encuentren dentro de las categorías de Bajo e irrelevante impacto, a priori no tendrán ninguna medida de restricción; sin embargo, se deben realizar medidas preventivas, entre las cuales se destaca el desarrollo de la línea base del territorio que incluye tanto la recolección de información primaria como la generación de estudios detallados a escalas 1: 10.000 o 1:20.000, y el despliegue de mapas de los procesos geológicos que se produzcan sobre esta clase de ambientes.
4. Conclusiones
A partir de la caracterización ambiental y posteriormente el desarrollo de la matriz se han establecido para el área de trabajo un total de 72 factores que provienen de los componentes abiótico, biótico, paisajístico, paisajístico, social, económico y cultural, los cuales a su vez podrían verse afectados por un total de 35 acciones potenciales, las cuales están representando los diferentes procesos geológicos y mete-oceanográficos que pueden incidir en el desarrollo de cualquier actividad antrópica que se genere en este tipo de zonas marinas de aguas profundas.
Se desarrolló una nueva metodología para la generación de una matriz ambiental basada en el concepto de ICI, el cual proviene a su vez de la inclusión de la magnitud e importancia de impacto propuesto por los autores de Leopold [22] y Conesa [23]. Así mismo, este ICI es indispensable para el análisis estadístico de las interacciones establecidas en la matriz para el territorio.
Con el desarrollo del ICI se han podido analizar un total de 2.500 interacciones que derivan de la relación entre los 72 factores y las 35 acciones potenciales para el territorio, generando herramientas de análisis estadístico y sin vicios del autor. Estos análisis permiten la jerarquización de acciones dentro de un área con poca intervención estableciendo una línea base de impactos potenciales, la cual se puede complementar con estudios sobre sensibilidad ambiental por actividades antrópicas específicas como las petroleras [3,6].
El ICI también se implementó como una herramienta para la jerarquización de las diferentes acciones que impactan el territorio, resaltando las acciones con mayor peso en todos los factores de los diferentes componentes que hacen parte de los factores de la matriz. Con esta información extraída del ICI, se ha podido observar cuales son los grupos de acciones con mayores afectaciones en orden de importancia para el área de estudio, siendo la actividad sísmica (sismos mayores 7,0; sismos entre 6,0Ml y 7,0Ml; sismos entre 4,0 Ml y 6,0Ml), la dinámica Sedimentaria (zonas de transporte; zonas de depositación; zonas de erosión), la actividad tectónica (movimiento de falla; deformación rígida), las corrientes submarinas (corriente, tendencia e inversión de las dinámicas de las corrientes marinas), los fenómenos de remoción en masa (flujos de sedimentos de alta velocidad y deslizamientos), modelamiento de paisaje (intensidad y densidad de elementos paisajísticos) y las anomalías paisajísticas asociadas a formas cónicas y dómicas (volcanes de lodo y domos diapíricos), las más significativas.
Con la jerarquización de dichas acciones en función del grado de afectación, se ha planteado la necesidad de establecer una serie de recomendaciones que dependerán de el intervalo de valoración del índice ICI, siendo en las categorías de Alto y Significativo, en donde se deben establecer mayores medidas preventivas, como es el desarrollo de Zonas de Exclusión y Zonas de Restricción que estarán supeditadas a una línea de investigación que mejore el nivel de los estudios de línea base para esta clase de ambientes.
Por otro lado, en las categorías de Bajo e Irrelevante, no se plantea la generación de zonas restrictivas de uso de actividades antrópicas, si no se debe proyectar el desarrollo de conocimiento a partir de la implementación de estudios de línea base, enfocados en la recolección de información primaria, así como en la elaboración de estudios detallados.
