INTRODUCCIÓN

El siguiente Estudio es para determinar el impacto ambiental de manera cualitativa causado por la ampliación a ocho carriles de la carretera hacia Panamá Oeste en el área de Loma Cová, del proyecto denominado “Estudio, Diseño, Construcción y Mantenimiento de Obras para la Ampliación y Rehabilitación de la Carretera Panamericana, Tramo: Puente de las Américas – Arraiján”, el cual es considerado una de las iniciativas viales más importantes de Panamá con un impacto en el desarrollo del país, y en el comercio regional, ya que al ser una de las rutas utilizadas por los transportistas que van hacia el resto de Centroamérica, el tránsito de mercancías será más fluido.

La carretera tiene por finalidad adaptarse a las nuevas necesidades de la zona, donde también se planea construir la tercera línea del metro de Panamá, ambos proyectos serán complementarios para el desarrollo económico. El diseño de la nueva carretera incluye puentes, accesos, e interconexiones (Panamá, 2022).

ANTECEDENTES

El Gobierno Nacional de Panamá, a través del Ministerio de Obras Públicas, está desarrollado los proyectos de ampliación de la red vial de alta capacidad entre el área metropolitana de la ciudad de Panamá y sus interconexiones con el lado Oeste del Canal de Panamá, que son necesarias para absorber el aumento en la demanda de transporte terrestre que se está produciendo debido, principalmente, a la rápida expansión de la ciudad hacia el área Oeste del Canal. La falta de capacidad que presenta el puente de Las Américas para dar servicio a la actual demanda de tránsito vehicular, está creando un cuello de botella con la consecuente congestión de tránsito obstruyendo el sistema de transporte de la ciudad y provocando impactos que repercuten negativamente en la actividad económica diaria y en el confort y calidad de vida de los usuarios que diariamente utilizan esta vía.

Este proyectos tiene como objetivo ampliar la red vial de alta capacidad de la Ciudad de Panamá y sus conexiones con el lado Oeste del Canal para adecuarlos a la demanda presente y futura, mejorar la permeabilidad y la circulación entre las poblaciones de ambas márgenes del Canal en el lado del Pacífico, y de esta manera resolver el problema actual dando continuidad a la autopista Corredor Norte mediante la construcción de un nuevo Cuarto Puente sobre el Canal, ampliando la vía Panamericana y desarrollando las conexiones con la red vial local necesarias para mejorar las actuales condiciones de la red de infraestructuras con respecto a distancias y tiempos de trayecto, confort y seguridad para los usuarios (MOP, 2016).

Entre las comunidades beneficiadas directamente por la ampliación de esta vía se encuentra el Distrito Arraiján con una Población Total de 300,979 habitantes para el 2020 (INEC, 2022).

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

La zona de Estudio está ubicada en la República de Panamá, Provincia de Panamá Oeste, Distrito de Arraiján e inicia en la conexión con el proyecto del Cuarto Puente sobre el Canal de Panamá, en el área de Cocolí, terminando en la conexión con la vía Centenario en el área de Burunga con un nuevo intercambiador vial.

A lo largo de su recorrido en su situación actual, la carretera Panamericana (CPA) en el tramo comprendido entre el inicio del proyecto y Loma Coba, presenta una velocidad media de circulación inferior a los 80 km/h, con muchos tramos por debajo de los 60 km/h por falta de visibilidad, así como pendientes acusadas, como por ejemplo en Loma Cová, y carriles estrechos. Adicionalmente, este primer tramo tiene dos puentes sobre el río Velázquez; pasos menores de drenaje sobre quebradas; pasos vehiculares elevados en los puntos kilométricos 0+450 (Cocolí) y 1+750 (Panamá Pacífico, en construcción); múltiples accesos directos a la vía que ponen en riesgo la seguridad de los usuarios; utilidades en ambas márgenes de entre las que cabe destacar 6 oleodutos de la empresa PATSA, tuberías de abastecimiento de IDAAN, líneas de energía y comunicaciones; etc. En este primer tramo, la ampliación de la Carretera Panamericana sigue sensiblemente el corredor de la actual via, pero modifica notablemente su alineamiento y anchos de sección conforme a los nuevos parámetros de diseño actualizados a la normativa vigente para 100 km/h (MOP, 2016).

A su vez también la Ampliacion de la Carretera Panamerica Tramo: Puente de las Américas – Arraiján es la principal vía de conexión de diversas zonas residenciales y comerciales de gran importancia para la Provincia de Panama Oeste.

Los objetivos principales de este proyecto se pueden resumir en los siguientes 

•             Aliviar el tráfico actual en esta vía, dotándola de capacidad suficiente para absorber la demanda vehicular durante los próximos 20 años. Para ello se ampliará el número de carriles y se contemplará una velocidad de diseño de 100 km/h.

•             Generar una vía con suficiente capacidad y versatilidad que pueda absorber el tránsito en horas pico y que a su vez sea capaz de recoger todo el tráfico que circule por el nuevo Cuarto Puente y el Puente de Las Américas manteniendo un nivel de servicio adecuado. Para ello se

creará una calzada reversible central con dos carriles que serán operativos en un sentido u otro en función de la demanda de tránsito en hora pico.

•             Modernizar la red de alta capacidad de Panamá.

•             Dotar de conectividad a los nuevos desarrollos existentes y previstos en el corredor, y mejorar las comunicaciones con los municipios de Arraiján, La Chorrera y en general con el interior del país.

•             Dotar de conectividad a las nuevas estaciones de Metro previstas en la futura línea 3 dentro del tramo objeto del proyecto.

•             Mejorar notablemente la seguridad vial del tramo objeto de ampliación y rehabilitación, diseñando carriles de cambio de velocidad y despejes suficientes para conseguir visibilidad de parada, conforme a los estándares y normativas de diseño más modernos.

•             Mejorar los diseños de las paradas de BUS acorde a los parámetros más exigentes de seguridad vial, y mejorar sus accesos (MOP, 2016).

OBJETIVOS DEL PROYECTO

• Realizar mapas del área de influencia de la Ampliación de la Carretera Panamericana Tramo: Puente de Las Américas – Arraiján.
• Aplicar los conocimientos adquiridos en este curso para hallar el índice NDVI a partir de imágenes satelitales y evaluar la influencia de la obra en la zona natural.
• Determinar el estado de la vegetación y determinar algunos otros aspectos derivados del análisis, como cambios en el uso de suelo, entre otros.

PROCEDIMIENTO

El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada o mejor conocido por sus siglas en ingles NDVI es un indicador simple de biomasa fotosintéticamente activa o, en términos simples, un cálculo de la salud de la vegetación. 

Este índice se calcula comparando 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. Sin embargo, es solo una regla general y siempre se debe tener en cuenta la temporada, el tipo de planta y las peculiaridades regionales para saber exactamente qué significan los valores de NDVI.

Por norma general, los valores de NDVI entre 0.2 y 0.4 corresponden a áreas con vegetación escasa; la vegetación moderada tiende a variar entre 0.4 y 0.6; cualquier cosa por encima de 0.6 indica la mayor densidad posible de hojas verdes (Toribio, 2022).

Se investigó sobre las colecciones disponibles y capacidades espectrales de los sensores de plataformas satelitales que nos permitan realizar un análisis a partir del cálculo NDVI de una manera eficiente y gratuita, entre las que podemos mencionar Landsat 7, Landsat8 y Sentinel 2, eligiendo la plataforma satelital Sentinel 2 como la plataforma que nos brinda una mejor cobertura de resolución espacial y temporal, debido a que la zona de estudio ha sido impactada desde el 2016 hasta la fecha y con una resolución espacial de 10 metros se pueden diferenciar infraestructuras, y teniendo en cuenta que la zona escogida presenta nubes bajas en la mayoría del año, esta plataforma presenta alta frecuencia de pasadas sobre el área pudiendo filtrar por porcentaje de nubes menor a 20% y verificando visualmente mediante la vista preliminar que las imágenes seleccionadas no presentaran nubes sobre el área de influencia.

Como resultado de la búsqueda se seleccionaron imágenes satelitales del 07 de diciembre de 2015 y del 25 de marzo de 2022. Se descargaron ambas imágenes mediante la plataforma digital Earth Explorer, la cual es un servicio de consulta y solicitud de imágenes satelitales, fotografías aéreas y productos cartográficos a través del Servicio Geológico de Estados Unidos  (USGS, 2022).

Posteriormente mediante la importación al software Global Mapper se analizaron cualitativamente las imágenes mencionadas, realizando la combinación de bandas 4,3,2 (RGB) determinando una buena discriminación de elementos sobre la zona de estudio, y a través de las herramientas de digitalización vectorial se creó un área de influencia de buffer de 300m sobre el eje central de la obra.

Mediante la herramienta de Global Mapper denominada Calculadora Raster, se realizaron las composiciones NDVI para cada imagen satelital escogiendo la formula predeterminada en la lista de fórmulas predeterminadas y las bandas del rojo e infrarrojo (en el caso de Sentinel 2 la banda 4 (Rojo) y banda 8 (infrarrojo). 

Se visualizaron ambas imágenes con el fin de discriminar los cambios en la vegetación con el índice NDVI por el avance de la obra.

Adicionalmente se lograron discriminar en las imágenes satelitales algunas obras de drenajes documentadas en reportajes fotográficos de avance de obra.

Finalmente se procedió a la confección de los Mapas NDVI del área de influencia mediante la herramienta Map Layout de Global Mapper.

A continuación se muestra un diagrama de flujo del procedimiento desarrollado en este estudio.

RESULTADOS

A continuación se muestran los mapas elaborados para este estudio.

En el NDVI generado para la imagen del 2022 se puede apreciar un cambio considerable en la cobertura vegetal sobre el área de influencia con respecto al NDVI del 2015.

El cambio de cobertura vegetal a consecuencia de la obra lineal de la imagen del 2022 está representado por valores NDVI entre 0.02 y 0.15, lo cual corresponden a zonas con muy poca vegetación, suelos desnudos o zonas de vegetación no productivas.

Mientras que si se visualiza la composición RGB de la misma imagen de fondo, y se vectoriza el cambio de cobertura vegetal, los valores NDVI entre 0.15 y 0.33 corresponden a la vegetación enferma, la cual se concentra en los alrededores de la obra lineal y en centros poblados.

El resto de los valores NDVI dentro de la zona de influencia se encuentran entre 0.33 y 0.63, representando vegetación sana.

CONCLUSIONES

Se ha representado de manera exitosa los valores NDVI antes y durante la ejecución de la Ampliación Carretera Panamericana Tramo: Puente de las Américas – Arraiján, una obra lineal que se estima que esté lista para el 21 de septiembre de 2023. 

Se ha logrado analizar e interpretar los valores NDVI identificando los cambios de cobertura vegetal, así como también la vegetación enferma y saludable, lugares poblados y carreteras principales.

Cabe destacar que las plataformas satelitales disponibles en la actualidad al servicio de la investigación y aplicaciones civiles y los softwares para la estimación de valores NDVI han sido beneficiosos para la comparación de valores reales de deforestación y afectación de la vegetación sana que se estiman en los Estudios de Impacto Ambiental de tales obras, así como también el monitoreo de vegetación en zonas que se encuentran fuera de la obra, pero que consumen el agua y nutrientes provenientes de las áreas de dichas obras, con el fin de determinar factores inesperados y tomar acciones para preservar la flora y fauna ligada a estos recursos.

RECOMENDACIONES

Se pueden tener en cuenta las áreas protegidas cercanas a la zona de estudio y monitorear periódicamente la salud de la vegetación por medio de cálculo de valores NDVI mediante imágenes satelitales, para evaluar posibles afectaciones a las mismas.

Se pueden aplicar correcciones atmosféricas a las imágenes seleccionadas para mitigar la interferencia de la atmósfera sobre los valores de reflectancia, y así obtener valores de entrada más precisos para la determinación de valores de Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) e Índice Diferencial de Agua Normalizado (NDWI)

Debido a la alta presencia de nubes en la zona de estudio hay épocas del año donde es muy difícil obtener una imagen satelital despejada sobre esta, donde se podría considerar realizar un estudio NDVI con imágenes provenientes de mapeo con Sistemas Aéreos No Tripulados (UAS) con sensores multiespectrales aerotransportados.

Los cambios de cobertura vegetal al final de la intervención por construcción de la obra lineal de análisis en este estudio deberían ser considerados en los mapas geográficos nacionales de uso de suelo. 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

INEC. (2022). Cuadro 44. ESTIMACIÓN Y PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN DEL DISTRITO DE ARRAIJÁN, POR CORREGIMIENTO, SEGÚN SEXO Y EDAD: AÑO 2010. Obtenido de Instituto Nacional de Estadística y Censo - Panamá: https://www.inec.gob.pa/archivos/P5561Cuadro%2044.pdf

MOP. (2016). Pliego de Cargos, Adenda 2. Obtenido de Panama Compra: https://www.panamacompra.gob.pa/Inicio/v2/#!/vistaPreviaCP?NumLc=2016-0-09-0-15-LV-004337&esap=0&nnc=1&it=1

MOP. (27 de 03 de 2017). Twitter. Obtenido de Ampliación CPA tramo Puente de Las Américas - Arraiján: https://twitter.com/MOPPma/status/846448167591841793

MOP. (19 de 04 de 2021). Ampliación a 8 carriles de la vía puente de Las Américas- Arraiján presenta un 32.99% de avance. Obtenido de Ministerio de Obras Publicas: http://mop.gob.pa/index.php/prensa/sala-de-prensa-2/item/1701-ampliacion-a-8-carriles-de-la-via-puente-de-las-americas-arraijan-presenta-un-32-99-de-avance

Panamá, R. L. (2022). Ampliación vial en Loma Cová impactará economía y calidad de vida en Panamá Oeste. Ciudad de Panama: La Estrella de Panama. Recuperado el 30 de 04 de 2022, de https://www.laestrella.com.pa/nacional/220430/ampliacion-vial-loma-cova-impactara-economia-calidad-vida-panama-oeste

Toribio, G. (2022). NDVI, ¿qué es y para qué sirve? Obtenido de Cursos Teledeteccion: https://www.cursosteledeteccion.com/ndvi-que-es-y-para-que-sirve/#:~:text=El%20NDVI%20ayuda%20a%20diferenciar,en%20el%20proceso%20de%20crecimiento.

USGS. (2022). Earth Explorer. Obtenido de Earth Explorer: https://earthexplorer.usgs.gov/