Introducción

La cuenca del río Rímac constituye una de las unidades hidrográficas más importantes del Perú, ya que abastece de agua a la ciudad de Lima y a una gran parte de su población. Esta cuenca se extiende desde las zonas altoandinas de la Cordillera Occidental hasta su desembocadura en el océano Pacífico, presentando una marcada variabilidad topográfica y climática.

El análisis de las características físicas de una cuenca hidrográfica es fundamental para comprender su comportamiento hidrológico, los procesos de erosión, la dinámica de escorrentía y los riesgos asociados a fenómenos naturales como deslizamientos, inundaciones o sequías. En este contexto, variables como la pendiente del terreno y la precipitación juegan un rol determinante en la dinámica ambiental de la cuenca.

El uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) permite integrar información topográfica y climática proveniente de fuentes satelitales confiables, facilitando la elaboración de mapas temáticos que apoyan la gestión del recurso hídrico y la planificación territorial. El presente proyecto tiene como finalidad realizar la caracterización física de la cuenca del río Rímac mediante la elaboración de mapas de pendientes y precipitación.

Antecedentes

Diversos estudios hidrológicos y geomorfológicos han destacado la importancia de la cuenca del río Rímac debido a su influencia directa sobre el desarrollo urbano, económico y social de Lima Metropolitana. Investigaciones previas han utilizado Modelos Digitales de Elevación (MDE) y datos de precipitación satelital para analizar la morfología del terreno, la distribución espacial de las lluvias y su relación con eventos extremos.

El empleo de datos ALOS PALSAR para la generación de modelos de elevación ha demostrado ser una alternativa confiable para el análisis de pendientes en zonas andinas, debido a su adecuada resolución espacial. Asimismo, la plataforma Giovanni de la NASA ha sido ampliamente utilizada para la obtención y análisis de datos climáticos, especialmente de precipitación, permitiendo estudios multitemporales y espaciales a diferentes escalas.

Estos antecedentes respaldan el uso de herramientas SIG y datos satelitales como base metodológica para la caracterización física de cuencas hidrográficas en el territorio peruano.

Descripción del área de estudio

El área de estudio corresponde a la cuenca del río Rímac, ubicada en la vertiente occidental de los Andes centrales del Perú. La cuenca se extiende desde altitudes superiores a los 5 000 m s.n.m. en la zona altoandina hasta el nivel del mar, atravesando diversos pisos altitudinales y climáticos.

La cuenca presenta un relieve abrupto en su parte alta y media, con pendientes pronunciadas, mientras que en su tramo bajo se desarrollan áreas de menor pendiente asociadas a la planicie costera. Climáticamente, la cuenca está influenciada por un régimen de precipitaciones estacionales, concentradas principalmente en los meses de verano en la sierra, lo que condiciona el caudal del río Rímac.

Objetivo general

Caracterizar físicamente la cuenca del río Rímac mediante la elaboración de mapas de pendientes y precipitación utilizando herramientas SIG.

Objetivos específicos

• Delimitar espacialmente la cuenca del río Rímac a partir de información geoespacial.
• Generar el mapa de pendientes de la cuenca utilizando un Modelo Digital de Elevación ALOS PALSAR.
• Elaborar el mapa de precipitación empleando datos satelitales obtenidos de la plataforma Giovanni.
• Analizar la distribución espacial de las pendientes y la precipitación dentro de la cuenca.

Procedimiento

El desarrollo del proyecto se realizó en un entorno SIG utilizando ArcGIS, siguiendo una secuencia metodológica estructurada para la caracterización física de la cuenca del río Rímac, integrando análisis topográfico, hidrológico y climático.

1. Preparación del Modelo Digital de Elevación (DEM): Se descargaron los raster de elevación ALOS PALSAR desde la plataforma Alaska Satellite Facility (ASF). Posteriormente, los raster fueron integrados mediante la herramienta Mosaic to New Raster, estableciendo como referencia espacial el sistema de coordenadas UTM.

2. Recorte del DEM: El raster mosaico fue recortado al límite de la cuenca del río Rímac utilizando la herramienta Clip (Raster), con el fin de delimitar el área de análisis.

3.Corrección hidrológica del terreno: Se aplicó la herramienta Fill para corregir depresiones artificiales del DEM, garantizando la continuidad del flujo superficial y mejorando la consistencia de los análisis hidrológicos posteriores.

4.Generación del mapa de pendientes: A partir del DEM corregido, se calculó la pendiente del terreno mediante la herramienta Slope. Posteriormente, el raster de pendientes fue clasificado utilizando la herramienta Reclassify, estableciendo rangos porcentuales basados en criterios propuestos por la FAO y organismos de gestión del riesgo, lo que permitió diferenciar áreas con distinto comportamiento geomorfológico y susceptibilidad a procesos de remoción en masa.

5.Cálculo de la dirección de flujo: Se utilizó la herramienta Flow Direction para determinar la dirección del flujo superficial a partir del DEM corregido.

6.Cálculo de la acumulación de flujo: Se aplicó la herramienta Flow Accumulation para identificar las zonas de concentración del flujo hídrico dentro de la cuenca.

7.Identificación de la red de drenaje: Mediante la herramienta Con, se definieron los umbrales de acumulación de flujo para la extracción de la red hídrica principal.

8.Segmentación de la red de drenaje: Se utilizó la herramienta Stream Link para asignar identificadores únicos a los segmentos de la red de drenaje.

9.Jerarquización de la red hídrica: Se aplicó la herramienta Stream Order empleando el método de Strahler, permitiendo clasificar los cursos de agua según su orden jerárquico.

10.Conversión a formato vectorial: Finalmente, se utilizó la herramienta Stream to Feature para convertir la red hídrica resultante a formato vectorial (shapefile).

11. Obtención de datos de precipitación: Se descargó información de precipitación desde la interfaz web Giovanni de la NASA, correspondiente al área de estudio y al periodo de 01-01-2017 al 31-03-2017.

12.Procesamiento de datos NetCDF: Los datos de precipitación fueron incorporados al entorno SIG mediante la herramienta Make NetCDF Raster Layer.

13.Exportación del raster de precipitación: El raster generado fue exportado a formato TIFF para su posterior análisis y representación cartográfica.

14.Conversión de raster a puntos: Se utilizó la herramienta Raster to Point para transformar el raster de precipitación en una capa de puntos.

Interpolación espacial: Finalmente, se aplicó el método de interpolación IDW (Inverse Distance Weighting) para generar el mapa continuo de precipitación de la cuenca del río Rímac.

Resultados

Como resultado del análisis, se obtuvo un mapa de pendientes que evidencia una alta variabilidad topográfica en la cuenca del río Rímac, con predominio de pendientes fuertes en la zona alta y media, y pendientes suaves en el tramo bajo.

Asimismo, el mapa de precipitación muestra una distribución espacial heterogénea, con mayores valores de precipitación en las zonas altoandinas de la cuenca y valores significativamente menores hacia la parte baja, lo cual explica el comportamiento estacional del caudal del río.

Estos productos cartográficos permiten comprender mejor la dinámica física de la cuenca y constituyen insumos clave para estudios hidrológicos y de gestión del riesgo.

Conclusiones

• El uso de datos ALOS PALSAR permitió obtener un modelo confiable para el análisis de pendientes en la cuenca del río Rímac.
• La información de precipitación obtenida desde la plataforma Giovanni evidenció la marcada variabilidad climática de la cuenca.
• La integración de herramientas SIG facilitó la caracterización física de la cuenca, aportando información relevante para la planificación y gestión territorial.

Recomendaciones

• Incorporar análisis multitemporales de precipitación para evaluar tendencias climáticas.
• Complementar el estudio con variables adicionales como uso del suelo o geología.
• Validar los resultados con información hidrometeorológica de estaciones locales.

Referencias bibliográficas

• Alaska Satellite Facility. (s. f.). ASF Data Search. University of Alaska Fairbanks. https://search.asf.alaska.edu/
• Food and Agriculture Organization of the United Nations. (s. f.). Land evaluation and slope classification guidelines. FAO.
• NASA Goddard Space Flight Center. (s. f.). Giovanni: The Bridge Between Data and Science. https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/