Estudio de localización de un aeropuerto que apoye y satisfaga las necesidades del nudo aeronáutico de Madrid

Trabajo sobre SIG
Título	Estudio de localización de un aeropuerto que apoye y satisfaga las necesidades del nudo aeronáutico de Madrid
Autores	Juan Manuel Cano López Juan Junguito Bravo Cristina Martínez Navarro Ignacio Olalquiaga Varela
Asignatura	Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil
Curso	Curso 15/16
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

Este trabajo se centra en el estudio de ubicación de un aeropuerto que satisfaga las necesidades del nudo aeronáutico de Madrid. El primer paso en el proceso seguido consistió en definir un área de actuación. En el ámbito aeronáutico la zona de influencia terrestre de un aeropuerto traspasa la superficie de la ciudad a la que se quiere apoyar, en este caso Madrid, por lo que se tomó la decisión de limitar la zona de influencia a la Comunidad de Madrid y provincias limítrofes. Una vez definido dicho ámbito se procedió a establecer los condicionantes que influyen en el emplazamiento de un aeropuerto.

Así pues se establecieron variables que nos permitieron hacer un primer descarte de las zonas consideradas como no factibles. En este paso se descartaron aquellas zonas con desarrollo urbano, zonas protegidas por motivos medioambientales y por último las zonas de servidumbre aeronáutica. Esta última variable tiene en cuenta la zona de influencia de un aeropuerto o aeródromo, asegurándonos pues que nuestro posible aeropuerto estaba lo suficientemente alejado. Tras realizar un primer descarte, se han considerado aquellas consideradas como no idóneas por motivos de sismicidad. Por último, con las zonas restantes se ha optado por realizar una ponderación según variables que tuvieran en cuenta el impacto acústico e impacto visual, climatología (se ha enfocado a la visibilidad), impacto medioambiental y las conexiones con infraestructuras de transporte. Adicionalmente se ha tenido en cuenta la servidumbre aeronáutica para descartar posibles soluciones.

Los resultados obtenidos son satisfactorios y congruentes con lo que se da en la realidad. Así pues, según los coeficientes de ponderación usados, la mayor puntuación se da en la provincia de Toledo, descartando otras posibles soluciones según las servidumbres aeronáuticas. Futuras mejoras que se podrían hacer al estudio son la posibilidad de incluir el aspecto geológico en la ponderación. En este estudio actual ha sido imposible considerar dicho factor, a pesar de que estaba dentro de la metodología propuesta. Esto se ha debido a la imposibilidad de obtener un mapa geológico digitalizado, ya fuera vectorialmente o en ráster.

1 Introducción

La Comunidad de Madrid cuenta con uno de los mejores aeropuertos internacionales, el aeropuerto Adolfo Suárez Madrid Barajas. En el año 2014, este aeropuerto registro un tráfico total de 41,815.261 pasajeros lo que supuso un incremento del 5,3% con respecto al dato del curso anterior, lo que le permitió mantener la sexta plaza en el ranking de aeropuertos con más tráfico de Europa. La creciente demanda de pasajeros hará que en un futuro se rebase la capacidad del aeropuerto de Barajas, por lo que este estudio tiene como objetivo ubicar la localización de un posible segundo aeropuerto que apoye las necesidades del nudo aeronáutico de Madrid.

Este segundo aeropuerto, compatible con el aeropuerto Adolfo Suárez Madrid Barajas, tiene el objetivo de apoyar el tráfico aeronáutico de Madrid, trasladando gradualmente el tráfico aeronáutico a dicho aeropuerto cuando los niveles de congestión de Barajas lo hagan aconsejable. Así pues se lograría en un futuro evitar problemas asociados a la congestión aeronáutica y cuellos de botella. Una capacidad aeroportuaria aumentada mejoraría la calidad del servicio aeroportuario de Madrid, además de impulsar el desarrollo económico y social de dicha Comunidad.

A pesar de que el objetivo de este estudio no es el estudio de la necesidad de un segundo aeropuerto, puesto que el estudio se ha realizado bajo la hipótesis de que en un futuro será necesario disponer de un segundo aeropuerto, si hemos considerado aconsejable manejar unos datos orientativos sobre el plazo temporal en el que se ubica dicha necesidad. Se estima que tras la ampliación del aeropuerto de Barajas de 2007, éste tiene una capacidad para 70 millones de pasajeros año, lo que según las previsiones del Plan Director de Barajas, resulta en una capacidad válida hasta el 2020. Dado que el plazo es inferior a 5 años, se ha considerado un plazo de estudio válido en el que las variables de estudio serán semejables a aquellas en 2020 y durante la vida útil del aeropuerto.

2 Metodología

Se describen a continuación los datos empleados y las operaciones realizadas.

2.1 Datos empleados

En cuanto a los datos manejados, éstos han sido:

• Mapa de peligrosidad sísmica de España, del Instituto Geográfico Nacional. Según dicho mapa, el ámbito de estudio se encontraba se clasificaba bajo el mismo riesgo de sismicidad, por lo que no se ha descartado ninguna de las zonas.

• Mapa de Ríos, de la BTN 100 (Base Topográfica Nacional a escala E=1:100.000).

• Mapa de España de Autopistas, de la BTN 100.

• Mapa de España de Autovías, de la BTN 100.

• Mapa de metro de Madrid

• Mapa de España de AVE, cercanías y ferrocarriles.

• Mapa de España de Núcleos de Población, de la BTN 100.

• Mapa de España de Zonas Protegidas, de la BTN 100.

• Mapa de Servidumbres aeronáuticas de Madrid.

2.2 Operaciones realizadas

Respecto a las operaciones realizadas, éstas han sido, en su mayoría, de tipo vectorial. Se pueden citar:

• Buffer, para establecer unas determinadas distancias desde las zonas citadas anteriormente (ríos, municipios, etc.) en las que sea posible o no la localización de la central.

• Grafo de rutas: Se han calculado líneas isócronas (aquellas que enlazan puntos desde los cuales se accede al aeropuerto en el mismo tiempo)

• Unión

• Intersección.

• Diferencia: Usado para recortar los buffers con los límites provinciales.

• GRASS: Algebra de mapas sencillas, y herramientas de conversión de archivos vectoriales a ráster usando valores de atributo. Se tanteó la posibilidad de realizar un estudio de visibilidad a través de la herramienta r.los, pero los resultados no han sido los esperados por lo que se descartó su uso. Se ha usado también la herramienta de null to, para poder así sumar distintos mapas ráster y tener en cuenta la presencia de los pixeles que no se hubieran sido clasificados en el mapa.

• Reclasificación (Reclass)

3 Resultados

Para la localización de la ubicación idónea de este aeropuerto se considerarán de manera conjunta una serie de parámetros que se consideran determinantes para un aeropuerto. A continuación se ilustran dichos parámetros, haciéndose hincapié en los resultados intermedios obtenidos y en los resultados finales.

3.1 Estudio de accesibilidad por carretera

Los datos descargados diferenciaban entre carreteras de distinto tipo. Se consideró que las carreteras de mayor importancia para acceso a un aeropuerto serían autovías y autopistas. Así pues, se realiza una unión entre ambas capas, y se procedió a realizar un buffer a 2km, 5km y 10km de distancia. Aquellas que se encuentren a una distancia de 2km recibirán mejor puntuación por su mayor accesibilidad. Esta puntuación se ha determinado como 3 para 2km, 2 para 5km y 1 para 10km, aunque luego se le aplicará el factor de ponderación correspondiente.

3.2 Estudio de consideración de las zonas protegidas

Con el fin de evaluar el impacto ambiental del segundo aeropuerto, se ha evaluado la distancia de éste a las zonas protegidas por motivos medioambientales. Así pues se ha realizado un buffer de 2km, 5km y 10km. Las zonas situadas a 2km recibirán una nota negativa en la ponderación (puntuación -3) puesto que su impacto será mayor que la situada a una distancia de 10km (puntuación de -1). Se observa a continuación el resultado intermedio.

3.3 Estudio de la proximidad a otros aeropuertos y otras zonas descartadas

Al igual que hemos considerado que construir un aeropuerto en una zona de protección ambiental era imposible, también se deben descartar zonas de suelo urbano y zonas en las que ya se encuentre ubicados aeropuertos. Para esto se ha descargado el mapa de aeropuertos y se ha realizado un buffer de 15km para evitar así posibles interferencias con dichos aeropuertos. Uniendo vectorialmente este buffer a las zonas de suelo urbano, se obtiene el mapa de zonas descartadas.

3.4 Estudio de la Climatología

Ante la dificultad para obtener datos espaciales referentes a la climatología, se ha decidido que el factor que la visibilidad es la presencia de niebla. Dicha niebla se evaluará teniendo en cuenta la proximidad a ríos, motivo por el cual se ha aplicado un buffer de 2km a los ríos, considerándose dichas zonas como las susceptibles a formación de niebla debido a la evaporación del agua, que pudieran afectar a la visibilidad del aeropuerto. Para evitar esta situación, se ha decidido descartar estas zonas.

3.5 Estudio de los núcleos de población

Se hizo uso del mapa de España de Núcleos de Población, de la BTN 100, que se recortó a continuación con el límite provincial. Para conocer la proximidad de la posible ubicación del aeropuerto a estos núcleos y así determinar que ubicación es de mayor utilidad para la población se han realizado tres buffers de 5km, 10km y 15km. La puntuación para las zonas que se encontrarán en el buffer de 5km ha sido de 3, 2 para el buffer de 10km y por último 1 para el buffer de 15km.

3.6 Estudio de pendientes

Para el análisis de pendientes se partió del MDT200; un modelo digital del terreno ráster proporcionado por el IGN con un paso de malla de 200 m, es decir, cada píxel del ráster corresponde a un área cuadrada de 200 m de lado, y su valor se traduce en la altitud media de ésta. El análisis es a nivel provincial por lo que consideramos que esta precisión (200 m en longitud y 400m2 en superficies) es suficiente.

Tomando el MDT citado, se realizó un mapa de pendientes con el programa QGIS; este mapa se consigue gracias a un comando incluido en el programa, englobado en las herramientas para archivos ráster, en el apartado de análisis del terreno. Esta herramienta calcula el ángulo de la pendiente de cada celda en grados (basado en primer orden estimación derivada).Se obtiene un mapa con celdas de 200m de lado cuyo valor coincide con la pendiente media en grados de dicha celda.

Este mapa se añade a un directorio de mapas creado en GRASS y se procede a reclasificarlo según el siguiente criterio; si la pendiente es menor del 1% se le asignará el valor 3, si la pendiente se encuentra entre el 1% y el 5% se le asignará a esa celda el valor 2, si la pendiente se encuentra entre el 5% y el 10%, se le asignará a esa celda el valor 1 y si la pendiente supera el 10%, 0. Se debe tener en cuenta que el valor del mapa de pendientes está en grados sexagesimales; para saber la pendiente en estas unidades se debe hacer el cambio de unidades; grados=atan(pendiente en tanto por uno).

3.7 Estudio de proximidad a red principal de transportes

Una conexión adecuada al resto de la red de transporte es clave para conseguir la intermodalidad de los distintos modos de transporte, que en este aportado se intentó estudiar. Será inevitable la construcción de infraestructuras que permitan conectar el nuevo aeropuerto a la red, sin embargo, es obvio que cuanto más próxima sea la ubicación del mismo, menores serán estas infraestructuras a construir. Para considerar este parámetro se establecerán “buffers” de distinta dimensión en torno a la red principal de carreteras y ferrocarril, la red de AVE y la red de Metro de Madrid.

Para la red de carreteras y ferrocarril se establecerán tres niveles. El primero, “muy bueno” corresponde a una distancia de menos de 2km, para la cual las infraestructuras necesarias para la conexión del aeropuerto son mínimas. El siguiente nivel, “bueno” corresponde a una distancia de entre 2 y 5 km, para la cual se necesitará unas infraestructuras poco importantes para la conexión del aeropuerto a la red. Por último, la categoría “adecuado”, para entre 5 y 10 km, que supone unas infraestructuras de cierta importancia para la conexión con la red. Una ubicación a más de 10km de las mencionadas no se considera inaceptable, pero se debería evitar pues el coste de las infraestructuras necesarias empezaría a ser excesivo.

Con las redes de Metro de Madrid y Ave no se considera esta categorización, simplemente se considerará muy positivamente las ubicaciones a menos de 10km de la red de Metro (pues posibilita la construcción de una nueva línea sin que esta sea excesivamente larga) y las ubicaciones a menos de 2km de la red de AVE, pues permite el establecimiento de una parada y de la conexión de la misma con el aeropuerto mediante un medio auxiliar. No se consideran distancias mayores para el AVE pues se considera que carece de sentido realizar una nueva línea, ya que esta contaría con una longitud incompatible con el concepto de tren de alta velocidad.

Finalmente, para considerar conjuntamente todas las redes se hará una suma ponderada a través del algebra de mapas, otorgando un 40% a carreteras, 30% a metro, 20% al cercanías y un 10% al AVE

3.8 Tiempo de viaje a Madrid

Para los usuarios del aeropuerto, tanto para los de tránsito como para los que su destino final sea Madrid, la cercanía a la ciudad es un punto muy positivo. Para considerar este parámetro se hará una unión de todos los buffers máximos de cada medio de transporte considerado y expuesto anteriormente. Este se intersecará con buffers de 50, 100, 150, 200 y 250 km desde la Puerta del Sol.

El resultado de las distintas intersecciones se considerará como las ubicaciones a 30, 60, 90, 120 y 150 minutos del centro de Madrid. Este es claramente un método aproximado, pero que sin embargo, permite obtener un mapa de tiempos de viaje desde el centro de Madrid de manera rápida y sencilla. Por último se multiplicará esta capa por las puntuaciones asociadas a la red de transportes. Las zonas a 60 minutos se reducirán un 20%, un 40% a las que estén a 90 minutos y así sucesivamente hasta reducir un 20% para las zonas que estén a 150 minutos.

3.9 Resultado final

Una vez obtenido estos parámetros de forma individual, faltaba combinarlos para obtener un único resultado. Esto se hizo a través de la siguiente fórmula, en el que los coeficientes de ponderación fueron asignados según criterio de gabinete.

Total=0,35∙Tiempo transportes+0,35∙Proximidad núcleos+0,2∙Protegidas+0,1∙Pendientes+Zonas descartadas

Cabe recordar que la proximidad a zonas protegidas penaliza, pero se le asignó a cada pixel un valor negativo por lo que solo será necesario sumarlo en esta operación. El proceso ha sido el siguiente:

Primero se ha obtenido el mapa nombrado como “Descartefinal”, suma de los descartes del buffer de los aeropuertos a 15km, las zonas de suelo urbano y el buffer a los ríos. En un principio los pixeles tenían valor 1 o null. Así pues se usó el null to para poner ceros en vez de null, pudiéndose así sumar a los demás ráster. A continuación se aplicó un reclass, de forma que los ceros se queden como ceros y el resto se hagan nulos. El resultado de la reclasificación es “Descarte final”.

Después se realizó la suma ponderada de “Red Transportes y distancia a Madrid”, “Pendientes”, “Proximidad a núcleos”, “Proximidad a zonas protegidas” y “Descartefinal”. Los valores descartados saldrán con valor nulo gracias a la capa de descarte final. El resultado es el siguiente:

En el mapa “Resultado final” las zonas de mayor tonalidad verde son las que mejor puntuación han recibido, mientras que las blancas son las descartadas. En la elección de las posibles ubicaciones, marcadas en rojo, se han tenido en cuenta dos factores: la nota de ponderación obtenida y las servidumbres aeronaúticas de Madrid, que se adjunta a continuación.

La salida de los aviones comerciales se realiza en dirección norte, mientras que la llegada se realiza en dirección noroeste. Para interferir lo menos posible con esta situación, se ha considerado que la ubicación propuesta en Toledo era la más factible.