Ver el código de «Localización óptima de una balsa de residuos minerales industriales y sólidos en la Comunidad de Madrid y estudio de impacto ante posible rotura»

{{ TrabajoSIG | Localización óptima de una balsa de residuos minerales industriales y sólidos en la Comunidad de Madrid y estudio de impacto ante posible rotura |Rodríguez Garrido, Anselmo
 
Esperanza Rubio, Gonzalo de la

Romero Garro, Alfonso 

Campos Vázquez, Antonio | [[:Categoría:SIGAIC_14/15|Curso 14/15]] }}

La Comunidad de Madrid con más de cien explotaciones es una gran fuente de recursos mineros que contribuye de manera notable a la riqueza geominera del territorio español. Este hecho hace que sean necesarios infraestructuras de gestión de estos recursos, lugar en el que se incluyen los depósitos de almacenamiento de residuos procedentes de esta actividad minera. Por este motivo, se ha realizado un estudio con el objetivo de encontrar las localizaciones óptimas de estas balsas mediante el uso de sistemas de información geográfica en la Comunidad de Madrid. 
Mediante el uso de cartografía procedente del Centro Nacional de Información Geográfica (CNIG), se han llevado a cabo una serie de exclusiones fundamentales como las correspondientes a núcleos de población o espacios protegidos y se han estudiado las áreas de influencia tanto de las explotaciones mineras como de los propios núcleos de población. Este primer análisis ha proporcionado una serie de ubicaciones, que se ha completado mediante el estudio geomorfológico del territorio madrileño y, el estudio de otras variables influyentes como la permeabilidad del terreno gracias a los datos obtenidos a través del Instituto Geológico y Minero  de España (IGME). Finalmente, se han obtenido tres zonas potencialmente viables de localización de la balsa de residuos mineros, soluciones con una determinada superficie que requerirán de un estudio más preciso para situar el depósito de forma exacta. Además, se ha realizado de forma genérica y aproximada un estudio con el impacto que tendría una hipotética rotura de la balsa, obteniendo la superficie de afección a una determinada distancia de la balsa. 
Como conclusión, el estudio llevado a cabo se podría mejorar con un análisis más preciso usando técnicas de teledetección, para hallar parámetros como puede ser la cobertura del terreno. También se podrían llevar a cabo observaciones y ensayos de campo para comprobar la viabilidad de lo obtenido trabajando con información geográfica.




== INTRODUCCIÓN ==
La Comunidad de Madrid no es reconocida comúnmente como una superpotencia minera, aunque sus importantes explotaciones demuestran lo contrario. Se trata de una provincia minera con más de cien explotaciones en activo (rocas ornamentales y de construcción, áridos naturales y de machaqueo, arcillas comunes y especiales, yeso, caliza, cal, sulfato sódico, etc.), y además, posee yacimientos tan valorados como los de sepiolita, que atesoran el 80% de las reservas mundiales.
En la actualidad, según el Ministerio de Industria, Energía y Turismo, las estadísticas mineras de la producción madrileña durante el año 2012 proporcionan unas cifras, en el conjunto de las distintas explotaciones, de alrededor de 8.000.000 toneladas extraídas anualmente, ocupando el 4% del total de la producción estatal.
La causa que origina la necesidad de realizar el estudio en cuestión es la estimación de una continua, actual y futura, explotación de los recursos mineros en la Comunidad de Madrid. Esta explotación minera engloba tanto los minerales industriales como las rocas ornamentales y productos de cantera. Debido a estas circunstancias, el problema que se plantea es la necesidad de almacenamiento de los productos de minas y canteras que por sus propiedades y composiciones no sean de utilidad, buscando depositarlos en el lugar más adecuado y seguro posible dentro de sus proximidades, en la Comunidad de Madrid.    
Por estos motivos, la finalidad de este estudio es encontrar la localización o localizaciones óptimas para situar un depósito o balsa de residuos mineros que de salida a estos productos extraídos de las explotaciones, reubicándolos en las zonas más adecuadas de la Comunidad de Madrid.
Además, para su total definición, se lleva a cabo un estudio de impacto ante posible rotura del depósito en cuestión. Este hecho genera grandes controversias en la sociedad en cuanto a la seguridad que demandan los habitantes que se puedan ver afectados ante incidentes posibles al ubicar una balsa de estas características en sus proximidades, teniendo en cuenta lo acaecido en construcciones del mismo estilo como el caso de la balsa de Aznalcollar.

== METODOLOGÍA ==
=== Datos empleados ===
- BTN100: Base Topográfica Nacional a escala 1:100.000 en formato shapefile. Capas usadas según temática: Unidades administrativas y zonas protegidas, hidrografía, entidades de población y construcciones, redes de transporte, conducciones.

- MDT200: Modelo digital del terreno con paso de malla de 200m de la Comunidad de Madrid.

- Servicio de mapas WMS del Instituto Geológico y Minero de España, IGME:                                                                               Mapa de Permeabilidades de España a escala 1/200.000;                                                           
Mapa Hidrogeológico de España a escala 1/200.000

- MTN50 RÁSTER: Archivos ráster del Mapa Topográfico Nacional 1:50.000. Hoja: 0583

- MDT25: Modelo digital del terreno con paso de malla de 25m, con la misma distribución de hojas que el MTN50.
 
-  MAPA PROVINCIAL 200 RÁSTER de la Comunidad de Madrid.

=== Criterios establecidos ===
'''¤ Criterios de exclusión'''

- Zonas con riesgo potencial debido a terremotos, fallas activas, volcanismo reciente, etc. Este criterio cabe mencionarlo a pesar de que no se va a considerar a la hora de trabajar con la cartografía, ya que no tiene apenas repercusión en el territorio de la Comunidad de Madrid.

- Núcleos de población y sus proximidades, incluyendo las zonas de agrupaciones diseminadas de edificaciones y las áreas de actividades comerciales e industriales, así como otras infraestructuras de consideración.

- Espacios protegidos. Se incluyen áreas que tienen algún tipo de protección medioambiental como determinadas áreas que el MAGRAMA considera Espacios Naturales Protegidos (ENP) o las zonas catalogadas como lugar de Importancia Comunitaria (LIC) o Zonas de Especial Protección para las Aves (ZEPA) por la Red Natura 2000.

- Zonas mojadas o de láminas de agua, como embalses, pantanos, humedales o lagunas.

- Condiciones geomorfológicas e hidrogeológicas desfavorables. Las zonas con una orografía complicada, la permeabilidad del terreno y la existencia de acuíferos cercanos.

'''¤ Criterios de cercanía y localización preferente'''

- Presencia de explotaciones mineras, ya sean minas o canteras.

- Líneas eléctricas.

- Vías de comunicación por carretera ya sean autovías, autopistas, carreteras nacionales, carreteras autonómicas o incluso caminos y sendas.

- Líneas de ferrocarril convencionales.

- Ríos y canales.

=== Operaciones realizadas ===
Lo primero para poder empezar a trabajar con los datos descargados es guardar la cartografia y capas en el sistema de referencia que se va a utilizar: EPSG:25830 - ETRS89 / UTM zone 30N, ya que por defecto algunas como las pertenecientes a la BTN100 vienen en otro sistema de referencia.
Además, es fundamental centrar el territorio de análisis en la Comunidad de Madrid. Las capas de la BTN100 se encuentran aplicadas sobre la Península Ibérica en su totalidad; por ello ha sido necesario seleccionar las etiquetas denominadas ‘Madrid’ de la tabla de atributos de la capa ‘Unidades Administrativas’ y guardarlas como un nuevo archivo vectorial. Una vez realizado este proceso, para fijar cada una de las capas de la BTN sobre Madrid se ha utilizado el comando ‘''Intersección''’ (herramientas vectoriales de geoproceso) intersectando cada una de ellas con la correspondiente a la unidad administrativa de Madrid.

Entre los comandos más utilizados para llevar a cabo el estudio destacan:

-Para hallar las áreas de influencia de determinados elementos, se utiliza el comando ‘''Buffer(s)''’ (herramientas vectoriales de geoproceso) estableciendo las distancias elegidas con la opción aveces usada de realizar un disolve sobre la capa final de salida.

-Otra función usada a menudo es la correspondiente a ‘''Unión''’ (herramientas vectoriales de geoproceso) de forma que se puedan poner como una misma capa varias diferentes con características similares.

-Realización de otras funciones como la extracción de curvas de nivel de capas tipo ráster y el análisis del terreno con los modelos digitales descargados.

-También se han creado capas nuevas vectoriales de formato shape de tipo línea o polígono con el objetivo de digitalizar zonas específicas y crear nuevos elementos como puede ser la balsa de residuos y sus dimensiones. A demás dentro de este apartado, cabe mencionar el uso del comando ‘''terrain profile''’ para analizar perfiles y de esta forma poder dimensionar tanto la balsa como el volumen de inundación en el impacto de rotura del depósito.

== RESULTADOS ==
El proceso seguido para llevar a cabo el estudio de localización óptima se ha desarrollado en varias fases, de las cuales se han ido obteniendo progresivamente los lugares más favorables para la situación final. [[Archivo:SIG Ascasibar 4.png|330px|miniaturadeimagen|derecha|Conjunto de todos los elementos]]
=== Exclusión directa ===
Se van a localizar y obtener las zonas en las cuales no se va a poder ubicar la balsa de residuos.
En primer lugar, se abren las capas que nos proporcionan un descarte directo, como son la capa de núcleos de población, zonas protegidas y, embalses y lagunas.A continuación, se hallan las áreas de influencia (comando ‘Buffer(s)’) tanto de las explotaciones mineras como de las superficies de población, las cuales van a quedar fuera de nuestro estudio.
Al carecer de normativas e información relevante que nos proporcione las distancias mínimas exigidas a las que establecer estos perímetros, se han determinado las distancias de forma lógica y justificadamente.
Se han tomado 15 kms como área de influencia de las explotaciones mineras, siendo esta la distancia máxima a la que es conveniente situar un depósito de residuos. Esta distancia se ha tomado como análisis del tiempo óptimo que tardaría un camión de gran tonelaje en llevar los residuos desde la mina o cantera al punto de descarga y su posterior vuelta, teniendo en cuenta la velocidad y buscando minimizar tanto los gastos de combustible como de personal.
En cuanto al alejamiento necesario a los núcleos de población, para evitar daños personales  y materiales en caso de incidente inesperado, se ha establecido una distancia mínima de 3 kms. Además, esta distancia se ha elegido con el objetivo de minimizar el posible impacto visual y acústico, así como evitar o reducir contaminaciones sobre estos núcleos.

=== Análisis de las alternativas ===
Tras este primer descarte, han aparececido una serie de posibles soluciones. Sin embargo, para llevar a cabo un análisis más exhaustivo es necesario estudiar la geomorfología y otras variables que puedan favorecer la localización o directamente decidir su exclusión.
En primer lugar, se utilizará el modelo digital del terreno MDT200 correspondiente a la Comunidad de Madrid para definir la geomorfología del territorio. Se trata de un mapa ráster de elevaciones que se va a utilizar como base para hallar mediante el comando de análisis del terreno, el mapa de relieve y pendientes.
A partir del estudio de estos mapas (ver ANEJO), se decide que las alternativas situadas en las zonas montañosas del norte de la Comunidad de Madrid han de ser descartadas ya que, en general, tienen condiciones orográficas muy accidentadas: las pendientes en gran parte del terreno son bastante acusadas con relieves muy abruptos e índices de escabrosidad (valoración de las condiciones del terreno según su accidentalidad) son  bastante elevados. 
A pesar de poder encontrar alguna parte de las zonas analizadas con capacidad para contener una balsa de residuos, en términos de seguridad esta exclusión es debida a la irregularidad tan pronunciada del terreno que unida a la altitud de estas zonas (superiores a los 1200 metros) podría resultar un factor peligroso en caso de producirse algún incidente respecto a la balsa.

Como otras variables fundamentales a tener en cuenta, de cara a continuar con el estudio de la localización óptima, aparecen la  permeabilidad y la hidrogeología.
Mediante el servicio WMS del Instituto Geológico y Minero Español, IGME, se han obtenido los mapas de permeabilidades e hidrogeológico a escalas 1:200.000 (ver ANEJO).
Estos mapas dan a conocer dentro de cada zona óptima de localización las ubicaciones potenciales que nos van a permitir situar la balsa sin tener problemas de infiltraciones y contaminaciones que pudiesen influir negativamente en los acuíferos cercanos. A su vez, esta información es motivo de descarte de zonas en las que la permeabilidad no es baja. Sin embargo, cabe destacar el poco grado de detalle que tienen estos mapas (solo visualizables como máximo a escala 1:400000) por lo que serían necesarios estudios más amplios y específicos para determinar la viabilidad de estos terrenos.

Además de las zonas que se excluyen con los requisitos del terreno explicados, se ha decidido descartar también las zonas cercanas a los límites de la Comunidad de Madrid de cara a simplificar las decisiones finales y evitando de esta forma que pudiese haber un posible conflicto entre comunidades en caso de afección por rotura de la balsa.

Por lo tanto, las soluciones finales óptimas de localización serán en total tres (ver ANEJO).

=== Estudio de impacto ante posible rotura ===
Para realizar una aproximación a un estudio de impacto ante posible rotura es necesario realizar una hipótesis de ubicación exacta de una balsa de residuos mineros en el terreno.

Con el objetivo de llevar a cabo este análisis, se ha utilizado el territorio correspondiente a una de las soluciones anteriormente fijadas, más en concreto la más pequeña, perteneciente a la zona sur cercana a la población de Morata de Tajuña.
Se trata de una zona situada dentro del área de influencia de numerosas explotaciones mineras, siendo este número de aproximadamente 20, entre las que se encuentran algunas de gran repercusión en cuanto a los materiales extraídos y su cantidad.
Se ha realizado una estimación de la cantidad media de residuos que podrían llegar al depósito durante su vida útil, considerando que la actividad de estas explotaciones se da de forma ininterrumpida y con resultados parejos a los actuales.

Para la localización de la balsa en la zona acotada, de entre las posibles zonas óptimas, se ha elegido una zona que se ha considerado propicia en cuanto a permeabilidad del terreno, cercana a carreteras y líneas eléctricas y sin urbanizaciones residenciales en las proximidades. Para su ubicación, se ha estudiado la topografía del terreno buscando zonas sin grandes pendientes y con las  mejores condiciones posibles.
Como se puede observar, se ha creado una capa vectorial de polígono con su posterior digitalización sobre el mapa con las dimensiones aproximadas que tendría la balsa real (ver ANEJO).

En cuanto al estudio de impacto ante posible rotura, esta se produciría por la zona más débil, a través de la cual se produciría el vertido.
Para analizar la influencia de este impacto, se ha elegido un radio hipotético de 10 kilómetros. De esta forma, se podrá tener conocimiento de si sería capaz el vertido de llegar a esa distancia o incluso si podría sobrepasarla.
Cabe destacar de antemano que la localización de la balsa también se encuentra condicionada por la cercanía a ríos y elementos fluviales, ya que estos son un factor importante de cara a minimizar el impacto de vertido protegiendo de forma notable el contacto directo con poblaciones e infraestructuras.

El proceso seguido para llevar a cabo este estudio comienza siguiendo de forma aproximada el camino que llevaría el vertido siendo el trazado de máxima pendiente, hasta llegar al punto que se sitúa a 10 kms de la balsa. El vertido procedente de la rotura de la balsa llegaría directamente a un río afluente del río Tajuña debido a la pendiente y su orientación , el cual acabaría desembocando en este llevando consigo el vertido. El vertido discurriría por el río Tajuña hasta llegar a la distancia establecida de 10 kms. A partir de este punto, el cual se toma como frontera, se digitalizan las superficies de lámina de agua correspondientes a cada cota según las curvas de nivel, hasta dar con la cota que encierra el volumen que ha sido vertido en su totalidad, siendo el contenido en la balsa de residuos (considerando 20 hm3) (ver ANEJO).
Como se puede observar, si no existiese este límite de 10 kms, el vertido seguiría aguas abajo diluido en el río de forma conjunta con este, pudiendo llegar a alcanzar los 40 kms, finalmente diluyéndose del todo y depositando sedimentos en las proximidades del cauce del río; por este motivo, cualquier estudio en esta zona con diferente límites de distancia hipotéticos darían resultados parecidos.

En principio parece que el impacto sobre esta localización no sería grave en cuanto a daños materiales y personales, ya que parece que los núcleos de población se encuentran algo aislados por el cauce del río. Sin embargo, hay factores como la velocidad del vertido y meteorológicos entre otros que podrían cambiar notablemente estas consecuencias. De hecho,existen antecedentes que prueban la acción devastadora de estos vertidos, como es el caso de la rotura de la balsa de Aznalcollar, llegando a producirse grandes riadas causando numerosos destrozos y pérdidas materiales.

== CONCLUSIONES ==
Con el proceso justificado de exclusiones y condiciones de proximidad, se han obtenido finalmente 3 alternativas de localización a priori óptimas de la balsa de residuos, sin embargo, para establecer la ubicación de forma más precisa donde llevar a cabo el proyecto se requiere más información y con un mayor grado de detalle. Para hallar esta información con estudios más avanzados, se podrían usar técnicas de teledetección que nos proporcionen parámetros y variables como la cobertura del terreno ajustando de esta forma los lugares de búsqueda. Además, sería necesario conocer la titularidad del terreno de la superficie de estudio para poder valorar la viabilidad.
Una actividad complementaria que podría dar mayor fiabilidad al trabajo realizado mediante el uso de programas de información geográfica, sería una comprobación en campo de los resultados obtenidos, pudiendo usar algún elemento topográfico como un nivel geométrico de cara a visualizar errores y valorar el impacto visual.
Estas son algunas de las posibles mejoras que contribuir a mejorar el trabajo haciéndolo más exacto.
En cuanto al impacto ante posible rotura, un estudio más elaborado en todas las posibles zonas también definiría los emplazamientos finales óptimos y descartaría los más problemáticos dando con mayor grado de detalle las influencias de estos dramáticos incidentes.


== ANEJO ==
[[Archivo:SIG Ascasibar 1.jpeg|750px|miniaturadeimagen|izquierda|Núcleos de población]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 2.jpeg|750px|miniaturadeimagen|derecha|Espacios protegidos]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 3.png|500px|miniaturadeimagen|izquierda|Elementos de exclusión directa]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 4.png|480px|miniaturadeimagen|derecha|Conjunto de todos los elementos]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 5.jpeg|750px|miniaturadeimagen|izquierda|Explotaciones mineras y sus áreas de influencia]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 6.jpeg|750px|miniaturadeimagen|derecha|Núcleos de población y sus áreas de influencia]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 16.jpeg|750px|miniaturadeimagen|izquierda|Alternativas y zonas excluidas]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 7.jpeg|900px|miniaturadeimagen|derecha|Soluciones finales]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 8.png|500px|miniaturadeimagen|izquierda|Mapa de relieve y elevaciones]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 9.png|500px|miniaturadeimagen|derecha|Mapa de pendientes]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 10.png|750px|miniaturadeimagen|izquierda|Hidrogeología de las soluciones]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 11.png|750px|miniaturadeimagen|derecha|Permeabilidad de las soluciones]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 12.png|750px|miniaturadeimagen|izquierda|Localización de la balsa de residuos sobre la alternativa]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 13.png|750px|miniaturadeimagen|derecha|Entorno del depósito de residuos]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 14.png|750px|miniaturadeimagen|izquierda|Impacto al comienzo de la rotura]]
[[Archivo:SIG Ascasibar 15.png|750px|miniaturadeimagen|derecha|Impacto final a una distancia determinada de 10 km.]]



<pre><nowiki>[[Categoría:SIGAIC_14/15]]</nowiki></pre>
[[Categoría:Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil]]
[[Categoría:SIGAIC_14/15]]