Proyecto.

Análisis multi temporal del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) en la Reserva Paisajística Nor Yauyos - Cocha y en su zona de amortiguamiento por instalación de una Línea Eléctrica de Media Tensión (LMT).

Introducción

El siguiente estudio es para determinar la variación del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) en el área de influencia de una Línea de Media Tensión (LMT) que atraviesa la Reserva Paisajística de Nor Yauyos Cocha y su zona de amortiguamiento, ambas pertenecientes a un Área Nacional Protegidas (ANP),  desde la fecha instalación de la LMT (2013) y el presente (2022) y verificar cualitativamente y cuantitativamente si en la Reserva Paisajística fue afectado o no en su NDVI.

Antecedentes.

La Reserva Paisajística Nor Yauyos Cochas y su zona de amortiguamiento, creadas mediante Decreto Supremo Nº 033-2001-AG y Resolución Jefatural Nº 194-2006-INRENA respectivamente, esta Reserva se encuentra ubicada en la sierra de Lima y Junín (provincias de Yauyos y Jauja respectivamente) y nació con el objetivo de proteger uno de los paisajes más bellos del Perú, y conservar tanto los ecosistemas y las actividades de las comunidades, manteniendo un balance entre ambos, además de proteger el legado histórico y cultural de la zona. Su belleza contempla no solo campos verdes y cielos clarísimos, sino también cataratas y lagunas que le dan una belleza paisajística única. Y como si fuera poco, la reserva también alberga importantes sitios arqueológicos que nos enseñan más de nuestros antepasados y su diversidad cultural. 

Descripción de la LMT

La empresa de distribución eléctrica en la zona de la Reserva Paisajística es ADINELSA (Administradora de Infraestructura Eléctrica SA) forma parte de la Corporación Fonafe, siendo su actividad principal la distribución de energía eléctrica para las zonas rurales, alejadas y de difícil acceso, en las cuales ninguna otra empresa de distribución eléctrica adscrita a la Corporación Fonafe tiene concesión, o que no se encuentran dentro de su zona de responsabilidad técnica.

Es distribuidor de energía eléctrica en la sierra de Lima, Ica, norte de Arequipa, sur de Ayacucho y Huancavelica.

Con fecha 01 de febrero de 2013 ADINELSA puso en servicio la Línea de Media Tension (LMT) identificada con codigo YA-A001P con la siguientes características: Tensión Nominal 22,9 kV, tipo aéreo, sección de conductor 70 mm2 de Aleación de Aluminio y soportado por postes de madera de 12 metros de longitud, según lo reportado por ADINELSA a los órganos de control del estado peruano (Ministerio de Energía y Minas y Osinergmin) vía Valor Nuevo de Nuevo de Reemplazo (VNR) de la empresa concesionaria de distribución.

En la comparación del sistema georreferenciado de la empresa Adinelsa y de la Reserva Paisajística y zona de amortiguamiento se identifico que 34,250 km de la LMT código YA-A001P se encuentran dentro de la Reserva Paisajística y su zona de amortiguamiento, según lo mostrado en la siguiente figura.

 Como se observa dicha LMT se utiliza para atender eléctricamente a las localidades de San Juan de Lanca, Anexo San Juan de Langaico y Atcas ubicados en el distrito de Laraos y Huantan ambos en la provincia de Yauyos departamento de Lima, las localidades mencionadas se encuentran fuera de reserva paisajística y su zona influencia

Objetivos.

• Determinar si una Línea Eléctrica de Media Tensión (LMT) que atraviesa la Reserva Paisajística  y su zona de amortiguamiento denominada Nor Yauyos Cocha, ubicados entre las zonas altas de los departamentos Lima y Junín, es afectada o no en su Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) desde su fecha de puesta en servicio hasta el presente, utilizando para ello las imágenes satelitales multibanda del LandSat 8 y 9 y las herramientas del programa Global Mapper.
• Realizar un estudio multi temporal a partir de imágenes de satélite LandSat 8 para determinar los cambios manifestados en las cobertura natural presentes en el área de influencia de la LMT y que atraviesa la Reserva Paisajística y su zona de amortiguamiento.
• Describir y analizar cualitativamente y cuantitativamente los impactos generados por la construcción de la LMT que atraviesa la Reserva Paisajista de Nor Yauyos Cocha.

Procedimiento

Metodología

Descripción del proceso realizado

Obtención de composición RGB en el área de influencia de la LMT

La LMT que afecta y atraviesa la reserva tiene una longitud de 34,25 km y se estableció un área de influencia de la LMT y consiste en un área (buffer) de 1 km alrededor de la LMT abarcando una extensión de 6 380 hectáreas.

Para la información de imágenes raster multibanda, se obtuvo del Servicio Geológico de Estados Unidos​​ o USGS por sus siglas en inglés y fueron las siguientes:

• Imágenes Landsat 8, path/row 006/069 respectivamente, fecha de toma de datos 21/09/2022, fecha de validación de datos 23/09/2022, cubierta de nubes menor al 30%.
• Imágenes Landsat 8, path/row 006/069 respectivamente, fecha de toma de datos 11/07/2013, fecha de validación de datos 12/09/2020, cubierta de nubes menor al 30%.

En ambas imágenes multibanda obtenidas de Landsat 8, se realizó su corrección atmosférica, su temperatura de brillo y re proyección de coordenadas UTM de 18N a 18S.

Los resultados obtenidos de combinación de bandas en color verdadero (RGB o combinacion 4-3-2) para el año 2013 y utilizando las herramientas de Global Mapper es:

Cualitativamente entre ambas fotografía N° 6 y 7, no se observa cambios importantes en la cobertura vegetal en el área de influencia de la LMT desde su fecha de puesta en servicio 2013 y la fecha actual 2022.

En la foto N° 8 se observa la presencia de nubes que pueden alterar los resultados finales.

Obtención de NDVI 2013 y 2022 en el área de influencia de la LMT

El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI por sus siglas en ingles), en términos simples,  es un indicador del estado de la salud de la vegetación.

El NDVI ayuda a diferenciar la vegetación de otros tipos de cobertura del suelo (artificial) y determinar su estado general. También permite definir y visualizar áreas con vegetación en el mapa, así como detectar cambios anormales en el proceso de crecimiento.

Para calcular en NDVI, se utiliza la siguiente expresión: NDVI = (NIR-Red) / (NIR + Red), donde NIR es luz infrarroja cercana y Red es luz roja visible.

El NDVI compara matemáticamente la cantidad de luz roja visible absorbida y la luz infrarroja cercana reflejada. Esto sucede ya que el pigmento de clorofila en una planta sana absorbe la mayor parte de la luz roja visible, mientras que la estructura celular de una planta refleja la mayor parte de la luz infrarroja cercana. Esto significa que una alta actividad fotosintética, comúnmente asociada con vegetación densa, tendrá menos reflectancia en la banda roja y mayor reflectancia en el infrarrojo cercano. Al observar cómo estos valores se comparan entre sí, puede detectar y analizar de manera confiable la cubierta vegetal por separado de otros tipos de cobertura natural del suelo.

Los resultados del cálculo del NDVI varían de -1 a 1. Los valores negativos corresponden a áreas con superficies de agua, estructuras artificiales, rocas, nubes, nieve; el suelo desnudo generalmente cae dentro del rango de 0.1 a 0.2; y las plantas siempre tendrán valores positivos entre 0.2 y 1. El dosel de vegetación sano y denso debería estar por encima de 0.5, y la vegetación dispersa probablemente caerá dentro de 0.2 a 0.5. 

Para la obtención de NDVI 2013, se utilizaron las imágenes satelitales del Landsat 8 en el año de puesta en servicio de la LMT (2013), path/row 006/069 respectivamente, fecha de toma de datos 11/07/2013, fecha de validación de datos 12/09/2020, cubierta de nubes menor al 30%.

Adicionalmente, se realizó su corrección atmosférica DOS1 y su temperatura de brillo en Celsius, utilizando la herramienta de preprocesamiento de complemento SCP de QGis.

Para el calculo del NDVI 2013 se utilizó las banda B5 (NIR o Infrarrojo cercano) y B4 (Red o rojo visible) y la herramienta del Global Mapper Analysis/Raster Calculator  

Los resultado obtenidos son:

Para la obtención de NDVI 2022, se utilizaron las imágenes satelitales del Landsat 8  y 9 del año 2022 y cercanos a la mes de julio, path/row 006/069 respectivamente, fecha de toma de datos 21/09/2022, fecha de validación de datos 23/09/2022, cubierta de nubes menor al 30%.

Adicionalmente y en forma similar a NDVI 2013, se realizó su corrección atmosférica DOS1 y su temperatura de brillo en Celsius, utilizando la herramienta de preprocesamiento de complemento SCP de QGis.

Para el calculo del NDVI 2022 se utilizó las banda B5 (NIR o Infrarrojo cercano) y B4 (Red o rojo visible) y la herramienta del Global Mapper Analysis/Raster Calculator  

Los resultado obtenidos son:

En ambas imágenes raster obtenidas se observa las fuentes de agua o lagunas (color azul) y su variación en el tiempo y  que pueden afectar los resultados finales.

Para el calculo de la diferencia % de NDVI se tomo como referencial el NDVI 2013 (año de puesta en servicio de la LMT) y se utilizo la formula:    (NDVI 2022 - NDVI 2013) / NDVI 2013 * 100 , para su calculo se utilizo la herramienta del Global Mapper Analysis/RasterCalculator.

Los resultado obtenidos son:

En la fotografía se  muestra que la mayor variación se encuentra en rojo y corresponde a lugares donde se ubican lagunas o fuentes de agua y se debe mayormente a su cambio de embalse en el tiempo.

Adicionalmente, en tonos azules también se encuentran las mayores variaciones debido a cambios en el indicador NDVI de la zona.

Finalmente de la imagen raster anterior, se vectoriza dicha imagen y se descartan la variabilidad de las fuentes de agua y en la zona de presencia de nubes que afectan los  resultados y se obtuvo:

De esta figura y luego de calcular del área del raster poligonizado se obtuvo un área de 93,21 hectáreas presenta cambio en su NDVI y corresponde a 1,36%  del área total de influencia de la LMT (6 830 hectáreas), confirmando la poca variación en la cobertura vegetal mostradas en la fotos N° 7 y 8 del presente informe.

Conclusiones

De la Línea de Media Tensión (LMT) que atraviesa la Reserva Paisajística de Nor Yauyos Cocha y su zona de amortiguamiento, puesta en servicio el año 2013, se concluye: 

• Cualitativamente no se observa mayor variación en su cobertura vegetal y dentro del área de influencia de la LMT, según imágenes satelitales Landsat 8.
• Cuantitativamente, el NDVI del año 2022 varia en solo 1,36% respecto al NDVI 2013 y dentro del área de influencia de la LMT.
• LMT instalada dentro de la Reserva Paisajística de Nor Yauyos Cocha no ha afectado el Índice NDVI

 Recomendaciones

Ampliar los estudios de cambio de cobertura vegetal en la zona y en distintos años con la finalidad de confirmar las conclusiones obtenidas.

No hay variación en el NDVI, quizás por el nivel de tensión de la LMT (22,9 kV) y en caso de existir tensiones mayores (60 kV o mas), si se afecta el NDVI debido a la limpieza de la franja de servidumbre y la existencia de poblaciones en crecimiento que se encuentren cercanas a la LMT  

Bibliografía

• Descarga información Reserva Paisajistica Nor Yauyos Cocha. Recuperado de https://www.ytuqueplanes.com/blog-viajero/lima/descubre-la-reserva-paisajistica-nor-yauyos-cochas-en-increibles-fotos
• Descarga información Aéreas Naturales Protegidas (ANP). Recuperado de:  https://www.geogpsperu.com/2014/10/areas-naturales-protegidas-descargar.html
• Descarga información Cursos de Teledecccion. Recuperado de https://www.cursosteledeteccion.com/ndvi-que-es-y-para-que-sirve/
• Descarga información U.S. Geological Survey – USGS. Recuperado de: https://earthexplorer.usgs.gov/
• “Guía de Elaboración del Valor Nuevo de Reemplazo de las Instalaciones de Distribución Eléctrica” – Resolucion Consejo Directivo Osinergmin N° 232-2017-OS/CD.